JFrame getHeight() и getWidth() возвращают 0

1. Graphics/Java2D по умолчанию никогда не возвращает разумные Dimension, результат равен нулю Dimension, вы должны переопределить getPreferredSize для JPanel, тогда getWidth/Height вернет правильные координаты для размера JPanels.

2. затем использовать JFrame.pack() вместо любого размера.

3. переопределить paintComponent для Swing JComponents вместо paint() внутри paintComponent 1-го. строка кода должна быть super.paintComponent, иначе рисование накапливается.

4. никогда не использовать Thread.sleep(int) в Swing, а также для пользовательского рисования или анимации в Java7 и Swing, используйте Swing Timer вместо бесконечного цикла, остановленного Thread.sleep(int).

Это сложная проблема, усугубляемая некоторыми дизайнерскими решениями.

Обычно Swing хочет, чтобы компоненты использовались в рамках ограничений менеджера компоновки. Менеджерам компоновки требуется определенный объем информации, чтобы принимать решения о том, как лучше всего компоновать эти компоненты. Это включает getPreferred/Minimum/Maximum размер.

Проблема в том, что вы на самом деле не хотите использовать менеджеры компоновки, так как хотите позиционировать Ball вручную. Когда вы выбрасываете менеджер компоновки, вы берете на себя большую часть работы, гарантируя, что размер и положение компонента будут правильными в родительском контейнере.

Более простым решением было бы создание «игровой» поверхности, на которой вы можете рисовать игровые элементы или сущности.

Проблема в том, что вы, кажется, не знаете, какой подход вы хотите использовать. Ваш Ball простирается от JPanel, но ваша панель Main рисует сама себя... это не то, как должны отображаться компоненты.

Вместо того, чтобы использовать компоненты в качестве основы для игровых сущностей, что приводит к многочисленным проблемам и накладным расходам на управление, вы можете просто использовать Main в качестве основной игровой поверхности и отображать на ней все сущности напрямую. Это дает вам больший контроль и упрощает процесс - ИМХО

Например...

import java.awt.Container;
import java.awt.Dimension;
import java.awt.EventQueue;
import java.awt.Graphics;
import java.awt.Graphics2D;
import java.awt.Rectangle;
import java.awt.event.ActionEvent;
import java.awt.event.ActionListener;
import javax.swing.JFrame;
import javax.swing.JPanel;
import javax.swing.Timer;
import javax.swing.UIManager;
import javax.swing.UnsupportedLookAndFeelException;

public class Main extends JPanel {

    public static final int GAME_SPEED = 40;
    Ball ball = new Ball();

    protected void move() {
        ball.move(this);
    }

    public Main() {
        setLayout(null);
        Timer timer = new Timer(GAME_SPEED, new ActionListener() {
            @Override
            public void actionPerformed(ActionEvent e) {
                move();
                repaint();
            }
        });
        timer.start();
    }

    @Override
    protected void paintComponent(Graphics g) {
        super.paintComponent(g); 
        ball.paint((Graphics2D)g);
    }

    @Override
    public Dimension getPreferredSize() {
        return new Dimension(400, 400);
    }

    public static void main(String args[]) throws InterruptedException {
        EventQueue.invokeLater(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                try {
                    UIManager.setLookAndFeel(UIManager.getSystemLookAndFeelClassName());
                } catch (ClassNotFoundException | InstantiationException | IllegalAccessException | UnsupportedLookAndFeelException ex) {
                }

                JFrame frame = new JFrame("Pong");
                frame.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);
                Main game = new Main();
                frame.add(game);
                frame.pack();
                frame.setLocationRelativeTo(null);
                frame.setVisible(true);
                frame.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);
            }
        });
    }

    public interface Entity {

        public void paint(Graphics2D g2d);
        public Rectangle getBounds();

    }

    public interface MovableEntity extends Entity {

        public void move(Container parent);

    }

    public class Ball implements MovableEntity {

        private int dx = 1;
        private int dy = 1;

        private int x;
        private int y;

        @Override
        public void move(Container parent) {

            int width = parent.getWidth();
            int height = parent.getHeight();

            int x = getX();
            int y = getY();

            x += dx;
            y += dy;

            if (x + dx < 0) {
                dx = 1;
            }
            if (y + dy < 0) {
                dy = 1;
            }
            if (x + dx > (width - getBounds().width)) {
                dx = -1;
            }
            if (y + dy > (height - getBounds().height)) {
                dy = -1;
            }

            setLocation(x, y);

        }

        @Override
        public void paint(Graphics2D g2d) {
            int width = getBounds().width;
            int height = getBounds().height;
            int dim = Math.min(width, height);

            int xPos = x + ((width - dim) / 2);
            int yPos = y + ((height - dim) / 2);

            g2d.fillOval(xPos, yPos, dim, dim);
        }

        @Override
        public Rectangle getBounds() {
            return new Rectangle(x, y, 30, 30);
        }
    }
}