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Java Applet 開發完全指南：生命週期、多線程、動畫優化與載入加速

編輯：Java 程式設計入門

Java Applet 概述

Java 程式主要分為兩類：Applet（小程式）與 Application（應用程式）。兩者差異顯著：Applet 嵌入網頁中，隨頁面下載並在瀏覽器的 JVM 中執行，受安全機制限制（如無法存取本地檔案）；Application 則獨立於瀏覽器運行，擁有完整系統權限。程式結構上最大的不同在於——Applet 沒有 main() 方法，而 Application 必須有。

每個 Applet 皆繼承自 java.applet.Applet 類別。開發者透過覆寫五大核心方法來掌控生命週期：

init()：首次載入頁面時調用，負責初始化
start()：Applet 開始/恢復運行時調用
paint(Graphics g)：繪製畫面內容
stop()：用戶離開頁面時調用，暫停執行
destroy()：瀏覽器關閉時調用，釋放資源

生命週期與網頁綁定：只要瀏覽器不關閉，重新載入頁面只會觸發 start() 與 paint()，不會重複 init()。

擴展基類支援多線程：讓動畫不再卡死

實用的 Applet（動畫、即時資料抓取）通常包含無限迴圈的邏輯主體。若直接放在 init() 或 paint() 中，會佔用單一事件執行緒，導致瀏覽器無法回應使用者操作（選單失效、頁面無法切換）。

解決之道：引入執行緒，將主邏輯移至 run() 方法。在 start() 啟動執行緒，stop() 終止它，確保離開頁面時不佔用 CPU。

為了複用，我們可建立一個支援執行緒的基類 MultiThreadApplet：

import java.applet.*;
import java.awt.*;

class MultiThreadApplet extends Applet implements Runnable {
    Thread thisThread;

    public void start() {
        if (thisThread == null) {
            thisThread = new Thread(this);
            thisThread.start();
        }
    }

    public void stop() {
        if (thisThread != null) {
            thisThread.stop(); // 注意：stop() 已棄用，現代建議用 interrupt() + 旗標
            thisThread = null;
        }
    }

    public void run() { } // 留給子類實作
}

使用範例——計數器動畫：

import java.awt.*;

public class Counter extends MultiThreadApplet {
    int counter = 0;

    public void run() {
        while (true) {
            counter++;
            repaint(); // 觸發 paint()
            try { Thread.sleep(100); } catch (InterruptedException ignored) {}
        }
    }

    public void paint(Graphics g) {
        g.drawString(String.valueOf(counter), 10, 10);
    }
}

執行緒控制細節被封裝在基類中，子類專注於業務邏輯。

解決動畫閃爛：雙緩衝技術

動畫本質是連續靜態圖形的快速切換。若直接在螢幕上「清除→重繪背景→繪製新位置」，畫面會因刷新時機不一致而閃爛。

兩種防閃爛方案

局部刷新：只擦除變化區域。適合簡單動畫（如飛星），但複雜重疊場景下邏輯繁瑣且效能不佳。
雙緩衝（Off-screen Buffering）：在記憶體中完成整幀繪製，再一次性貼到螢幕。核心步驟：
- createImage(width, height) 建立離屏影像緩衝區
- 取得其 Graphics 物件，對它進行「清除、畫背景、畫物件」
- 最後 drawImage(offscreenImage, 0, 0, this) 輸出到螢幕

範例——彈跳小球（無閃爛）：

import java.awt.*;

public class Ball extends MultiThreadApplet {
    Image offscreen, ballImg;
    Graphics offG, ballG;

    public void run() {
        if (ballImg == null) {
            offscreen = createImage(bounds().width, bounds().height);
            ballImg = createImage(70, 70);
            offG = offscreen.getGraphics();
            ballG = ballImg.getGraphics();
            ballG.setColor(Color.gray);
            ballG.fillOval(0, 0, 70, 70);
        }

        for (int x = 0; x < 400; x++) {
            double angle = x / 20.0;
            int y = (int) (Math.abs(Math.sin(angle)) * 80);

            offG.clearRect(0, 0, bounds().width, bounds().height);
            drawBackground(offG);
            offG.drawImage(ballImg, x, 80 + y, this);
            getGraphics().drawImage(offscreen, 0, 0, this);

            try { Thread.sleep(25); } catch (Exception ignored) {}
        }
    }

    private void drawBackground(Graphics g) {
        for (int i = 0; i < 40; i++) {
            g.drawLine(0, i * 10, 400, i * 10);
        }
    }
}

執行結果：動畫絲滑流暢，零閃爛。