JavaFXで画面更新が止まる

問題の概要

JavaFXを使ってSnake Gameを作っているのですが、突然画面更新が止まります。
色々試してみたのですが特に決まった発生条件は特定出来ませんでした。
描画以外の処理はちゃんと実行されているようで、ウィンドウだけ固まってる感じです。
エラーメッセージなどは出ません。
対処法がありましたらご教授ください。
よろしくお願いします。

該当のソースコード

Java
1//package,import等省略
2public class Runner extends Application {
3 static ResourceBundle rb = ResourceBundle.getBundle("settings");
4
5 final int WIDTH = Integer.parseInt(rb.getString("width"));
6 final int HEIGHT = Integer.parseInt(rb.getString("height"));
7 final int plus = (Integer.parseInt(rb.getString("plus")))*10;
8 int cw = WIDTH;
9 int ch = HEIGHT;
10 int size = Integer.parseInt(rb.getString("size"));
11 int speed = Integer.parseInt(rb.getString("speed"));
12 boolean grid = Boolean.parseBoolean(rb.getString("grid"));
13 boolean grad = Boolean.parseBoolean(rb.getString("color"));
14 boolean debug = Boolean.parseBoolean(rb.getString("debug"));
15 String mode = rb.getString("gameMode");
16
17 int cx = 0; // マークの座標
18 int cy = 0;
19 int dx = size; // マークの進む量
20 int dy = 0;
21 int length = 1; //蛇の長さ
22 int data[][] = new int[WIDTH][HEIGHT];
23 int point = 0;
24
25 Random o = new Random();
26 int fx = ((WIDTH/size)/2)-2;
27 int fy = ((HEIGHT/size)/2)-2;//餌の座標
28
29 Alert dlg = new Alert(AlertType.INFORMATION);
30
31 public static void main(String[] args) {
32	 launch(args);
33 }
34
35 @Override
36 public void start(Stage stage) throws Exception {
37     stage.setTitle("Snake Game in Java FX!!");
38     stage.setWidth(WIDTH);
39     stage.setHeight(HEIGHT);
40     stage.initStyle(StageStyle.UTILITY);
41     stage.centerOnScreen();
42     stage.setResizable(false);
43
44     Group root = new Group();
45
46     final Canvas canvas = new Canvas(WIDTH, HEIGHT);
47     GraphicsContext gc = canvas.getGraphicsContext2D();
48
49     canvas.setOnKeyPressed(event -> onKeyPressed(event));
50     canvas.setFocusTraversable(true);
51
52     root.getChildren().add(canvas);
53
54     stage.setScene(new Scene(root));
55     stage.show();
56
57     // クライアント領域の幅と高さ
58     ch = (int) stage.getScene().getHeight();
59     cw = (int) stage.getScene().getWidth();
60     // スタート時の座標
61     cx = cw / 2;
62     cy = ch / 2;
63     if(mode.equals("time")) {
64    	 point+=1;
65     }
66
67     Timer timer = new Timer();
68     class GameTask extends TimerTask {
69
70         private BooleanProperty gameover =
71         		new SimpleBooleanProperty(this, "gameover", false);
72
73         public ReadOnlyBooleanProperty gameoverProperty() {
74             return gameover;
75         }
76         private void setGameover(boolean value) {
77             gameover.set(value);
78         }
79
80         @Override
81         public void run() {
82             gc.setFill(Color.WHITE);
83			 gc.fillRect(0,0,cw,ch);
84             gc.setStroke(Color.GRAY);
85             cx += dx;
86             cy += dy;
87        	 try {
88        		 System.out.println("(dx,dy,data[cx][cy]):("+dx+","+dy+","+data[cx][cy]+")");
89        	 }catch(Exception e) {}
90             if (isTheGameOver()) {
91                 Toolkit.getDefaultToolkit().beep();
92                 Platform.runLater(new Runnable() {
93                     @Override
94                     public void run() {
95                    	 if(debug) {
96                        	 System.out.println("(cx,cy,cw,ch):("+cx+","+cy+","+cw+","+ch+")");
97
98                    	 }
99                         setGameover(true);
100                     }
101                 });
102                 this.cancel();
103             }//ゲームオーバーかどうか(行く先が安全かどうか)確認
104             gc.setFill(Color.BLACK);
105             gc.fillRect(cx, cy, size, size);
106             try {
107                 data[cx][cy] = length;
108             }catch(Exception e) {}
109             //先端に描画
110             if(cx==((cw/2)%size)+(fx*size) && cy==((ch/2)%size)+(fy*size)) {
111            	 length++;
112            	 fx = o.nextInt((cw/size)-4)+2;
113            	 fy = o.nextInt((ch/size)-4)+2;
114            	 if(mode.equals("feed"))point += plus;
115             }//食餌判定
116             //すべてのマスについてデータを-1
117             for(int x=(cw / 2)%size;x<WIDTH;x+=size) {
118            	 for(int y=(ch / 2)%size;y<HEIGHT;y+=size) {
119            		 data[x][y]--;
120            		 if(data[x][y]<0) {
121            			 data[x][y]=0;
122                         //gc.setFill(Color.WHITE);
123            			 //gc.fillRect(x, y, size, size);
124            			 if(grid) {
125                			 gc.strokeRect(x, y, size, size);
126            			 }
127            		 }else if(data[x][y]!=length-1 && grad){
128                         gc.setFill(Color.color(0.15,0.15,0.15));
129            			 gc.fillRect(x, y, size, size);
130            		 }
131            		 if(debug) {
132            			 gc.strokeText(String.valueOf(data[x][y]), x, y+10);
133            		 }
134            		 if(x==((cw/2)%size)+(fx*size) && y==((ch/2)%size)+(fy*size)) {
135                         gc.setFill(Color.BLUE);
136            			 gc.fillRect(x, y, size, size);
137            		 }
138            	 }
139             }
140             if(mode.equals("time"))point += plus;
141             gc.setStroke(Color.BLACK);
142             gc.strokeText(String.valueOf(point)+"point", 20+size,20+size);
143         }
144         boolean isTheGameOver(){
145             if (cx < 0) return true;
146             if (cy < 0) return true;
147             if (cx > cw) return  true;
148             if (cy > ch-2) return  true;
149             if (data[cx][cy] > 0) return true;
150             return false;
151         }
152     }
153
154     GameTask task = new GameTask();
155     stage.setOnCloseRequest(event -> {
156         if (task != null)
157             task.cancel();
158         if (timer != null)
159             timer.cancel();
160     });
161     timer.schedule(task, 1000, speed);
162
163     task.gameoverProperty().addListener(new ChangeListener<Boolean>() {
164         @Override
165         public void changed(ObservableValue<? extends Boolean> arg0,
166             Boolean arg1, Boolean arg2) {
167         	if (task.gameoverProperty().get())
168                 gameOver();
169         }
170     });
171 }
172
173 // キーが押された時の処理
174 void onKeyPressed(KeyEvent event)
175 {
176     if (event.getCode() == KeyCode.UP) { dx = 0; dy = -size;}
177     if (event.getCode() == KeyCode.DOWN) { dx = 0; dy = size;}
178     if (event.getCode() == KeyCode.RIGHT) { dx = size; dy = 0;}
179     if (event.getCode() == KeyCode.LEFT) { dx =- size; dy = 0;}
180 }
181
182 // ゲームオーバーになった時の処理
183 void gameOver()
184 {
185     dlg.setTitle("ゲームオーバー");
186     dlg.setHeaderText(String.format("ゲームオーバー ： 得点 : %d", point));
187     dlg.showAndWait();
188     Platform.exit();
189     System.exit(0);
190 }
191}

試したこと

各種変数の追跡など(異常なし)
いろいろな箇所でログを出力(こちらも異常なし)

補足情報

実行環境はJavaSE-9(Java9)です。
settings.propertiesという名前のファイルでコンフィグを設定出来るようにしてあり、内容は以下に示します。

#ver 0.0.2

width = 1200
height = 700
!画面の縦、横の長さをピクセル単位で指定します。
!一般的に、縦横比は16:9程度がちょうどいいです。

speed = 100
!1フレームの長さをミリ秒単位で指定します。
!数値が小さすぎると動作が不安定になります。
!一般的に、50～300程度がちょうどいいです。

size = 40
!ゲームの単位となる正方形の一辺の長さを指定します。
!一般的に、widthの1/30程度がちょうどいいです。

gameMode = feed
!ゲームモードを指定します。
!v1.0.2現在、"feed","time"の二つが指定出来ます。
!"feed"モードでは、餌を食べただけポイントが増えます。
!"time"モードでは、生き残った時間だけポイントが増えます。
!なお、"time"モードでは得点の下一桁が'1'となります。

plus = 2
!ポイントの増え幅です。
!実際はここに入力した整数値の10倍のポイントとなります。

grid = true
!グリッド線の表示/非表示切り替え。
!true/falseで設定します。

color = true
!蛇の先端とそれ以外で色分けをするかどうかをtrue/falseで設定します。
!表示がちょっと不安定。

debug = true
!デバッグモードです。
!開発者向け。めちゃくちゃ重くなります。

#

###追記(2018/02/19)
部室のそこそこ高性能なPCで動かしたところ問題なく動いたのですが、マス目の数を増やして負荷をかけていくと固まりました。
処理が追い付いていないと考えられます。

行動規範の内容に同意します

回答1件

ベストアンサー

###原因(推測)
CanvasのGraphicsContextに対する描画命令のスタック(gc.fillRectなど)をJavaFXアプリケーションスレッド以外のスレッドでやっているのが原因ではないでしょうか？

JavaFXに限らずたいていのGUIシステムでは画面操作に関する操作は特定のスレッドで実行することが前提になっていることが多いと思います。それゆえPlatform.runLaterのような機能で「画面に関する処理を特定スレッドで実行できるような機能」が提供されているわけです。

画面操作には様々なものがあります。アプリケーション側から行うようなNodeの状態変更(GraphicContextに対する描画命令のスタックもそう)、だったりJavaFXランタイム内部で行われる「シーングラフの状態をスクリーンへ反映する処理」だったりします。アプリケーションから呼び出される画面操作関連機能では（デバッグしやすいように）「適切なスレッドで実行されているか」をチェックしてくれるような機能もありますが、多くの場合はアプリケーションが正しく設計されていると仮定し、呼び出し元スレッドが適切かを一々チェックしません。よってこの基本ルールを守らないと「何が起こるか予測不能」なことになります。

推測ですが、高速なPCだと「本来同期しなければならないような処理が同時に行われる」確率が低く、低速なPCだとその確率が高くなるため、高速なPCで正常動作しているように見えるのではないでしょうか？

###対処
本来ならTimerTaskを使わずJavaFX用の時間関連クラスを使った方が「より正しいプログラム」になる気はします。しかしとりあえずはTimerTaskのrunなどJavaFXアプリケーションスレッドではないスレッドで走行する処理のところをPlatform.runLaterに包んでしまうのが簡単な対処だと思います。

class GameTask extends TimerTask {
  ...
  @Override
  public void run() {
    Platform.runLater(() -> runInFxAppThread());
  }

  private void runInFxAppThread() {
    // このメソッドは元のrunメソッドの内容
    // 一部の処理で行っているPlatform.runLaterは直接実行に書き換えます。
    gc.setFill(Color.WHITE);
    gc.fillRect(0,0,cw,ch);
    ...
  }
  ...
}

自分のPCでは設定をデフォルトのままで、スコアが4000ぐらいになったあたりで再描画に異常をきたしましたが上記のように修正したところ、とりあえずは現象が再現しなくなったように見えました。画面処理が全てJavaFXアプリケーションスレッドで実行されるようになっているかについて細かなところまでチェックしていませんので全体を見直してみてください。

過去の質問
https://teratail.com/questions/85843
でTimer/TimerTaskとJavaFxのTimelineクラスの扱いの違いについてコメントしてみたのですが、そのあたりも参考になるかも知れません。

投稿2018/02/20 04:51