Java是目前最優(yōu)秀的軟件開發(fā)語言之一，由于其結構簡單、面向?qū)ο?、跨平臺等優(yōu)越特性使它具有極強的生存力，并得到了廣泛的應用。基于Java的圖形用戶界面（GUI）中，AWT是Java提供的用來建立和設置Java圖形用戶界面的第一代開發(fā)工具。AWT由java.awt包提供,其中包含了許多可以用來建立與平臺無關的GUI類。由于AWT組件占有系統(tǒng)資源較多，常把java.awt組件稱為重量級組件。Java Swing是Java Foundation Classes(JFC)的一部分，解決了AWT的很多缺點，相對于AWT，Swing是輕量級組件。Swing提供了許多比AWT更好的屏幕顯示元素，使用純Java寫成，與Java一樣可以跨平臺運行[1]。

圖形用戶界面（GUI）借助于多種組件，包括菜單、按鈕、文本框、選擇框、列表框等，通過相應的事件處理機制，實現(xiàn)與用戶的動態(tài)交互。

1 圖形用戶界面的建立

1.1 創(chuàng)建GUI窗口

javax.swing.JFrame類是用來建立用戶界面的底層窗口容器，能夠容納其他組件的對象，如標簽、按鈕、文本組件等。JFrame類提供的add()方法把不同的組件添加到容器中，通過容器類的setLayout()方法可以設定容器的布局，安排各種組件在容器中。

使用JFrame類創(chuàng)建GUI窗口的基本步驟如下：用JFrame類或其子類創(chuàng)建一個對象即窗體；設置窗口的部分屬性，如標題、寬度、高度、可見性、圖標等；添加內(nèi)容面板、組件；編寫事件處理方法；組件添加事件監(jiān)聽。

1.2 Java事件處理

在Java中，程序與用戶的交互通過響應各種事件來實現(xiàn)。每當一個事件發(fā)生，Java虛擬機就會將事件的消息傳遞給程序，由程序中的事件處理方法對事件進行處理。Java通過委托型事件處理機制來解決對事件的響應。
事件處理機制可表述如下[2]：事件源對象封裝了事件源、組件狀態(tài)等必要信息；當事件源對象發(fā)生改變時，向它所注冊的所有監(jiān)聽器發(fā)出通知，各監(jiān)聽器判斷事件類型是否為自己管轄范圍，若是，則通知給該監(jiān)聽器的執(zhí)行器，執(zhí)行器從事件中獲取事件信息，并執(zhí)行相應函數(shù)，改變組件的狀態(tài)。

1.3 傳統(tǒng)創(chuàng)建窗口和事件處理的局限性

在傳統(tǒng)的GUI創(chuàng)建過程中，存在一些局限性。

(1)組件創(chuàng)建、添加都采用硬編碼方式，造成程序的過度耦合。

(2)如果窗體中有很多組件，組件要添加注冊監(jiān)聽，則在代碼中看到很多重復注冊監(jiān)聽的代碼，而這些注冊監(jiān)聽的代碼都與界面本身設計無關，組件與事件之間的映射關系將會很混亂。

(3)事件處理方法定義在別的類中，無法得到窗體及其組件的引用，只能得到事件源，而無法改變其他組件的狀態(tài)；或者把事件處理與窗體設計放在一起，這樣程序的可維護性又不好。

(4)不利于代碼重用，基于MVC的思想，應該把事件處理方法分離出來；在需要修改事件處理代碼時，就無需修改界面本身的源代碼。

2 圖形用戶界面設計的改進

2.1 控制反轉(zhuǎn)（IOC）

IOC就是控制反轉(zhuǎn)[3]（Inversion of Control）的縮寫，也稱為依賴注入，控制反轉(zhuǎn)IOC是一種用于控制業(yè)務對象之間依賴關系的機制，將其設計的類與類之間的關系都交由外部容器進行管理，僅需調(diào)用類在容器中注冊的名字就可以得到類的實例，有效降低了業(yè)務對象之間的依賴程度，實現(xiàn)了業(yè)務對象之間的松散耦合。
IOC的實際意義就是把組件之間的依賴關系（調(diào)用關系）反轉(zhuǎn)出來，對象之前的依賴關系用xml配置文件描述；這樣，各個組件之間就不存在硬編碼的關聯(lián)，任何組件都可以最大程度地得到重用。
考慮如下接口和類的定義：
public interface ICar{void operate();}
public class Toyota implements ICar{…}
public class Honda implements ICar{…}
public class Driver{
private ICar car;
public void setCar(ICar car){this.car = car;}
public ICar getCar(){return car;}
public void drive(){car.operator();}
}

類Driver依賴于ICar，而類Toyota和Honda實現(xiàn)了接口ICar，即類Driver可以依賴于Toyota或Honda。
運用了IOC模式后就不再需要自己管理組件之間的依賴關系，只需要聲明由xml配置文件描述去實現(xiàn)這種依賴關系，就好像把對組件之間的依賴關系的控制進行了倒置，不再由組件自己來建立這種依賴關系而是交給xml配置文件去管理。

2.2 設計的改進

在改進的GUI編程中，把窗體中組件的創(chuàng)建、組件的外觀設置和組件觸發(fā)事件時執(zhí)行什么方法，不是以硬編碼的方式組合在一起，而是通過配置文件來配置。這樣開發(fā)人員無須關心組件的創(chuàng)建、組件的樣式設置、事件的監(jiān)聽與實現(xiàn)，只需要設置相應的get、set方法來存取組件、屬性等，事件處理方法能在任意類中實現(xiàn)，方法名可以自定義，并且在其他類中能夠得到窗體對象及其組件的引用。當組件的樣式發(fā)生改變時，只需改動配置文件即可。

該改進設計通過配置文件，并利用控制反轉(zhuǎn)和Java反射機制得以實現(xiàn)，這就需要有框架和良好的設計。

3 框架運行機理

框架中各組成部分在運行過程中的調(diào)用關系如圖1所示。