Java Swing 動態顯示時間三種實作方案對比

一、需求場景

在 Swing 介面即時顯示系統時間（格式 HH:mm:ss），每秒更新一次。核心挑戰：定時觸發 UI 更新，且不阻塞事件調度執行緒 (EDT)。

二、方案一：Timer + TimerTask（推薦）

public class TimeFrame extends JFrame {
    private JLabel displayArea;
    private static final int ONE_SECOND = 1000;

    public TimeFrame() {
        displayArea = new JLabel();
        add(new JLabel("CurrentTime: "), BorderLayout.WEST);
        add(displayArea, BorderLayout.CENTER);
        setDefaultCloseOperation(EXIT_ON_CLOSE);
        setSize(200, 70);
        setLocationRelativeTo(null); // 置中

        Timer timer = new Timer();
        timer.scheduleAtFixedRate(new TimerTask() {
            @Override public void run() {
                String time = new SimpleDateFormat("HH:mm:ss").format(new Date());
                // Swing 元件更新必須在 EDT，TimerTask 執行緒非 EDT
                SwingUtilities.invokeLater(() -> displayArea.setText(time));
            }
        }, new Date(), ONE_SECOND);
    }

    public static void main(String[] args) {
        SwingUtilities.invokeLater(() -> new TimeFrame().setVisible(true));
    }
}

優點：Timer 可共用多個 TimerTask，scheduleAtFixedRate 固定頻率執行，無累積誤差；注意：UI 更新必須用 SwingUtilities.invokeLater() 轉派到 EDT。

三、方案二：獨立 Thread + sleep（簡單但不推薦生產）

public class TimeFrame2 extends JFrame implements Runnable {
    private JLabel displayArea;

    public TimeFrame2() {
        displayArea = new JLabel();
        add(new JLabel("CurrentTime: "), BorderLayout.WEST);
        add(displayArea, BorderLayout.CENTER);
        setDefaultCloseOperation(EXIT_ON_CLOSE);
        setSize(200, 70);
        setLocationRelativeTo(null);
    }

    @Override public void run() {
        while (true) {
            String time = new SimpleDateFormat("HH:mm:ss").format(new Date());
            SwingUtilities.invokeLater(() -> displayArea.setText(time));
            try { Thread.sleep(1000); } catch (InterruptedException ignored) {}
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        TimeFrame2 frame = new TimeFrame2();
        frame.setVisible(true);
        new Thread(frame).start();
    }
}

缺點：每個時鐘佔一條執行緒，sleep 精度低、累積誤差大，難以統一管理。

四、方案三：ScheduledExecutorService（現代替代 Timer）

ScheduledExecutorService scheduler = Executors.newSingleThreadScheduledExecutor();
scheduler.scheduleAtFixedRate(() -> {
    String time = new SimpleDateFormat("HH:mm:ss").format(new Date());
    SwingUtilities.invokeLater(() -> displayArea.setText(time));
}, 0, 1, TimeUnit.SECONDS);

優點：標準化執行緒池 API、支援關閉、異常處理更完善，Java 5+ 推薦取代 Timer。

五、進階：世界時鐘（多時區切換）

public class WorldClock extends JFrame {
    private JComboBox<String> zoneBox;
    private JLabel displayArea;
    private TimeZone currentZone = TimeZone.getDefault();

    public WorldClock() {
        zoneBox = new JComboBox<>(TimeZone.getAvailableIDs());
        zoneBox.addActionListener(e -> currentZone = TimeZone.getTimeZone(
            (String) zoneBox.getSelectedItem()));

        displayArea = new JLabel();
        add(zoneBox, BorderLayout.NORTH);
        add(displayArea, BorderLayout.CENTER);
        setDefaultCloseOperation(EXIT_ON_CLOSE);
        pack(); setLocationRelativeTo(null); setVisible(true);

        ScheduledExecutorService scheduler = Executors.newSingleThreadScheduledExecutor();
        scheduler.scheduleAtFixedRate(() -> {
            SimpleDateFormat fmt = new SimpleDateFormat("EEE d MMM, HH:mm:ss", Locale.ENGLISH);
            fmt.setTimeZone(currentZone);
            String time = fmt.format(new Date());
            SwingUtilities.invokeLater(() -> displayArea.setText(time));
        }, 0, 1, TimeUnit.SECONDS);
    }
}

關鍵點：SimpleDateFormat 非執行緒安全，每次更新新建實例或用 ThreadLocal；TimeZone.getAvailableIDs() 取得所有时区 ID。

六、常用 Swing 技巧備忘

七、總結

1. 首選 ScheduledExecutorService（或 Timer）定時任務，避免手動 Thread.sleep 循環。
2. UI 更新務必轉派到 EDT，否則會出現競態條件、畫面閃爍或凍結。
3. SimpleDateFormat 非執行緒安全，多執行緒環境每次新建或用 DateTimeFormatter (Java 8+)。
4. 世界時鐘示範 JComboBox 動態切換 TimeZone，pack() 自適應版面。