スイング（Java）

SwingはJava用のGUI ウィジェットツールキットです。^[1]これはOracleのJava Foundation Classes (JFC)の一部であり、Javaプログラムにグラフィカルユーザーインターフェイス(GUI)を提供するためのAPIです。

Swing は、以前のAbstract Window Toolkit (AWT)よりも洗練された GUIコンポーネントセットを提供するために開発されました。Swing は、複数のプラットフォームのルック アンド フィールをエミュレートするルック アンド フィールを提供するとともに、基盤となるプラットフォームとは関係のないルック アンド フィールをアプリケーションに持たせることができるプラグイン可能なルック アンド フィールもサポートしています。Swing には、AWT よりも強力で柔軟なコンポーネントがあります。ボタン、チェック ボックス、ラベルなどの一般的なコンポーネントに加えて、Swing はタブ付きパネル、スクロール ペイン、ツリー、テーブル、リストなどの高度なコンポーネントもいくつか提供します。^[2]

AWT コンポーネントとは異なり、Swing コンポーネントはプラットフォーム固有のコードで実装されていません。代わりに、完全に Java で記述されているため、プラットフォームに依存しません。

2008年12月、サン・マイクロシステムズ（オラクルの前身）は、Swingの後継となるCSS / FXMLベースのフレームワーク「JavaFX」をリリースした。^[3]

Internet Foundation Classes (IFC)は、もともとNetscape Communications Corporationによって開発され、1996 年 12 月 16 日に初めてリリースされたJava 用のグラフィック ライブラリです。1997 年 4 月 2 日、 Sun MicrosystemsとNetscape Communications Corporation は、 IFC を他のテクノロジと統合してJava Foundation Classes を形成する意向を発表しました。^[4]「Java Foundation Classes」は後に「Swing」に名前が変更されました。^{[説明が必要]}

Swing は、アプリケーション コードに大幅な変更を加えずに、アプリケーション内のすべてのコンポーネントの外観と操作感を変更できるメカニズムを導入しました。プラグ可能な外観と操作感のサポートの導入により、Swing コンポーネントはネイティブ コンポーネントの外観をエミュレートしながらも、プラットフォーム非依存の利点を維持できるようになりました。当初は個別にダウンロード可能なライブラリとして配布されていた Swing は、リリース 1.2 以降、Java Standard Editionの一部として含まれています。 ^{[5] Swing クラスとコンポーネントは}javax.swing パッケージ階層に含まれています。

Swingの後継であるJavaFXの開発は2005年に始まり、2年後のJavaOne 2007で正式に発表されました。 ^[6] JavaFXは2011年にオープンソース化され、2012年にOracle JDKダウンロードの一部となりました。JavaFXは、より軽量であること、CSSスタイル、洗練されたデザインコントロール、 FXMLとScene Builderの使用など、いくつかの利点があるため、Swingに取って代わりつつあります。 ^[7] 2018年、JavaFXは開発のペースを上げるためにOpenJFXプロジェクトのOpenJDKの一部となりました。^[8]

Swingを担当したJavaクライアントチームのメンバーには、James Gosling（アーキテクト）、Rick Levenson（マネージャー）、Amy FowlerとHans Muller（共同技術リーダー）、Tom Ball、Jeff Dinkins、Georges Saab、^[9] Tim Prinzing、Jonni Kanerva、Jeannette HungとJim Graham（2Dグラフィックス）が含まれていました。^[10]

Swingは、プラットフォームに依存しない、シングルスレッドプログラミングモデルに従うJava用の「モデル・ビュー・コントローラ」GUIフレームワークです。 ^[11]さらに、このフレームワークは、SwingベースのGUIのコード構造とグラフィック表現の間に抽象化レイヤーを提供します。

Swing は完全に Java で記述されているため、プラットフォームに依存しません。すべての Swing クラスの完全なドキュメントは、バージョン 6 の Java API ガイドまたはバージョン 8 の Java Platform Standard Edition 8 API 仕様に記載されています。

Swing は高度にモジュール化されたアーキテクチャであり、指定されたフレームワーク インターフェースのさまざまなカスタム実装の「プラグイン」が可能です。ユーザーは、 を介して Java の継承メカニズムを使用して、これらのコンポーネントの独自のカスタム実装を提供し、デフォルトの実装をオーバーライドできますLookAndFeel。

Swing はコンポーネント ベースのフレームワークであり、そのコンポーネントはすべて最終的にJComponentクラスから派生します。Swing オブジェクトは非同期的にイベントを発生させ、バインドされたプロパティを持ち、コンポーネント固有のドキュメント化された一連のメソッドに応答します。Swing コンポーネントはJavaBeansコンポーネントであり、JavaBeans 仕様に準拠しています。

Swing はランタイム メカニズムと間接的な構成パターンに大きく依存しているため、実行時に設定の基本的な変更に対応できます。たとえば、Swing ベースのアプリケーションは、実行時にユーザー インターフェイスをホット スワップできます。さらに、ユーザーは独自のルック アンド フィール実装を提供できるため、アプリケーション コードをプログラム的に変更しなくても、既存の Swing アプリケーションのルック アンド フィールを統一的に変更できます。

Swing の高度な柔軟性は、ネイティブ ホストオペレーティング システム(OS) の GUI コントロールをオーバーライドして表示できるという固有の機能に反映されています。Swing は、ネイティブ ユーザー インターフェイス ツールキットを呼び出すのではなく、Java 2D API を使用してコントロールを「ペイント」します。したがって、Swing コンポーネントには対応するネイティブ OS GUI コンポーネントがなく、基盤となるグラフィックス GUI で可能なあらゆる方法で自由にレンダリングできます。

しかし、本質的には、すべての Swing コンポーネントはAWTコンテナに依存しています。これは、(Swing の) がJComponent(AWT の) コンテナを拡張しているためです。これにより、Swing は、重要なデバイス/画面マッピングや、キーの押下やマウスの移動などのユーザー操作を含む、ホスト OS の GUI 管理フレームワークにプラグインできます。Swing は、その独自の (OS に依存しない) セマンティクスを、基盤となる (OS 固有の) コンポーネントに「転置」するだけです。したがって、たとえば、すべての Swing コンポーネントは、(AWT) コンテナで定義されている component.paint() の呼び出しに応答して、グラフィック デバイスにレンダリングを描画します。ただし、OS ネイティブの「ヘビーウェイト」ウィジェットに描画を委任する AWT コンポーネントとは異なり、Swing コンポーネントは独自のレンダリングを担当します。

この転置と分離は単に視覚的なものではなく、Swing のコンポーネント包含階層内で発生するイベントに対する OS に依存しない独自のセマンティクスの管理と適用にも及びます。一般的に言えば、Swing アーキテクチャは、さまざまな OS GUI セマンティクスを単純だが一般化されたパターンにマッピングするタスクを AWT コンテナーに委任します。その一般化されたプラットフォームに基づいて、Swing はモデルの形式で独自のリッチで複雑な GUI セマンティクスを確立しますJComponent。

Swing ライブラリは、モデル・ビュー・コントローラソフトウェア設計パターン[ ^12]を多用します。このパターンは、表示されるデータと、それを表示するユーザー インターフェイス コントロールを概念的に分離します。このため、ほとんどの Swing コンポーネントには関連モデル(Javaインターフェイスで指定) があり、プログラマはさまざまなデフォルト実装を使用することも、独自の実装を提供することもできます。フレームワークは、すべての具体的なコンポーネントに対してモデル インターフェイスのデフォルト実装を提供します。Swing フレームワークの一般的な使用では、カスタム モデルを作成する必要はありません。フレームワークは、デフォルトで、JComponentSwing ライブラリ内の対応する子クラスに透過的に関連付けられている一連のデフォルト実装を提供するためです。一般に、テーブル、ツリー、場合によってはリストなどの複雑なコンポーネントのみが、アプリケーション固有のデータ構造に関するカスタム モデル実装を必要とします。Swing アーキテクチャによって可能になる可能性を十分に理解するには、テーブルとリストのカスタム モデルがDAOやEJBサービスのラッパーである場合を想定するとよいでしょう。

通常、Swing コンポーネント モデル オブジェクトは、関連する JComponent が使用する (概念的な) データ モデルの、発生するイベントを定義する簡潔なインターフェイスとアクセス可能なプロパティを提供する役割を担います。全体的な MVC パターンは疎結合の共同オブジェクト関係パターンであるため、モデルは、データ モデル オブジェクトにイベント リスナーをアタッチするためのプログラム的な手段を提供します。これらのイベントはモデル中心であり (例: テーブル モデルの「行挿入」イベント)、JComponent の特殊化によってGUI コンポーネントにとって意味のあるイベントにマップされます。

たとえば、 には、テーブルが表形式のデータにアクセスする方法のインターフェースを記述する というJTableモデルがありますTableModel。 この のデフォルトの実装は、2 次元配列で動作します。

Swing JComponent のビュー コンポーネントは、概念的な GUI コントロールをグラフィカルに表現するために使用されるオブジェクトです。GUI フレームワークとしての Swing の特徴は、プログラムでレンダリングされた GUI コントロールに依存していることです (ネイティブ ホスト OS の GUI コントロールを使用するのではなく)。Java 6 Update 10より前では、この違いにより、ネイティブ コントロールを使用する AWT コントロールと GUI 内の Swing コントロールを混在させるときに問題が生じていました ( 「AWT コンポーネントと Swing コンポーネントの混在」を参照)。

最後に、視覚的な構成と管理の点では、Swing は絶対レイアウト (コンポーネントの正確な位置とサイズを指定する) ではなく、相対レイアウト(コンポーネント間の位置関係を指定する) を好みます。この「流動的な」視覚的順序付けへの偏りは、元の Java GUI ツールキットの設計と開発の枠組みとなったアプレット操作環境に由来しています。(概念的には、このレイアウト管理の考え方は、ブラウザーでの HTML コンテンツのレンダリングを通知する考え方と非常に似ており、前者を動機付けたのと同じ一連の懸念に対処します。)

Java の初期バージョン以来、 Abstract Window Toolkit (AWT)の一部は、ユーザー インターフェイス コンポーネント用のプラットフォームに依存しない API を提供してきました。AWT では、各コンポーネントは、基盤となるウィンドウ システムに固有のネイティブ ピア コンポーネントによってレンダリングおよび制御されます。

対照的に、Swingコンポーネントはオペレーティングシステムのウィンドウツールキットのネイティブリソースの割り当てを必要としないため、軽量コンポーネントと呼ばれることが多い。AWTコンポーネントは重量コンポーネントと呼ばれる。^[13]

Swing API の多くは、一般に AWT を直接置き換えるものではなく、補完的な拡張機能です。実際、Swing のすべてのトップレベル コンポーネント (、、、および) は AWT トップレベル コンテナを拡張するため、すべての Swing 軽量インターフェイスは最終的に AWT 重量コンポーネント内に存在しますJApplet。Java 6 JDialogUpdate 10より前は、 Z オーダーの非互換性のため、同じウィンドウ内で軽量コンポーネントと重量コンポーネントの両方を使用することは一般に推奨されていませんでした。ただし、Java のそれ以降のバージョンではこれらの問題が修正され、現在では Swing コンポーネントと AWT コンポーネントの両方を 1 つの GUI で Z オーダーの問題なしに使用できます。 JFrameJWindow

Swing が軽量コンポーネントを描画するために使用するコア レンダリング機能は、JFC の別の部分である Java 2Dによって提供されます。

Standard Widget Toolkit (SWT) は、もともとIBMによって開発され、現在はEclipse コミュニティによって保守されている競合ツールキットです。SWT の実装は、AWT の重量級コンポーネントとの共通点が多くあります。これにより、プログラミング モデルにおけるネイティブ プラットフォームへの露出が増えるという代償を払う代わりに、基盤となるネイティブ ウィンドウ ツールキットとのより正確な忠実性などの利点が得られます。

SWTとSwingのパフォーマンスについては、かなりの議論と推測がなされてきました。SWTはJNIに大きく依存しているため、GUIコンポーネントとJavaがデータを通信する必要がある場合は遅くなるが、データモデルがGUIにロードされている場合はレンダリングが速くなると示唆する人もいましたが、どちらの場合も確認されていません。^[14] 2005年に行われたかなり徹底したベンチマークでは、一般的なケースではSwingもSWTも明らかに優れているという結論が出ました。^[15]

このサンプル Swing アプリケーションは、内部に「Hello, world!」を含む単一のウィンドウを作成します。

// Hello.java (Java SE 8)
をインポートしますjavax.swing.* ; 

publicクラスHelloはJFrameを拡張します{ public Hello () { super ( "Hello World" ); setDefaultCloseOperation ( WindowConstants . EXIT_ON_CLOSE ); add ( new JLabel ( "Hello, world!" )); pack (); setVisible ( true ); }     
      
        
        
         
        
        
    

    パブリック静的void main ( String [ ] args ) { SwingUtilities .invokeLater ( Hello :: new ); } }     
        
    

最初のものには、パッケージimportのすべてのパブリック クラスとインターフェイスが含まれますjavax.swing。

クラスHelloは、タイトル バーと閉じるコントロールを持つウィンドウextendsを実装します。 JFrameJFrame

コンストラクタHello() は、"Hello World"まずスーパークラスのコンストラクタを呼び出して、ウィンドウのタイトルとして使用されるパラメータ を渡すことによってフレームを初期化します。次に、setDefaultCloseOperation(int)から継承されたメソッドを呼び出してJFrame、タイトル バーの閉じるコントロールが選択されたときのデフォルトの操作を に設定しますWindowConstants.EXIT_ON_CLOSE 。これにより、JFrameフレームが閉じられたときに (単に非表示になるのではなく) が破棄され、Java 仮想マシンが終了してプログラムが終了します。次に、JLabel文字列"Hello, world!"に対して が作成され、スーパークラスadd(Component)から継承されたメソッドContainerが呼び出されて、フレームにラベルが追加されます。スーパークラスpack()から継承されたメソッドがWindow呼び出されて、ウィンドウのサイズを決定し、そのコンテンツをレイアウトします。スーパークラスsetVisible(boolean)から継承されたメソッドがComponentブール パラメータ で呼び出されtrue、フレームが表示されます。

このmain()メソッドは、プログラムの起動時に Java 仮想マシンによって呼び出され、新しいフレームをインスタンス化しますHello。コードでは、このメソッドを使用してAWTイベント ディスパッチ スレッドinvokeLater(Runnable)からコンストラクタを呼び出し、コードがスレッドセーフな方法で実行されるようにします。フレームが表示されたら、メソッドを終了してもプログラムは終了しません。これは、すべての Swing トップレベル ウィンドウが破棄されるまでイベント ディスパッチ スレッドがアクティブなままであるためです。 main

以下は、かなり単純な Swing ベースのプログラムです。JFrameラベルとボタンを含むウィンドウ (a ) を表示します。

import java.awt.FlowLayout ; import javax.swing.JButton ; import javax.swing.JFrame ; import javax.swing.JLabel ; import javax.swing.WindowConstants ; import javax.swing.SwingUtilities ; public class SwingExample implements Runnable { private JFrame f ; public SwingExample () { // ウィンドウを作成しますf = new JFrame ( "Hello World!" ); // ウィンドウが閉じられたときの動作を設定しますf . setDefaultCloseOperation ( WindowConstants . EXIT_ON_CLOSE ); // ボタンがラベルの上に配置されないようにレイアウト マネージャーを追加しますf . setLayout ( new FlowLayout ()); // ラベルとボタンを追加しますf . add ( new JLabel ( "Hello, world!" )); f . add ( new JButton ( "Press me!" )); } 
 
 
 
 
 
 
     
      
       
        
           
        
        
        
         
        
         
            
    

    @Override 
public void run () { // ウィンドウ内にコンポーネントを配置しますf . pack (); // デフォルトでは、ウィンドウは表示されません。表示できるようにします。f . setVisible ( true ); } public static void main ( String [] args ) { // イベント キューで適切な時間にアプリケーションが実行されるようにスケジュールします。SwingUtilities . invokeLater ( new SwingExample ()); }       
        
        
        
        
    
 
         
        
         
    

}

Swingコンポーネントのインスタンス化と処理はすべて、Runnableインターフェースを実装するクラスのインスタンスを作成することによって行われることに注目してください。これは、mainメソッドで作成されたメソッドを使用してイベントディスパッチスレッドで実行されます（ Swingとスレッドセーフを参照）。Swingコードは、このテクニックを使用せずに実行することもできますが（たとえば、Runnableを実装せず、すべてのコマンドをrunメソッドからmainメソッドに移動することにより）、Swingはスレッドセーフではないため、複数のスレッドからリソースを呼び出すとスレッドの干渉やメモリの一貫性エラーが発生する可能性があるため、この方法は適切であると考えられています。^[16]SwingUtilities.invokeLater(Runnable)

テキスト フィールドを使用すると、ユーザーはアプリケーションにテキストやデータを入力できます。Swing でテキスト フィールドを作成するのは簡単です。JTextField オブジェクトをインスタンス化してコンテナーに追加するだけです。

javax.swing.*をインポートします。 

public class TextFieldExample { public static void main ( String [] args ) { // JFrame を作成しますJFrame frame = new JFrame ( "Text Field Example" );   
        
       
           

       // JTextField を作成します。
JTextField textField = new JTextField ( 20 );           

       
// JFrameフレームにテキスト フィールドを追加します。add ( textField ) ;       

       // JFrame のサイズを設定し、表示可能
にします。frame.setSize ( 300,200 ) ; frame.setVisible ( true ) ; } }        
       
   

テキスト フィールドの機能を強化すると、ユーザー インタラクションが向上します。DocumentListener インターフェイスをアタッチすると、テキスト コンテンツの変更を動的に監視し、入力データのリアルタイム検証、書式設定、または自動補完が可能になります。

テキストフィールドの入力を検証することは、データの整合性を確保し、エラーを防ぐために非常に重要です。Swingは、正規表現、入力マスク、カスタム検証ロジックなど、複数の検証手法を提供します。InputVerifierインターフェースを実装することで、特定の検証ルールを定義し、入力が無効な場合にユーザーに即座にフィードバックを提供できます。^[17]

この例では、javax.swing.JFrame をスーパークラスにして、独自のウィジェット (この場合は JButton) を追加します。

javax.swing.JFrameをインポートします。javax.swing.JButtonをインポートします。javax.swing.JOptionPaneをインポートします。javax.swing.SwingUtilitiesをインポートします。 
 
 
 

java.awt.event.ActionListenerをインポートします。java.awt.event.ActionEventをインポートします。 
 

パブリッククラスSample はJFrameを拡張します{ private final JButton b = new JButton ();     
	      

	パブリックサンプル( ) { super ( ) ; this.setTitle ( " HelloApp " ) ; this.getContentPane ( ) . setLayout ( null ) ; this.setBounds ( 100,100,180,140 ) ; this.add ( makeButton ( ) ) ; this.setVisible ( true ) ; this.setDefaultCloseOperation ( EXIT_ON_CLOSE ) ; }​​​  
		
		
		
		   
		
		
		
	

	private JButton makeButton () { b . setText ( "Click me!" ); b . setBounds ( 40 , 40 , 100 , 30 ); b . addActionListener ( new ActionListener () { public void actionPerformed ( ActionEvent e ) { JOptionPane . showMessageDialog ( b , "Hello World!" ); } }); return b ; }   
		
		   
		  
			    
				 
			
		
		 
	

	public static void main ( String [] args ) throws InvocationTargetException , InterruptedException { // Swing 呼び出しはイベントディスパッチスレッドによって実行される必要があります。SwingUtilities .invokeAndWait ( ( ) -> new Sample ()); } }        
		
		   
	

JFrame はデフォルトのレイアウト マネージャーとして java.awt.BorderLayout を使用するため、レイアウトはContainer.setLayout(LayoutManager)メソッドを使用して null に設定されます。BorderLayout を使用すると、コンテナーに追加されたものはすべて中央に配置され、他のウィジェットに合わせて引き伸ばされます。もちろん、実際の G​​UI アプリケーションのほとんどは、すべてを絶対座標に配置するのではなく、レイアウト マネージャーを使用することを好みます。^[18]

• swingLabs – Swing の拡張機能
• 標準ウィジェット ツールキット– Eclipse Foundationによって管理されているサードパーティのウィジェット ツールキット。
• JavaFX –デスクトップアプリケーションや、さまざまなデバイスで実行できるリッチインターネットアプリケーションを作成および配信するためのソフトウェアプラットフォーム。Swingの後継となることを目指しています。JavaFXはOpenJFXプロジェクトに属しています。^[19]

• Swing APIドキュメント