在Java SE上使用Headless模式的超級(jí)指南
這篇文章介紹怎樣在標(biāo)準(zhǔn)Java(Java SE,也稱作J2SE)平臺(tái)上用Headless模式。
Headless模式是在缺少顯示屏、鍵盤或者鼠標(biāo)時(shí)的系統(tǒng)配置。聽起來(lái)不可思議,但事實(shí)上你可以在這中模式下完成不同的操作,甚至是用圖形數(shù)據(jù)也可以。
哪里才能用到此模式呢?想想你的應(yīng)用不停的生成一張圖片,比如,當(dāng)用戶每次登陸系統(tǒng)是都要生成一張認(rèn)證圖片。當(dāng)創(chuàng)建圖片時(shí),你得應(yīng)用既不需要顯示器也不需要鍵盤。讓我們假設(shè)一下,現(xiàn)在你的應(yīng)用有個(gè)主架構(gòu)或者專有服務(wù)器,但這個(gè)服務(wù)沒有顯示器,鍵盤或者鼠標(biāo)。理想的決定是用環(huán)境的大量視覺計(jì)算能力而不是非視覺特性。在Headless模式下生成的圖片可以傳遞到Headful系統(tǒng)進(jìn)行更深層次渲染。
在java.awt.toolkit和java.awt.graphicsenvironment類中有許多方法,除了對(duì)字體,圖像和打印的操作外還有調(diào)用顯示器,鍵盤和鼠標(biāo)的方法。但是有一些類中,比如Canvas 和 Panel,可以在headless模式下執(zhí)行。在J2SE 1.4平臺(tái)之后就提供了對(duì)Headless模式的支持。
注:這篇文章重點(diǎn)講的是Java SE6 平臺(tái)版本的文檔。任何API的增加或其他增強(qiáng)Java SE平臺(tái)的規(guī)范是由JSR270專家組(JSR 270 Expert Group.)的審查和批準(zhǔn)。
Toolkit
java.awt.Toolkit類是Abstract Window Toolkit (AWT)的 所有實(shí)現(xiàn)類的抽象父類。Toolkit的子類用于把各種AWT組件綁定到特定的本地toolkit實(shí)現(xiàn)上去。
如果顯示設(shè)備,鍵盤或鼠標(biāo)不支持的話,很多組件都會(huì)受影響。一個(gè)合適的類構(gòu)造器應(yīng)當(dāng)拋出一個(gè)HeadlessException異常:
- Button
- Checkbox
- Choice
- Dialog
- FileDialog
- Frame
- Label
- List
- Menu
- MenuBar
- MenuItem
- PopupMenu
- Scrollbar
- ScrollPane
- TextArea
- TextField
- Window
這種重量級(jí)的組件需要有一個(gè)操作系統(tǒng)級(jí)別上對(duì)等的圖形函數(shù)來(lái)支持它,在headless的機(jī)器上它們將不能正常工作。
與Canvas、Panel和Image組件相關(guān)的組件不需要拋出HeadlessException異常,因?yàn)檫@些組件在操作系統(tǒng)級(jí)別上的對(duì)等圖形函數(shù)可以使用空函數(shù),然后作為輕量級(jí)組件來(lái)處理。
一個(gè)Headless的toolkit也會(huì)把Java組件綁定到本地資源上去,但是它只有在資源中不包含顯示設(shè)備或輸入設(shè)備時(shí)才會(huì)這樣做。
Graphics Environment
java.awt.GraphicsEnvironment類是一個(gè)抽象類,它描述了在給定平臺(tái)中,可以在Java技術(shù)中使用的由GraphicsDevice對(duì)象和Font對(duì)象組成的集合。該GraphicsEnvironment中的資源可以是本地的也可以是遠(yuǎn)程設(shè)備。GraphicsDevice對(duì)象可以是顯示器,打印機(jī)或者圖形緩存等,并且它們是Graphics2D 繪制函數(shù)的目標(biāo)。每一個(gè)GraphicsDevice都有許多與之關(guān)聯(lián)的GraphicsConfiguration對(duì)象。這些對(duì)象指定了不同的配置環(huán)境,在這些配置環(huán)境中可以使用GraphicsDevice。
Table 1 顯示GraphicsEnvironment 方法,檢查Headless模式支持
Table 1. Headless 模式方法
注意:isHeadless()方法檢查特定的系統(tǒng)屬性,java.awt.headless而不是系統(tǒng)的硬件配置.
HeadlessException 拋出的代碼,這取決于display device、keyboard、mouse在一個(gè)環(huán)境稱為不支持任何這些.唯一的例外是來(lái)自一個(gè)UnsupportedOperationException,本身就是來(lái)源于一個(gè)RuntimeException.
設(shè)置 Headless模式
使用Headless模式操作,您必須首先了解如何檢查和設(shè)置系統(tǒng)屬性與此相關(guān)的模式。此外,你必須了解如何創(chuàng)建一個(gè)默認(rèn)的工具包使用工具箱的無(wú)頭實(shí)現(xiàn)類.
系統(tǒng)屬性配置
為了啟用headless模式,需要使用setProperty()方法去設(shè)置相應(yīng)的系統(tǒng)屬性。本方法可以讓你用期望的值來(lái)設(shè)置系統(tǒng)屬性。
System.setProperty("java.awt.headless", "true");
上面的代碼中,java.awt.headless是一個(gè)系統(tǒng)屬性,true是我們?cè)O(shè)定的值。
如果你想在一個(gè)相同的程序中使用headless和傳統(tǒng)環(huán)境,你可以使用下面的命令行來(lái)完成:
java -Djava.awt.headless=true
創(chuàng)建默認(rèn)Toolkit
如果名字為java.awt.headless的系統(tǒng)屬性被設(shè)置為true,那么headless工具包就會(huì)被使用。接下來(lái)使用getDefaultToolkit()方法來(lái)創(chuàng)建一個(gè)headless toolkit的實(shí)例:
Toolkit tk = Toolkit.getDefaultToolkit();
Headless模式檢查
要檢查Headless模式的可用性,使用GraphicsEnvironment類的isHeadless()方法:
GraphicsEnvironment ge = GraphicsEnvironment.getLocalGraphicsEnvironment(); boolean headless_check = ge.isHeadless();
該方法檢查java.awt.headless系統(tǒng)屬性。如果這個(gè)屬性有一個(gè)為true的值,那么就會(huì)從工具包和依賴于一個(gè)顯示器,鍵盤,鼠標(biāo)的GraphicsEnvironment類的區(qū)域中拋出一個(gè)HeadlessException。
在Headless模式中操作
設(shè)置好headless模式并創(chuàng)建一個(gè)headless工具包的實(shí)例后,您的應(yīng)用程序可以執(zhí)行以下操作:
- 創(chuàng)建輕量級(jí)組件,如Canvas,Panel,和Swing組件,除了top級(jí)別.
- 收集關(guān)于可用的字體、字體指標(biāo)和字體設(shè)置的信息
- 設(shè)置顏色來(lái)渲染文本和圖形
- 創(chuàng)造和獲取圖像,為渲染準(zhǔn)備圖片
- 使用java.awt.PrintJob, java.awt.print.*, 和 javax.print.* 類進(jìn)行打印。
- 發(fā)出"嗶嗶"音頻。
Canvas(畫布)
下面的代碼會(huì)在屏幕上繪制出一個(gè)空白的矩形區(qū)域,你可以在上面繪制線條??梢允褂肅anvas類創(chuàng)建一個(gè)新的Canvas組件。
final Canvas c = new Canvas() { public void paint(Graphics g) { Rectangle r = getBounds(); g.drawLine(0, 0, r.width - 1, r.height - 1); g.drawLine(0, r.height - 1, r.width - 1, 0); } };
Fonts(字體)
這段代碼顯示了怎么使用Font類畫一個(gè)文本字符串并設(shè)置文字的字體。Graphics對(duì)象是用來(lái)繪制這個(gè)字符串的。
public void paint(Graphics g) { g.setFont(new Font("Arial", Font.ITALIC, 12)); g.drawString("Test", 32, 8); }
Colors
這段代碼顯示了如何使用指定的紅,綠,藍(lán)的值來(lái)設(shè)置一條線的顏色。Graphics對(duì)象是用來(lái)繪制這條線的。
public void paint(Graphics g) { g.setColor(new Color(255, 127, 0)); g.drawLine(0, r.height - 1, r.width - 1, 0); }
Images
在下面的代碼中,javax.imageio.ImageIO類的使用read()方法對(duì)圖1所示的grapefruit.jpg文件進(jìn)行解碼,并返回一個(gè)緩存圖片。
Image i = null; try { File f = new File("grapefruit.jpg"); i = ImageIO.read(f); } catch (Exception z) { z.printStackTrace(System.err); }
圖1。grapefruit.jpg圖像文件
這段代碼演示了如何打印已經(jīng)準(zhǔn)備好的畫布,你可以使用paint方法自定義打印機(jī)的的默認(rèn)畫面。
PrinterJob pj = PrinterJob.getPrinterJob(); pj.setPrintable(new Printable() { public int print(Graphics g, PageFormat pf, int pageIndex) { if (pageIndex > 0) { return Printable.NO_SUCH_PAGE; } ((Graphics2D)g).translate(pf.getImageableX(), pf.getImageableY()); // Paint canvas. c.paint(g); return Printable.PAGE_EXISTS; } });
Beep
下面的這段代碼展示了如果使用 Toolkit類的beep方法發(fā)出嘟嘟聲。
Toolkit tk = Toolkit.getDefaultToolkit(); tk.beep();
使用Headless模式簡(jiǎn)單例子
以下的HeadlessBasics例子運(yùn)用了文章中描述的所有功能。
要運(yùn)行這個(gè)的例子,需要用javac對(duì)下面的代碼進(jìn)行編譯。復(fù)制grapefruit.jpg圖片文件到HeadlessBasics類所在的目錄下面。
import java.awt.*; import java.io.*; import java.awt.print.*; import javax.imageio.*; public class HeadlessBasics { public static void main(String[] args) { // Set system property. // Call this BEFORE the toolkit has been initialized, that is, // before Toolkit.getDefaultToolkit() has been called. System.setProperty("java.awt.headless", "true"); // This triggers creation of the toolkit. // Because java.awt.headless property is set to true, this // will be an instance of headless toolkit. Toolkit tk = Toolkit.getDefaultToolkit(); // Standard beep is available. tk.beep(); // Check whether the application is // running in headless mode. GraphicsEnvironment ge = GraphicsEnvironment.getLocalGraphicsEnvironment(); System.out.println("Headless mode: " + ge.isHeadless()); // No top levels are allowed. boolean created = false; try { Frame f = new Frame("Frame"); created = true; } catch (Exception z) { z.printStackTrace(System.err); created = false; } System.err.println("Frame is created: " + created); // No other components except Canvas and Panel are allowed. created = false; try { Button b = new Button("Button"); created = true; } catch (Exception z) { z.printStackTrace(System.err); created = false; } System.err.println("Button is created: " + created); // Canvases can be created. final Canvas c = new Canvas() { public void paint(Graphics g) { Rectangle r = getBounds(); g.drawLine(0, 0, r.width - 1, r.height - 1); // Colors work too. g.setColor(new Color(255, 127, 0)); g.drawLine(0, r.height - 1, r.width - 1, 0); // And fonts g.setFont(new Font("Arial", Font.ITALIC, 12)); g.drawString("Test", 32, 8); } }; // And all the operations work correctly. c.setBounds(32, 32, 128, 128); // Images are available. Image i = null; try { File f = new File("grapefruit.jpg"); i = ImageIO.read(f); } catch (Exception z) { z.printStackTrace(System.err); } final Image im = i; // Print system is available. PrinterJob pj = PrinterJob.getPrinterJob(); pj.setPrintable(new Printable() { public int print(Graphics g, PageFormat pf, int pageIndex) { if (pageIndex > 0) { return Printable.NO_SUCH_PAGE; } ((Graphics2D)g).translate(pf.getImageableX(), pf.getImageableY()); // Paint the canvas. c.paint(g); // Paint the image. if (im != null) { g.drawImage(im, 32, 32, 64, 64, null); } return Printable.PAGE_EXISTS; } }); try { pj.print(); } catch (Exception z) { z.printStackTrace(System.err); } } }
圖2顯示了這個(gè)例子中的打印輸出結(jié)果。
圖2。HeadlessBasics的打印輸出。
此外,你可以看到以下的信息:
Headless mode: true java.awt.HeadlessException at java.awt.GraphicsEnvironment.checkHeadless(Unknown Source) at java.awt.Window.<init>(Unknown Source) at java.awt.Frame.<init>(Unknown Source) at HeadlessBasics.main(HeadlessBasics.java:24) Frame is created: false java.awt.HeadlessException at java.awt.GraphicsEnvironment.checkHeadless(Unknown Source) at java.awt.Button.<init>(Unknown Source) at HeadlessBasics.main(HeadlessBasics.java:39) Button is created: false
注:出于演示的目的,最初的代碼會(huì)導(dǎo)致此應(yīng)用程序拋出2個(gè)java.awt.HeadlessExceptions異常。
作為上一種方式的替代,你可以把標(biāo)準(zhǔn)輸出信息放到一個(gè)文件中,然后把文件打印出來(lái)。在這種情況下,使用下面的命令行來(lái)運(yùn)行這個(gè)例子:
java HeadlessBasics 2> standard_output.txt
把現(xiàn)有的應(yīng)用程序轉(zhuǎn)換為Headless模式。
你怎么把現(xiàn)有的應(yīng)用程序轉(zhuǎn)換為可執(zhí)行的headless模式?要執(zhí)行此轉(zhuǎn)換的最有效的方法是分析你的源代碼以確定任何的功能都是依賴于Headless模式的。換句話說(shuō),要實(shí)現(xiàn)相同的功能,你必須找到那些會(huì)拋出HeadlessException異常的類和方法,然后使用獨(dú)立的headless模式替換這些類和方法。
你可以使用Java SE 6 API說(shuō)明來(lái)判斷一個(gè)特定的類或方法是否支持headless模式。如果一個(gè)特定的組件不支持headless模式,你的程序需要捕獲的唯一的異常是HeadlessException。它會(huì)在其它可能的異常之前被拋出。這也是為什么在本節(jié)的代碼示例"舉例: 使用Headless模式"中,沒有什么特殊的必要性來(lái)捕獲其它異常。
你肯定會(huì)發(fā)現(xiàn)其它有用的方法來(lái)使用headless模式帶來(lái)的好處。我們希望本文能幫你完成此項(xiàng)任務(wù),在Java SE平臺(tái)中玩出一片新天地。
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