Построение графиков в реальном времени на Java


У меня есть приложение, которое обновляет переменную примерно от 5 до 50 раз в секунду, и я ищу способ нарисовать непрерывный график этого изменения в реальном времени.

Хотя JFreeChart не рекомендуется для такой высокой скорости обновления, многие пользователи все еще говорят, что он работает для них. Я пробовал использоватьэту демонстрацию и модифицировал ее для отображения случайной величины, но, похоже, она все время использует 100% - ную загрузку процессора. Даже если я проигнорирую это, я не хочу ограничиваться только этим. Класс пользовательского интерфейса JFreeChart для построения форм (хотя я не уверен, каковы именно его возможности). Можно ли интегрировать его с "формами" Java и выпадающими меню? (как доступны в VB) в противном случае, есть ли какие-либо альтернативы, которые я мог бы рассмотреть?

EDIT: я новичок в Swing, поэтому я собрал код только для тестирования функциональности JFreeChart с его помощью (избегая использования класса ApplicationFrame JFree, так как я не уверен, как это будет работать с Комбо-боксы и кнопки Swing). Прямо сейчас график обновляется немедленно, и загрузка процессора высока. Можно ли буферизировать значение с помощью new Millisecond() и обновлять его, возможно, дважды в секунду? Кроме того, могу ли я добавить другие компоненты к остальной части JFrame, не нарушая JFreeChart? Как бы я это сделал? рамка.getContentPane ().добавить ("создать" ("нажать")) кажется, перезаписать график.

package graphtest;

import java.util.Random;
import javax.swing.JFrame;
import org.jfree.chart.ChartFactory;
import org.jfree.chart.ChartPanel;
import org.jfree.chart.JFreeChart;
import org.jfree.chart.axis.ValueAxis;
import org.jfree.chart.plot.XYPlot;
import org.jfree.data.time.Millisecond;
import org.jfree.data.time.TimeSeries;
import org.jfree.data.time.TimeSeriesCollection;

public class Main {
    static TimeSeries ts = new TimeSeries("data", Millisecond.class);

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        gen myGen = new gen();
        new Thread(myGen).start();

        TimeSeriesCollection dataset = new TimeSeriesCollection(ts);
        JFreeChart chart = ChartFactory.createTimeSeriesChart(
            "GraphTest",
            "Time",
            "Value",
            dataset,
            true,
            true,
            false
        );
        final XYPlot plot = chart.getXYPlot();
        ValueAxis axis = plot.getDomainAxis();
        axis.setAutoRange(true);
        axis.setFixedAutoRange(60000.0);

        JFrame frame = new JFrame("GraphTest");
        frame.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);
        ChartPanel label = new ChartPanel(chart);
        frame.getContentPane().add(label);
        //Suppose I add combo boxes and buttons here later

        frame.pack();
        frame.setVisible(true);
    }

    static class gen implements Runnable {
        private Random randGen = new Random();

        public void run() {
            while(true) {
                int num = randGen.nextInt(1000);
                System.out.println(num);
                ts.addOrUpdate(new Millisecond(), num);
                try {
                    Thread.sleep(20);
                } catch (InterruptedException ex) {
                    System.out.println(ex);
                }
            }
        }
    }

}
8 14

8 ответов:

Если ваша переменная обновляется так быстро, нет смысла обновлять диаграмму каждый раз.

Думали ли вы о буферизации изменений переменных и обновлении диаграммы в другом потоке, скажем, каждые 5 секунд ? Вы должны обнаружить, что JFreeChart хорошо справляется с такими темпами обновления.

Поскольку JFreeChart-это обычная настольная библиотека, вы можете очень легко интегрировать ее со стандартным приложением Swing. Или вы можете использовать его для построения диаграмм через веб-приложение (путем рендеринга в формате JPEG / PNG и т.д. JFreeChart также может автоматически генерировать карты изображений, поэтому вы можете использовать наведение курсора мыши и т. д.)

Согласно этому сообщению в блоге:

Http://jonathanwatmough.com/2008/02/prototyping-code-in-clojure/

Возможно реализовать отображение звуковых спектров в реальном времени с помощью библиотеки KJ DSP:

Http://sirk.sytes.net/software/libs/kjdss/index.htm

Поэтому, если вы можете обойтись довольно простыми диаграммами, это может быть альтернативой JFreeChart.

Если данные обновляются чаще, чем вы можете создать диаграмму, то у вас должна быть задача в отдельном потоке, которая восстанавливает диаграмму и запускает другую регенерацию, когда она будет выполнена. Нет никакого смысла запускать его чаще, чем это, но если это окажется слишком большой нагрузкой на процессор, вы можете уменьшить частоту, с которой он перезапускается. Если обновления не поступают, вы не запускаете повторную генерацию. Я сделал что-то подобное в моем проекте Zocalo недавно. Он делает все, кроме обратного дросселирования.

package net.commerce.zocalo.freechart;

// Copyright 2009 Chris Hibbert.  All rights reserved.

// This software is published under the terms of the MIT license, a copy
// of which has been included with this distribution in the LICENSE file.

import java.util.concurrent.atomic.AtomicBoolean;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.Callable;
import java.util.concurrent.Future;
import java.util.Map;
import java.util.HashMap;

/**  Schedule a task like generating a price history graph.  Multiple requests may come
 in sporadically.  We want to ensure that only one is being processed at a time.  If we're
 busy processing when a request comes in, we'll remember to start another when this one is
 done.  Multiple requests that come in while processing will spur a single restart. */
public class ChartScheduler {
    static private Logger log = Logger.getLogger(ChartScheduler.class);
    static private Map<String, ChartScheduler> schedulers = new HashMap<String, ChartScheduler>();
    private AtomicBoolean generating = new AtomicBoolean(false);
    private AtomicBoolean requested = new AtomicBoolean(false);
    private ExecutorService threads = Executors.newCachedThreadPool();
    private Callable<Boolean> callable;
    private int runs = 0;
    private String name;


    private ChartScheduler(String name, final Runnable worker) {
        this.name = name;
        callable = new Callable<Boolean>() {
            public Boolean call() throws Exception {
                worker.run();
                runs++;
                restartIfNeeded();
                return true;
            }
        };
    }

    public static ChartScheduler create(String name, Runnable worker) {
        ChartScheduler sched = find(name);
        if (sched == null) {
            sched = new ChartScheduler(name, worker);
            schedulers.put(name, sched);
        }
        return sched;
    }

    public static ChartScheduler find(String name) {
        return schedulers.get(name);
    }

    public boolean generateNewChart() {
        requested.set(true);
        if (generating.compareAndSet(false, true)) {
            startNewThread();
            return true;
        } else {
            return false;
        }
    }

    private Future<Boolean> startNewThread() {
        generating.set(true);
        requested.set(false);

        return threads.submit(callable);
    }

    private boolean restartIfNeeded() {
        generating.set(false);
        if (requested.get()) {
            return generateNewChart();

        } else {
            return false;
        }
    }

    public boolean isBusy() {
        return generating.get();
    }

    public int runs() {
        return runs;
    }
}

Ответил перед здесь . Ваша переменная изменяется до 50 раз в секунду, но в большинстве случаев вам не нужно будет обновлять каждый раз, когда вносится изменение. Вместо этого вы можете регулярно обновлять график (например, каждые 100 мс).

Ну, я также использую JFreechart для высоких обновлений. JFreeChart обновляет до 10-15 кадров в секунду, но использует 100% - ную загрузку процессора. Но если я хочу обновить его с гораздо большей частотой, он не будет обновляться. Если вы найдете любую библиотеку, которая может быть обновлена на abt 20 fps и может быть использована для разработки приложения на Java, пожалуйста, предложите мне также. Я видел много библиотек JFREECHART FAQ, но я не уверен, что кто-то может быть использован для обновлений со скоростью около 20 кадров в секунду.

Вы должны попробовать диаграммы из VisualVM (часть JDK). Вступление к нему: http://java.dzone.com/news/real-time-charts-java-desktop

Для того, чтобы ваш процессор был значительно ниже 100% и позволял вашему графическому интерфейсу оставаться отзывчивым, вы должны снизить скорость обновления диаграммы. Максимальная скорость обновления около 24 кадров в секунду имеет смысл для графика реального времени; любой более быстрый более или менее неразличим в любом случае. Если ваши данные поступают быстрее, чем эта скорость, вам просто нужно буферизировать их в фоновом режиме и обновить диаграмму на переднем плане с требуемой скоростью обновления. В следующем примере я использую XChart вместе с фоновой нитью SwingWorker. Захват данных моделируется со скоростью один на каждые 5 мс, а график обновляется со скоростью 24 кадра в секунду. Эта концепция должна работать с JFreeCharts или любой другой библиотекой диаграмм, а также с небольшими изменениями. Отказ от ответственности: я ведущий разработчик XChart.

import java.util.LinkedList;
import java.util.List;

import javax.swing.SwingWorker;

import org.knowm.xchart.QuickChart;
import org.knowm.xchart.SwingWrapper;
import org.knowm.xchart.XYChart;

/**
 * Creates a real-time chart using SwingWorker
 */
public class SwingWorkerRealTime {

  MySwingWorker mySwingWorker;
  SwingWrapper<XYChart> sw;
  XYChart chart;

  public static void main(String[] args) throws Exception {

    SwingWorkerRealTime swingWorkerRealTime = new SwingWorkerRealTime();
    swingWorkerRealTime.go();
  }

  private void go() {

    // Create Chart
    chart = QuickChart.getChart("SwingWorker XChart Real-time Demo", "Time", "Value", "randomWalk", new double[] { 0 }, new double[] { 0 });
    chart.getStyler().setLegendVisible(false);
    chart.getStyler().setXAxisTicksVisible(false);

    // Show it
    sw = new SwingWrapper<XYChart>(chart);
    sw.displayChart();

    mySwingWorker = new MySwingWorker();
    mySwingWorker.execute();
  }

  private class MySwingWorker extends SwingWorker<Boolean, double[]> {

    LinkedList<Double> fifo = new LinkedList<Double>();

    public MySwingWorker() {

      fifo.add(0.0);
    }

    @Override
    protected Boolean doInBackground() throws Exception {

      while (!isCancelled()) {

        fifo.add(fifo.get(fifo.size() - 1) + Math.random() - .5);
        if (fifo.size() > 500) {
          fifo.removeFirst();
        }

        double[] array = new double[fifo.size()];
        for (int i = 0; i < fifo.size(); i++) {
          array[i] = fifo.get(i);
        }
        publish(array);

        try {
          Thread.sleep(5);
        } catch (InterruptedException e) {
          // eat it. caught when interrupt is called
          System.out.println("MySwingWorker shut down.");
        }

      }

      return true;
    }

    @Override
    protected void process(List<double[]> chunks) {

      System.out.println("number of chunks: " + chunks.size());

      double[] mostRecentDataSet = chunks.get(chunks.size() - 1);

      chart.updateXYSeries("randomWalk", null, mostRecentDataSet, null);
      sw.repaintChart();

      long start = System.currentTimeMillis();
      long duration = System.currentTimeMillis() - start;
      try {
        Thread.sleep(40 - duration); // 40 ms ==> 25fps
        // Thread.sleep(400 - duration); // 40 ms ==> 2.5fps
      } catch (InterruptedException e) {
      }

    }
  }
}

XChart SwingWorker Диаграмма Java В Реальном Времени

Возможно, вы можете использовать два потока. Один для обновления вашего переменного приоритета ведьмы равен 10. И вторая нить, которая рисует так быстро, как это возможно, приоритет ведьмы равен 5.

Мне пришлось сделать то же самое в игре, которую я пишу.

Возможно, я не понял вашего вопроса.