有一个项目，需要模拟数千台设备的工作情况，这数千个设备分为若干组，每组 100 台。故需要设计一款 GUI 程序，包含 100 个自定义控件，模拟一组设备的工作情况，通过 ListView 对设备组进行选择，即可成功模拟数千台设备。
由于 Java 拥有丰富的第三方库，便于项目的底层实现，故基于最新的 Java GUI 框架「JavaFX 8」实现该 GUI 界面，该应用程序需使用 100 个相同的自定义控件，故需要使用流面板 (FlowPane) 对这些自定义控件进行有效布局。
最终实现效果如下图所示：
FlowPane 布局面板中包含的自定义控件会在水平方向上按行连续地平铺放置，并且会在边界处自动换行，点击左侧 ListView 中的 Item，右侧的自定义控件组会显示选定设备组的状态信息。综上，该设计可实现预定目标。
1. Java FX 8 基本说明
可以使用这篇「JavaFX 8 教程」作为 JavaFX 8 的入门使用，拥有 GUI 设计经验的开发人员均可快速入门 Java FX 8，
1.1 界面生成方式
Java FX 8 与大多数现代 GUI 开发相同，用户界面有两种创建方式：
- XML文件定义
- java代码创建
本文为了更加清晰直观，采用两种界面布局方法相结合的方式。
1.2 问题说明
由于 Java FX 8 并不主流，遇到问题很难在中文网站上找到解决方法，故有许多坑需要填补，所以本文遇到一些坑时不进行说明，而是在另一篇文章中列出了这些坑的填补方法。
2. 界面根布局的设计
使用「Scene Builder」打开 FXML 布局文件，在如图所示左下角，填入一个自定义 Class 作为控制器类，激活需要操作的控件，在右侧「fx:id」处填入 Class 的 Field，下方填入事件处理方法，之后通过 View -> Show Sample Controller skeleton 可查看填入 Controller 中的代码示例。
在程序的入口类中填入如下代码：
public class Main extends Application {
//入口方法已隐式实现，故可删除
public static void main(String[] args) {
launch(args);
}
@Override
public void start(Stage primaryStage) throws Exception {
primaryStage.setTitle("bitkyApp");
FXMLLoader fxmlLoader = new FXMLLoader(getClass().getResource("sample.fxml"));
AnchorPane anchorPane = fxmlLoader.load(); //返回类型设置为布局文件根节点类型
Controller controller = fxmlLoader.getController(); //可获取该布局的 Controller 类
BorderPane rootLayout = FXMLLoader.load(getClass().getResource("rootLayout.fxml"));
rootLayout.setCenter(anchorPane);
primaryStage.setScene(new Scene(rootLayout, 800, 650));
primaryStage.show();
}
}
该方法为教程中的方法，为了实现 Controller 和外部的交互，将 FXML 布局文件和 Controller 均耦合在了外部类中，显得较为繁琐。故可采用自定义控件的方式简化外部的代码调用。
3. 自定义控件的设计
JavaFX 2 版本之后，FXML 提供 <fx:root/> 写法，此时要求 Controller 必须继承自 FXML 节点对象，使用 FXMLLoader 加载时，必须调用 setRoot() 方法。
不要在 FXML 中指定 Controller，通常情况下一个 FXML 可以对应多个 Controller，为了灵活性，我们应当在 FXMLLoader 中指定 Controller。
根据具体实践，可以采用如下方式：
Scene Builder 左下角的 Controller 面板中，勾选使用 fx:root 构造，并且不应该填入 Controller 类，如图，此时 <fx:root/> 作为根节点，：
此时在 FXML 文件中的代码例如：
<fx:root xmlns:fx="http://javafx.com/fxml/1"
type="TabPane"
xmlns="http://javafx.com/javafx/8.0.111">
......
</fx:root>
此时，Controller 类继承根节点的类型，例如「TabPane」。可选实现「Initializable」接口进行控件生成之后的初始化操作，代码示例如下：
//Controller 类继承 FXML 布局文件的根节点类型「TabPane」
public class DeviceView extends TabPane implements Initializable {
public DeviceView() {
loadFxml();
}
private void loadFxml() {
FXMLLoader loader = new FXMLLoader(getClass().getResource("device_view.fxml"));
loader.setRoot(this);
loader.setController(this);
try {
loader.load();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
//该方法在构造方法执行完毕后执行
@Override
public void initialize(URL location, ResourceBundle resources) {
}
}
此时，在主布局对应的 Controller 中，直接生成该类「DeviceView」的对象作为自定义控件，通过 FlowPane 控件的引用添加该对象为 FlowPane 的子控件，即可实现设计目的，具体代码如下：
for (int i = 1; i <= 100; i++) {
//在 FlowPane 中添加自定义控件「DeviceView」
DeviceView deviceView = new DeviceView(i);
deviceFlowPane.getChildren().add(deviceView);
//使用观察者模式添加子控件「DeviceView」的监听器
deviceView.setListener((status -> {
if (listener != null) listener.btnChanged(status);
}));
}
4. 使用自定义控件的方式简化主界面的外部调用代码
综上所述，最终实现的主界面代码示例如下：
public class MainView extends BorderPane implements Initializable {
private static MainView mainView;
private MainView() throws IOException {
FXMLLoader loader = new FXMLLoader(getClass().getResource("rootLayout.fxml"));
loader.setRoot(this);
loader.setController(this);
loader.load();
}
public static MainView getInstance() {
if (mainView == null) {
try {
mainView = new MainView();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
return mainView;
}
@Override
public void initialize(URL location, ResourceBundle resources) {
}
}
此段代码使用了自定义控件的方式，并且使用了单例模式中的懒汉式方便外部调用，外部调用代码如下：
public class MainLauncher extends Application {
@Override
public void start(Stage primaryStage) throws Exception {
startApp(primaryStage);
}
private void startApp(Stage primaryStage) {
primaryStage.setTitle("设备模拟客户端");
primaryStage.setScene(new Scene(MainView.getInstance()));
primaryStage.setMaximized(true);
primaryStage.show();
}
}
