Matura: Softwareentwicklung & Informationssysteme

5.2. JavaFX Properties & Bindings, Multithreading

Properties

• Bsp.:

  public class MyBean {
    private StringProperty sample = new SimpleStringProperty();
  	
    public String getSample() {
        return sample.get();
    }
  
    public void setSample(String value) {
        sample.set(value);
    }
  	
    public StringProperty sampleProperty() {
        return sample;
    }
  }
  

Einfache Properties (abstrakte Klassen):

• BooleanProperty
• DoubleProperty
• FloatProperty
• IntegerProperty
• LongProperty
• StringProperty

Erzeugen von Properties über konkrete Klassen (Konstruktor mit maximalen Parametern)

BooleanProperty booleanProperty = new
SimpleBooleanProperty(true, „b″, this);

DoubleProperty doubleProperty = new
SimpleDoubleProperty(1.5, „d″, this);

FloatProperty floatProperty = new
SimpleFloatProperty(1.5f, „f″, this);

IntegerProperty integerProperty = new
SimpleIntegerProperty(123, „i″, this);

LongProperty longProperty = new
SimpleLongProperty(1234567899l, „l″, this);

StringProperty stringProperty = new
SimpleStringProperty("hallo", „s″, this);

Object Properties

• speichern beliebige Objekte

ObjectProperty<Image> objectProperty =
new SimpleObjectProperty<>();

Bindings

• Bindings „verknüpfen“ Properties mit Werten

label.textProperty().bind(myBean.sampleProperty());

• Binding lösen

label.textProperty().unbind();

• Im Controller erstellt
• Entweder durch
  • Implements Initializable (Interface) oder
  • @FXML initialize

Numerische Bindings

• .add / .substract
• .multiply / .divide
• .negate
• .min / .max
• Bsp.:

DoubleProperty number1 = new SimpleDoubleProperty(1);
DoubleProperty number2 = new SimpleDoubleProperty(2);
DoubleProperty number3 = new SimpleDoubleProperty(3);

NumberBinding calculated = Bindings.add(
number1, Bindings.multiply(number2,number3));

Fluent-API

DoubleProperty number1 = new SimpleDoubleProperty(1);
DoubleProperty number2 = new SimpleDoubleProperty(2);
DoubleProperty number3 = new SimpleDoubleProperty(3);

NumberBinding calculated =
number1.add(number2.multiply(number3));

Low-Level-API

DoubleProperty number1 = new SimpleDoubleProperty(1);
DoubleProperty number2 = new SimpleDoubleProperty(2);
DoubleProperty number3 = new SimpleDoubleProperty(3);
NumberBinding calculated = new DoubleBinding() {
   {
     super.bind(number1, number2, number3);
   }
   @Override
   protected double computeValue() {
     return number1.get() + (number2.get() * number3.get());
   }
};

Bidirektionale Bindings

• 2 Properties können gegenseitig aneinander gebunden werden

DoubleProperty number1 = new SimpleDoubleProperty(1);
DoubleProperty number2 = new SimpleDoubleProperty(2);
number2.bindBidirectional(number1);

• Dann können Sie auch gebundene Properties gesetzt werden:

  number2.setValue(3);
  number1.setValue(4);
  System.out.println(„number2 hat Wert: „ + number2.getValue());
  

Object Bindings

• mit ObjectBindings können beliebige Objekte an Properties gebunden werden
• Vorgehensweise:
  • eigene Klasse ableiten von ObjectBinding
  • im Konstruktor ein passendes Property annehmen (muss nicht vom Typ T sein!)
  • Property als Attribut speichern
  • T computeValue() Methode implementieren, die ein
  • Objekt retourniert, welches über das Property gebindet wurde

Boolean Bindings

• Boolean Bindings: Logische Verknüpfung von BooleanProperty
  • .greaterThan / .greaterThanOrEqualTo
  • .isEqualTo / .isNotEqualTo
  • .lessThan / .lessThanOrEqualTo
  • .and / .or
  • isNotEmpty
• Bsp:
• in einem Textfield überprüfen, ob Eingabe mit mindestens 3 Zeichen:

BooleanBinding textFieldEntered =
textField.textProperty()
.isNotEmpty()
.and(textField.textProperty().length().greaterThan(3));

• Button soll deaktiviert werden, wenn im Textfield nichts steht

button.disableProperty().bind(textFieldEntered.not());

Serialisierung von Properties

• Properties können NICHT serialisiert werden
  • daher müssen sie in dem Fall mit transient gekennzeichnet werden
  • sie werden dann aber auch NICHT gespeichert!

public class MyBean implements Serializable {
	private transient StringProperty sample = new SimpleStringProperty();
	public String getSample() {
		return sample.get();	
	}
	
	public void setSample(String value) {
		sample.set(value);
	}
	
	public StringProperty sampleProperty() {
		return sample;
	}
}

• Möchte man Datenobjekte mit Properties serialisieren, dannmuss man muss man die Serialisierung selbst in die Handnehmen (z.B. StringProperty):

public class xyz implements Externalizable {
    private SimpleStringProperty x = new SimpleStringProperty("");
 
@Override
    public void readExternal(ObjectInput in) throws IOException, ClassNotFoundException {
        setX ((String) in.readObject());
    }
 
    @Override
    public void writeExternal(ObjectOutput out) throws IOException {
        out.writeObject(getX());
    }

• Klasse mit Properties Serialisieren:

public class Packet implements Externalizable {
    private static final long serialVersionUID = -8256294089416034037L;
    private SimpleStringProperty varName = new SimpleStringProperty("");
    private SimpleStringProperty varValue = new SimpleStringProperty("");
 
    public Packet() {
        this("", "");
    }
    public Packet(String varName, String varValue) {
        setVarName(varName);
        setVarValue(varValue);
    }
    public String getVarName() {
        return varName.get();
    }
    public void setVarName(String var) {
        varName.set(var);
    }
   
    public String getVarValue() {
        return varValue.get();
    }
    public void setVarValue(String value) {
        varValue.set(value);
    }
    public SimpleStringProperty getVarNameProperty() {
        return varName;
    }
    public SimpleStringProperty getVarValueProperty() {
        return varValue;
    }
 
    @Override
    public String toString() {
        return getVarName() + ": " + getVarValue();
    }
 
    @Override
    public void readExternal(ObjectInput in) throws IOException, ClassNotFoundException {
        setVarName((String) in.readObject());
        setVarValue((String) in.readObject());
}
 
    @Override
    public void writeExternal(ObjectOutput out) throws IOException {
        out.writeObject(getVarName());
        out.writeObject(getVarValue());
    }

ListView

// Definiere ListProperty -> es sollen Strings gespeichert werden
ListProperty<String> listProperty = new SimpleListProperty<>();

// Erstelle Collection mit Inhalt
List<String> iosList = new ArrayList<>();

iosList.add("iPhone 4");
iosList.add("iPhone 5");
iosList.add("iPhone 6");
iosList.add("iPhone SE");
iosList.add("iPhone 8");

// setzen der Werte durch umwandeln einer ArrayList in eine observableList
listProperty.set(FXCollections.observableArrayList(iosList));

// binde die ListView Items an die ListProperty
myListView.itemsProperty().bind(listProperty);

// ändere Elemente in der listProperty
listProperty.add("iPhone11");
listProperty.remove(0);

• … myListView.getSelectionModel().getSelectedItem() liefert das ausgewählte Item
• … myListView.getSelectionModel().selectedItemProperty() liefert das Property des ausgewählten Elements für Bindings

Task

• implementiert das Worker Interface
• Verwendung für einmalige Hintergrundberechnungen (abgeleitet von FutureTask)
• Task implementiert Runnable, somit auch Start über Executor möglich
• Ergebnis des Tasks mit Methode get(), wenn Berechnung zu Ende ist
  • Berechnung noch nicht am Ende: get() blockiert

• in call() Methode wird Arbeit verrichtet und gegebenenfalls Properties aktualisiert

• Fortschritt aktualisieren:
  • in call() wird Methode updateProgress aufrufen
  • über task.progressProperty() kann ein Binding auf z.B. eine Progressbar realisiert werden
• Tasks unterbrechen
  • vgl. „interrupt“ in Threads
  • im Controller wird mit myTask.cancel() versucht den Task zu beenden
  • bei Tasks: in Methode „call“ prüfen auf isCancelled()
• Aktionen nach Beendigung des Tasks:

task.setOnSucceeded((WorkerStateEvent event) -> {
   Object value = task.getValue();
   // do anything with the result
   updateTheUI(value);
});

// setOnFailed
// setOnScheduled
// setOnCanceled
// setOnRunning

Service

• Klasse Service
  • verwaltet einen Task
  • Tasks können über Service mehrfach ausgeführt werden
  • Task ohne Service kann nur 1x ausgeführt werden!
• Klasse ScheduledService
  • führt Tasks in vorbestimmten Intervallen
• Klasse Service - wichtige Methoden:
  • start() - startet den Service
  • reset() - resettet den Service, funktioniert aber nur, wenn Thread in finished Status ist (SUCCEEDED, FAILED, CANCELLED, READY)
  • restart() - laufender Thread wird gecancelt und dann neu gestartet
  • cancel() - canceled laufenden Thread
• Task definieren:

public CounterTask extends Task<Integer>{
   public CounterTask(int max) {
     this.max = max;
     updateMessage("Ready to count...");
   }
   @Override protected Integer call() throws Exception {
     updateMessage("Counting...");
     for (int i = 0; i < max; i++) {
       Thread.sleep(10);
       updateProgress(i, max);
     }
     updateMessage("READY");
     return max;
   }
}

• Service definieren:

public class CounterService extends Service<Integer>{
   private final int max;
   public CounterService(int max) {
     this.max = max;
   }
   @Override
   protected Task<Integer> createTask() {
     return new CounterTask(max);
   }
}

ScheduledService

• führt Tasks in vorbestimmten Intervallen wieder aus
• ScheduledService definieren

public class CounterService extends ScheduledService<Integer>{
   private final int max;
   public CounterService(int max) {
	 super();
	 setPeriod(Duration.seconds(2));
     this.max = max;
   }
   @Override
   protected Task<Integer> createTask() {
     return new CounterTask(max);
   }
}

• Bei Task/Service Wert (z.B. in GUI) an valueProperty binden - somit ist Wert immer aktuell

Label label = new Label();
label.textProperty().bind(Bindings.concat("Value: ",
    counterService.valueProperty()));

• bei ScheduledService wird valueProperty regelmäßig null sein, da der Service immer wieder neu gestartet wird (und somit der Wert zurückgesetzt wird)
  • daher gibt es die Property lastValue

label.textProperty().bind(Bindings.concat("Value: ",
counterService.lastValueProperty()));

• Abbruch bei Misserfolg => Service muss manuell wieder gestartet werden!

counterService.setRestartOnFailure(false);
counterService.start();

• Festlegen, wie oft es der Service im Fehlerfall versuchen soll:

counterService.setRestartOnFailure(true);
counterService.setMaximumFailureCount(3);
counterService.start();

• Nach Fehler ist es meist nicht sinnvoll es sofort neu zu versuchen
• Daher unterschiedliche Strategien:
  • LOGARITHMIC_BACKOFF_STRATEGY
  • EXPONENTIAL_BACKOFF_STRATEGY
  • LINEAR_BACKOFF_STRATEGY

counterService.setRestartOnFailure(true);
counterService.setMaximumFailureCount(3);
counterService.setBackoffStrategy(
	ScheduledService.EXPONENTIAL_BACKOFF_STRATEGY );
counterService.start();

Progress anzeigen (unwahrscheinlich zur Matura)

Task task = new Task<Void>() {
	@Override public Void call() {
		static final int max = 1000000;
		for (int i=1; i<=max; i++) {
		if (isCancelled()) {
			break;
		}
		updateProgress(i, max);
	}
	return null;
	}
};

ProgressBar bar = new ProgressBar();
bar.progressProperty().bind(task.progressProperty());
new Thread(task).start();

Platform.runLater (unwahrscheinlich zur Matura)

• Soll eine GUI Komponente von einem Nicht-GUI-Thread heraus modifiziert werden, so kann Platform.runLater verwendet werden
• public static void runLater(Runnable runnable)
  • Die Aufgabe wird in den GUI Thread eingereiht und frühest möglich abgearbeitet
  • Kleinere Aufgaben können ebenso mit Platform.runLater() realisiert werden
  • Größere/rechenintensivere Aufgaben mittels Threads!
• Annahme: Eine ListView wird über ein Property an einenService „gebindet“
  • listView.itemsProperty().bind(myListService.resultProperty());
• in dem Fall muss eine Änderung der ListView über runlater realisiert werden:
  • Platform.runLater(() -> result.add("Element " + elem));