Java中AWT、Swing與SWT三大GUI技術的原理與效率差異
看了一下對Java GUI討論的帖子，所以寫了一篇文章來闡述一下各種GUI技術的優劣。
Java世界中，目前最知名的三大GUI庫分別是：
1、AWT（Abstract Window Toolkit）抽象窗口工具包庫，包含於所有的Java SDK中
2、Swing高級圖形庫，包含於Java2 SDK中
3、來自IBM Eclipse開源項目的SWT（Standard Widget Toolkit）標准窗口部件庫，不包含於JDK中，需要從Eclipse單獨下載
一、AWT的原理：小巧卻簡陋的GUI系統
AWT出現於Java 1.x中，是Java初期所內置的一種面向窗口應用的庫。AWT使用的技術是對等設計模式（即Peer），其結構關系參見下圖。
從這幅類關系圖很容易看出AWT的技術實現和Peer設計模式。圖中，黃色的類是java.awt包中的類，淺灰色部分是Java虛擬機部分，而深灰色則是Windows平台。
awt的重點是對等Peer設計模式。所謂Peer對等設計模式就是將awt控件直接對應到運行平台上的一個類似或者等同控件上。比如圖中的Button類就是對應了深灰色的Windows的標准Button功能。
對等模式用於在兩個控件間之間建立一個相互作用的聯系，而充當紐帶的則是Java虛擬機和虛擬機－GDI的接口（以Windows為例子）。所以，我們可以看出，awt首先需要經過通用的Java技術來控制圖形、事件等，然后Java虛擬機再將請求傳送到具體的平台圖形和控件接口去交互。
對等模式的效率並不很高，因為AWT通過了虛擬機和虛擬機－GDI這兩個層次來完成一個操作，經過的層次系統越多，速度和效率就越慢。而且Peer對等模式有一個致命的弱點：移植性非常差！
這就是Sun為什么要用Swing來誘惑我們離開AWT的主要原因。因為既然是對等模式，那么AWT就必須使用所有圖形操作系統的圖形接口功能的交集，因為 AWT的接口只有一套，所以，為了保證移植性，就只能使用所有系統都能夠支持的最少特性。因而我們經常可以聽見有人抱怨AWT的功能太少，圖形太難看等等，這是為了保證移植性而作出的犧牲。
二、猛獁巨獸的誕生－Swing
從Java2 即Java 1.2版本開始，Sun開始在JDK中提供一套新的圖形界面接口系統－Swing。所有Java愛好者都投入了對Swing的研究和迷戀。隨着一大批使用Swing作為界面技術的IDE和程序出現，很快大家都意識到Swing的問題所在。
一些人認為Swing是輕量級的GUI系統，無論官方如何說，沒有一個Java程序員會認為Swing是輕量級的，相反，Swing是一個非常巨大的GUI庫，這一點已經是Java界的共識。
Swing的一些底層類是借用了AWT的Component、Container、Window等少數幾個基礎類。估計的原因是為了保持與AWT的兼容，方便大家將代碼移植到Swing上。
下面是Swing的類關系圖：
菊黃色類為Swing包的類。對比一下Swing的圖與AWT的圖，我們可以發現，Swing圖中，awt體系中的深灰色Windows控件類已經被去掉了。因為Swing不再沿用Peer對等模式來實現GUI界面。
這是Swing的核心思想之一，Swing是完全基於Java自繪制圖形而實現的，因而Swing的界面看起來與Windows不再有任何類似，尤其是窗口控件的樣式（雖然我們也可以通過換膚來達到模擬Windows界面的效果）。
所以上圖清楚的表明了Swing是一個高層的GUI系統，而不像AWT那樣與運行平台技術更加靠近的系統。我們仍然用Button與Panel來做了一個例子，圖中關系看出，Swing的類繼承關系比AWT要復雜的多，而且Swing類大多都經過了中間的轉接類－JComponent。而我們常用的JFrame則另辟蹊徑，從awt的window繼承了下來。
這種結構關系決定了Swing的龐大與復雜性。很多初學者都難以理解Swing的模式和結構。
Swing 中的控件都是利用Java圖形功能繪制出來的，而不是對應到平台的一個具體控件實現。我們所用的所有Swing控件都是直接或者間接用Graphics繪制出來的，這種實現方式最大的好處是很靈活，我們想要什么樣的控件，就直接用Graphics繪制出來就是了。
Sun之所以用這種方式來實現，是為了在不犧牲移植性的基礎上加入豐富的界面交互功能。
但是缺點也很明顯：Swing的速度和效率是所有GUI系統中最慢的。
JBuilder和NetBeans的IDE都是純正的Swing界面，啟動一下，然后操作一下，比如拖動窗口之類的試試，你就會明白我在說什么。
之所以導致這個結果，其原因是：
1、Swing的類層次太深，一個JFrame經過了4層的類繼承關系，如果再加上虛擬機的圖形功能內部實現，就有6層的轉接關系，每一次的繼承和轉接都會消耗系統資源和速度損失。（過多的繼承會降低系統的速度，因為操作子類往往是使用基類指向來完成通用操作的）
2、Swing是基於自繪制圖形技術的，而Java為了保持可移植性，所以無法使用硬件加速和平台特性來加快圖形操作的速度。因而Java的圖形技術都是“高層”的圖形技術，就好像我們用Windows GDI去做動畫一樣，當然速度會很慢。
三、新的曙光－SWT
應該說，稍有閱歷的Java的程序員都知道很多人對Swing效率低下的抱怨。IBM贊助的Eclipse開放源碼項目，搞了一個另類的GUI系統－SWT。
SWT是一個非常獨特的技術，其核心思想和Windows上的DirectX如出一轍，也許SWT的程序員真的是借鑒了DirectX成功的秘訣。
下面是SWT技術原理的類關系圖：
我們會看見，SWT的類關系非常直接而且易懂，有點像Delphi的API接口思想（此是我隨便亂彈，與Delphi沒有什么關系）。最重要的一點就是SWT的核心思想：SWT的功能實現是完全構築在以JNI為基礎的，對運行平台的直接調用封裝上的。
我們可以從圖中看見，SWT的功能沒有通過任何Java虛擬機來操作，而是直接調用Windows GDI和Shell功能，這一點是通過JNI方法調用完成。
一定會有人說SWT破壞了java的移植思想，不過Eclipse的大范圍流行，正好證明了SWT非但沒有阻礙移植性，反而提高了各種操作系統對於Java GUI的利用和期待。這不能不說Eclipse項目組是充滿智慧的。
在Eclipse下，plugin目錄的swt目錄下，你可以發現一個dll動態庫文件，這個dll就是JNI方法調用庫。
基於SWT技術實現的Eclipse界面不但速度很快，效率很高，而且比Swing要美觀的多。這就是直接調用封裝的效果。
我們看看SWT的源代碼就能更加明白為什么SWT那么流行，為什么SWT的速度像飛一樣快，下面是從button類中抽取的一小段代碼：
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我想任何一個有點Windows編程知識的人都會驚訝SWT的方式和做法，LRESULT、WindowProc都是做什么的，我想不用我多說了。我第一次看見SWT的代碼時，驚訝的張大了嘴，我實在無法想象SWT項目組敢於將Java技術與Windows平台結合到如此緊密（當然，Linux平台版本也同樣的結合緊密）。我居然在SWT里發現了一個叫Tray的類，猜猜看它是干什么的？Tray可以讓你在java程序中顯示一個任務欄圖標，極度暈眩！
我想，不用再繼續介紹SWT了，你一定也很興奮，從SWT開始，JavaGUI並不一定意味着緩慢、低效率、弱小的功能，Windows程序的眩目與速度，Java程序也可以擁有，這就是SWT的價值。
更加重要的是，SWT打破了長久以來人們對於移植性的誤區，似乎移植性就只能使用少到可憐的功能，我們也可以用JNI來擁抱Java的世界，我想，將來不僅僅是界面會借助JNI的方式，也許我們的很多Java思想都會悄悄的發生改變，也許有一天我們的Java代碼可以運行的像VB一樣快，這種思想意識的變革就是SWT的價值。
至於Swing的結局，我不知道，但是我知道我更加喜歡輕量級的而且快速的SWT，給你的程序多一個選擇吧。