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要求 - 使用实时流数据构建动画区域图。也许每 1 秒绘制 300 个数据点。

详细信息 - 所以我需要从医疗设备读取患者呼吸模式的实时流数据,并使用 JavaFX 中的 AreaChart 以波形方式显示它。我是 JavaFX 的新手,所以我构建了一个小型 POC,以了解 JavaFX 中的并发和动画是如何工作的。

这个概念有效,我对基本测试很满意,就实现功能而言。但是我对从下面的代码中获得的性能不满意。

在下面的工作代码中,我创建了一个单独的线程来模拟从医疗设备获取数据。该线程只是生成一个随机数并将其添加到 ConcurrentLinkedQueue。

JavaFX 应用程序线程通过时间轴将这些数据从队列中拉出,并将其添加到 AreaChart 系列中。

这种给了我我需要的动画,并且在运行时添加了数据。您可以复制粘贴此代码并对其进行测试。它应该可以工作。

但性能并不令人印象深刻 - CPU 使用率达到 56% - 我的笔记本电脑上有 Intel Core 2 Duo @ 2.53 GHZ 和 4GB 内存。我的显卡是带有最新驱动程序的 Mobile Intel 4 Series express。

如何改进此动画或实时数据绘图,以获得更好的性能?

注意:我愿意在动画上妥协,如果它是瓶颈的话。我对此处显示的实现持开放 态度http://smoothiecharts.org/其中波形只是预先构建并且只是从右到左流式传输。

  import java.util.concurrent.ConcurrentLinkedQueue;
  import java.util.concurrent.ExecutorService;
  import java.util.concurrent.Executors;
  import java.util.logging.Level;
  import java.util.logging.Logger;
  import javafx.animation.Animation;
  import javafx.animation.KeyFrame;
  import javafx.animation.SequentialTransition;
  import javafx.animation.Timeline;
  import javafx.application.Application;
  import javafx.event.ActionEvent;
  import javafx.event.EventHandler;
  import javafx.scene.Group;
  import javafx.scene.Scene;
  import javafx.scene.chart.AreaChart;
  import javafx.scene.chart.NumberAxis;
  import javafx.scene.chart.XYChart.Series;
  import javafx.stage.Stage;
  import javafx.util.Duration;

  /**
   * A chart that fills in the area between a line of data points and the axes.
   * Good for comparing accumulated totals over time.
   *
   * @see javafx.scene.chart.Chart
   * @see javafx.scene.chart.Axis
   * @see javafx.scene.chart.NumberAxis
   * @related charts/line/LineChart
   * @related charts/scatter/ScatterChart
   */
  public class AreaChartSample extends Application {
      private Series series;
      private int xSeriesData=0;
      private ConcurrentLinkedQueue<Number> dataQ = new ConcurrentLinkedQueue<Number>();
      private ExecutorService executor;
      private AddToQueue addToQueue;
      private Timeline timeline2;
      private SequentialTransition animation;

      private void init(Stage primaryStage) {
          Group root = new Group();
          primaryStage.setScene(new Scene(root));

          NumberAxis xAxis = new NumberAxis();
          xAxis.setAutoRanging(true);

          NumberAxis yAxis = new NumberAxis();
          yAxis.setAutoRanging(true);

          //-- Chart
          final AreaChart<Number,Number> sc = new AreaChart<Number,Number>(xAxis,yAxis);
          sc.setId("liveAreaChart");
          sc.setTitle("Animated Area Chart");

          //-- Chart Series
          series=new AreaChart.Series<Number,Number>();
          series.setName("Area Chart Series");
          series.getData().add(new AreaChart.Data<Number, Number>(5d, 5d));
          sc.getData().add(series);


          root.getChildren().add(sc);



      }

      @Override public void start(Stage primaryStage) throws Exception {
          init(primaryStage);
          primaryStage.show();

          //-- Prepare Executor Services
          executor = Executors.newCachedThreadPool();
          addToQueue=new AddToQueue();
          executor.execute(addToQueue);


          //-- Prepare Timeline
          prepareTimeline();


      }

      public static void main(String[] args) { launch(args); }

      private class AddToQueue extends Thread {

          public void run(){

          try {
              Thread.currentThread().setName(Thread.currentThread().getId()+"-DataAdder");
              //-- Add Random numbers to Q
              dataQ.add(Math.random());
              Thread.sleep(50);

              executor.execute(addToQueue);

          } catch (InterruptedException ex) {
              Logger.getLogger(AreaChartSample.class.getName()).log(Level.SEVERE, null, ex);
          }

          }
      }

      //-- Timeline gets called in the JavaFX Main thread
      private void prepareTimeline(){
          //-- Second slower timeline
          timeline2 = new Timeline();
          //-- This timeline is indefinite.  
          timeline2.setCycleCount(Animation.INDEFINITE);

          timeline2.getKeyFrames().add(
                  new KeyFrame(Duration.millis(100), new EventHandler<ActionEvent>() {
                      @Override public void handle(ActionEvent actionEvent) {
                          addDataToSeries();

                      }
                  })
          );

          //-- Set Animation- Timeline is created now.
          animation = new SequentialTransition();
          animation.getChildren().addAll(timeline2);
          animation.play();        

      }

      private void addDataToSeries(){

          for(int i=0;i<20;i++){ //-- add 20 numbers to the plot
              if(dataQ.isEmpty()==false)   {
                  series.getData().add(new AreaChart.Data(xSeriesData++,dataQ.remove()));

                  //-- Get rid of a bunch from the chart
                  if (series.getData().size() > 1000) {
                      series.getData().remove(0,999);
                  }

              }
              else{
                  return;
              }
          }
      }


  }
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2 回答 2

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正如jewelsea在他/她的评论中所说:

这个问题在Oracle JavaFX 论坛主题上被交叉发布(并得到了很好的回答) 。

总而言之,解决方案包括:

  • 关闭动画,因为它是为缓慢变化的数据而设计的,以便在到达时进行动画处理;
  • 根据需要将更改Timeline为 aAnimationTimer以每帧更新图表,以便与传入数据保持同步并尽可能平稳地移动;
  • 使用 Executor 时,将线程修复为 OP 不需要扩展 Thread。更改执行器服务的创建。
于 2016-11-02T19:55:19.693 回答
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您的数据收集可能会导致性能大幅下降。没有理由使用一个ExecutorService并不断地添加新Threads的来执行它来获得重复的数据添加。您可以选择一个线程来读取/接收数据并将其添加到队列中并通过调用addToQueue.start(). 为了使其正常工作,您希望循环在线程中连续运行,并在每次迭代结束时有延迟。

于 2017-07-12T07:17:16.647 回答