【正文】 力供應(yīng)也有限的嵌入式裝置 (比方說 PDA、手機(jī) )；另外一種是運(yùn)算能力相對較佳、并且在電力供應(yīng)上相對比較充足的嵌入式裝置 (比方說冷氣機(jī)、電冰箱 )。因?yàn)檫@兩種區(qū)分，所以 Java 引入了一個叫做 Configuration 的概念，然后把上述運(yùn)算第 2 頁 共 26 頁 功能有限、電力有限的嵌入式裝置定義在 Connected Limited Device Configuration(CLDC)規(guī)格之中；而另外一種裝置則規(guī)范為 Connected Device Configuration(CDC)規(guī)格 。 也就是說 ,j2me 先把所有的嵌入式裝置利用Configuration 的概念區(qū)隔成兩種抽象的型態(tài)。 Java技術(shù)的開放性、安全性和龐大的社會已有資源 ,以及其跨平臺性，即 “ 編寫一次，到處運(yùn)行 ” 的特點(diǎn) ,使 Java技術(shù)成為智能手機(jī)軟件平臺的事實(shí)標(biāo)準(zhǔn)。采用 Java 技術(shù)后 ,編寫應(yīng)用程序和提供服務(wù)的人就不必關(guān)心接受其服務(wù)的手機(jī)采用的是什么操作系統(tǒng)和芯片 ,只要按照 Java 的要求去寫程序就好了；同樣，生產(chǎn)手機(jī)的廠商也不必顧慮將來誰來提供增值服務(wù)?？梢钥闯?,采用 Java技術(shù)，可以建立完整、高效的無線數(shù)據(jù)增值服務(wù)產(chǎn)業(yè)鏈 ,從而為用戶提供靈活、個性化、內(nèi)容方式多樣的服務(wù)。 2 相關(guān)技術(shù) 及開發(fā)環(huán)境 介紹 J2ME概況 雖然 Java 已經(jīng)被用到許多企業(yè)級軟體上 ,可是其實(shí)骨子里面還是非常適合用在嵌入式系統(tǒng)之中。 Java 平臺演進(jìn)到 Java2 后 ,Java 平臺分別針對不同領(lǐng)域的需求被分 成四個版本 ,亦即 J2EE、 J2SE、 J2ME 以及 JavaCard(其結(jié)構(gòu)示意圖見圖 1)。其中 J2ME 定位在消費(fèi)性電子產(chǎn)品的應(yīng)用上。這個版本針對資源有限的電子消費(fèi)產(chǎn)品的需求精簡核心類庫，并提供了模塊化的架構(gòu)讓不同類型產(chǎn)品能夠隨時增加支持的能力。這個版本的應(yīng)用層面相當(dāng)廣泛 ,會是未來 Java 平臺發(fā)展的重點(diǎn)項(xiàng)目。J2ME 在設(shè)計其規(guī)格的時候 ,遵循著“對 各種不同的裝置而造出一個單 一的開發(fā)系統(tǒng)是沒有意義的事”這個基本原則。 于 是 J2ME 先將所有的嵌入式裝置大體上區(qū)分為兩種 :一種是運(yùn)算功能有限、電力供應(yīng)也 有限的嵌入式裝置 (比方說 PDA 、手機(jī) )；另外一種則是運(yùn)算能力相對較佳、 在電力供應(yīng)上相對比較充足的嵌入式裝置 (比方說冷氣機(jī)、電冰箱、電視機(jī)上盒 (settop box))。因?yàn)檫@兩種型態(tài)的嵌入式裝置，所以 Java 引入了一個叫做 Configuration 的概念，把上述運(yùn)算功能有限、電力有限的嵌入式裝置定義在 Connected Limited Device Configuration(CLDC)規(guī)格之中；而另外一種裝置圖 1 Java 平臺的結(jié)構(gòu) 第 3 頁 共 26 頁 則規(guī)范為 Connected Device Configuration(CDC)規(guī)格。 也就是說 ,J2ME 先把所有的嵌入式裝置利用 Configuration 的概念區(qū)隔成兩種抽象的型態(tài)。 J2ME 平臺被認(rèn)為是最杰出的手機(jī)游戲平臺 ,它為開發(fā)者、設(shè)備制造商、網(wǎng)絡(luò)通信公司和消費(fèi)者廣泛接受。它有一些非常重要的特征對所有組織都有益。 因?yàn)?J2ME 應(yīng)用在不同設(shè)備上都是便攜式的 ,他們常?？稍诰W(wǎng)絡(luò)上下載和執(zhí)行。如果沒有正確的防范，它則為用戶和無線通信公司冒著無數(shù)個安全的風(fēng)險。幸運(yùn)的是， Java 被設(shè)計成一種安全的語言。所有字節(jié)碼應(yīng)用在執(zhí)行之前都要校驗(yàn)； JVM 在執(zhí)行過程中監(jiān)督應(yīng)用的安全性和存儲違反問題。 MIDP v2 運(yùn)行時間包括一個完全特征化的、基于域的安全管理員，它在應(yīng)用的數(shù)字簽名者鑒別的基礎(chǔ)上賦予應(yīng)用 API 級許可 。 J2ME體系結(jié)構(gòu) J2ME 體系結(jié)構(gòu)是基于設(shè)備的 系列 和 類別 的 。一個類別定義了一個特定種類的設(shè)備：移動電話、簡單尋呼機(jī)和電腦記事本都是單獨(dú)的類別。對存儲器和處理能力有相近需求的若干類別的設(shè)備構(gòu)成設(shè)備的一個系列。移動電話、簡單尋呼機(jī)和簡單個人電腦記事本一起就是占用資源很小的設(shè)備的一個系列。 圖 2 定義了在 J2ME 上下文環(huán)境中設(shè)備的系列和類別之間的關(guān)系。 為了支持資源受限設(shè)備 系列所要求的那種靈活性和可定制部署 ,人們將 J2ME 體系結(jié)構(gòu)設(shè)計成模塊化的和可伸縮的。 J2ME 技術(shù)在一個完整的應(yīng)用程序運(yùn)行時模型中定義了這種模塊性和可伸縮性 ,在該模型 （圖 3 所示） 中的四個軟件層都構(gòu)建在設(shè)備的主機(jī)操作系統(tǒng)上。 Java 虛擬機(jī)層（ Java Virtual Machine Layer） :這一層是 Java 虛擬機(jī)的一個實(shí)現(xiàn) ,它是為特定設(shè)備的主機(jī)操作系統(tǒng)定制的 ,而且支持一個特定的 J2ME 配置（ configuration）。 配置層（ Configuration Layer） ： 配置層定義了 Java 虛擬機(jī)功能的和特定 圖 2 設(shè)備的系列（ family）和類別（ category） 第 4 頁 共 26 頁 類別設(shè)備上可用的 Java 類庫的最小集。從某種程度上說，一個配置定義了 Java 平臺功能部件和庫的共同性，開發(fā)者可以假設(shè)這些功能部件和庫在屬于某一特定類別的所有設(shè)備上都是可用的。用戶不太會見到這一層，但它對框架（ profile）實(shí)現(xiàn)者非常重要。 框架層（ Profile Layer）： 框架層定義了特定系列設(shè)備上可用的應(yīng)用程序編程接口（ API）的最小集。框架在一個特定的配置上面實(shí)現(xiàn)。應(yīng)用程序是針對特定的框架編寫的 ,因此可以移植到支持該框架的任何設(shè)備上。一個設(shè)備可以支持多個框架。用 戶和應(yīng)用程序供應(yīng)商看到最多的就是這一層。 MIDP 層： 移動信息設(shè)備框（ Mobile Information Device Profile（ MIDP））是一個 Java API 集合，它處理諸如用戶界面、持久存儲和聯(lián)網(wǎng)這樣的問題。 Java 虛擬機(jī)層（ Java Virtual Machine Layer）、配置層（ Configuration Layer）和框架層（ Profile Layer）一起構(gòu)成了連接限制設(shè)備配置（ Connected Limited Device Configuration（ CLDC）） 。 MID 框架（ MID Profile）和 CLDC 提供了一個標(biāo)準(zhǔn)的運(yùn)行時環(huán)境，這個環(huán)境允許把新的應(yīng)用程序和服務(wù)動態(tài)地部署在終端用戶設(shè)備上。 用 MIDP API進(jìn)行 J2ME 編程：構(gòu)件 CLDC 和 MIDP 組合起來為創(chuàng)建移動電話和簡單雙向?qū)ず魴C(jī)上的應(yīng)用程序提供了完整的環(huán)境。 MIDP 框架的核心是一個 MIDlet 應(yīng)用程序。這個應(yīng)用程序繼承了 MIDlet 類，以允許應(yīng)用程序管理軟件對 MIDlet 進(jìn)行控制、從應(yīng)用程序描述符檢索屬性以及對狀態(tài)變化進(jìn)行通知和請求。 所有 MIDlet 都繼承 MIDlet 類 — 運(yùn)行時環(huán)境（應(yīng)用程序管 理器） MIDlet 應(yīng)用程序代碼之間的接口。 MIDlet 類提供了用于調(diào)用、暫停、重新啟動和終止 MIDlet 應(yīng)用程序的 API。 應(yīng)用程序管理軟件可以在運(yùn)行時環(huán)境內(nèi)管理多個 MIDlet 的活動。此外，圖 3 J2ME 體系結(jié)構(gòu) 第 5 頁 共 26 頁 MIDlet 可以自己發(fā)起一些狀態(tài)變化，并把這些變化通知給應(yīng)用程序管理軟件。 MIDP API 類的完整集合可以分為兩個類別 ： 用于用戶界面的 MIDP API： 設(shè)計這些 API 是為了能以一系列屏幕顯示為基礎(chǔ)與用戶進(jìn)行交互操作，每一屏幕顯示把適 量的數(shù)據(jù)顯示給用戶。命令以每屏幕為基礎(chǔ)提供給用戶。這些 API 應(yīng)用程序決定下一屏顯示什么、執(zhí)行什么計算和使用網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的何種請求。 用于處理數(shù)據(jù)庫的 MIDP API： 這些 API 負(fù)責(zé)組織和操作設(shè)備數(shù)據(jù)庫，這個數(shù)據(jù)庫由在 MIDlet 的多個調(diào)用之間跨越時保持持久的信息組成。 底層的 CLDC API 用于處理字符串、對象和整數(shù)。還提供了 Java 2 API 的一個子集，用于處理 I/O 和網(wǎng)絡(luò)通信。 圖 4定義了 J2ME 的構(gòu)件。 聯(lián)網(wǎng)機(jī)制 通用聯(lián)網(wǎng)框架 (圖 5)在 J2ME 平臺中扮演著十分重要的角色，如果沒有它，我們寫的應(yīng)用程序?qū)ν馊藖碚f只能說 “ 神秘 ” ，而應(yīng)用了通用聯(lián)網(wǎng)框架進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)的程序就顯得 “ 神奇 ” 了。 這里我 將對通用聯(lián)網(wǎng)框架進(jìn)行整體的分析 ,由于移動信息設(shè)備的資源受限特性，所以 和 包不適合在這里使用?，F(xiàn)實(shí)世界中使用著各種各樣的網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議，這使得設(shè)計好這個框架非常不容易，至少我是這么認(rèn)為的。然而當(dāng)我們分析 GCF的時候可以清楚地發(fā)現(xiàn)它有如下幾個特性：基于接口設(shè)計，便于擴(kuò)展、提供創(chuàng)建連接的工廠方法、使用標(biāo)準(zhǔn) URL簡化了程序員的工作。當(dāng)我們察看 的 API 的 時候可以發(fā)現(xiàn)其中定義了 8個接口、 一個 Connector 類和 ConnectionNotFoundException 異常。在 中進(jìn)圖 4 J2ME 的構(gòu)件 第 6 頁 共 26 頁 行了擴(kuò)展，提供了 HttpConnection、 HttpsConnection 接口，這樣使得 MIDlet具備了通過 Http 或者 Https 協(xié)議與 server 通信的能力，提供了SocketConnection、 ServerSocketConnection、 UDPDatagramConnection 接口，使得 MIDlet 能夠在 TCP/IP 層通過 socket 進(jìn)行通信或 者使用數(shù)據(jù)報進(jìn)行通信的能力。 結(jié)合 GCF 的接口層次圖來了解通用聯(lián)網(wǎng)框架是最好的辦法，下面我們看看它的層次結(jié)構(gòu) 。 最上層的接口是 Connection，其他的接口都從他那里繼承。在 Connection中只定義了一個方法 close()。在我們的現(xiàn)實(shí)世界中通 常使用的是分組數(shù)據(jù)交換和電路交換 ，所以在網(wǎng)絡(luò)框架中有 DatagramConnection 和 StreamConnection。由于在基于流傳輸中我們需要對輸入流和輸出流通是具有操作的能力 。 因此StreamConnection 擴(kuò)展了 InputConnection 和 OutputConneciton，我們經(jīng)常使用的 (),()方法都是在這兩個重要的接口中定義的。 StreamConnectionNotifier 接口定義了連接監(jiān)聽器應(yīng)該具備的能力，它的方法 acceptAndOpen()方法返回一個 StreamConnection 類型的連接， ServerSocketConnection 繼承了 StreamConnectionNotifier 接口，這樣如果你做 socket server 的時候就可以通過使 用這樣的 URL, 在你的設(shè)備上建立監(jiān)聽端口等待連接。 SocketConnection 繼承 StreamConnection 正好可以和 ServerSocketConnection 交相輝映。 UDPDatagramConnection 則是為了分組數(shù)據(jù)交換中使用 而繼承了 DatagramConnection 接口。 ContentConnection接口中只定義了三個方法 getEncoding(),getLength() 和 getType() ， HttpConnection 就是他的子類，在 HttpConnection 中定義了大量的操作 。 圖 5 通用聯(lián)網(wǎng)框架 而 GCF 的是使用非常簡單 ,主要集中在 Connector 的 open()方法上。我們要做的是提供一個標(biāo)準(zhǔn) URL 給 open 方法，例如 需要 得到 HttpConnection 我們應(yīng)該第 7 頁 共 26 頁 移動設(shè)備 客 戶端 Servlet HTTP 請求 HTTP 響應(yīng) 寫類似下面的代碼 : String url = “ HttpConnection Conn = (HttpConnection)(url)。 我 在 這里只列入 它 的基本格 式： {scheme}:[{target}][{parms}],針對不同的網(wǎng)絡(luò)通信方式， 我 要做的就是寫出不同的 URL，并通過強(qiáng)制轉(zhuǎn)換得到你需要的連接類型。 數(shù)據(jù)交換技術(shù) 本章主要介紹在 J2ME 中客戶端和服務(wù)器端的數(shù)據(jù)交換技術(shù) ， 由于移動設(shè)備有限的處理器能力和內(nèi)存，不支持一些像 JavaRMI 或 JAXRPC 復(fù)雜的客戶端 /服務(wù)器通信機(jī)制，而必須選擇一種較為輕量級通信機(jī)制。一般通信方式有 :基于 HTTP的通信方式、基于 SOCKET 的通信方式和 基于數(shù)據(jù)包的 通信 方式等。 但是基于 SOCKET 或數(shù)據(jù)包方式目前不是所有的 MIDP 設(shè)備都支持，而且可能無法穿越防火墻 ,而基于 HTTP 的通信方式卻不存在此類問題 ,大多數(shù)企業(yè)的防火墻都對 80 端口上的向外 HTTP 請求沒有限制或做少量的限制 ,對大多數(shù)應(yīng)用 ,以HTTP 作為通信協(xié)議基礎(chǔ)完全可以勝任。而且所有的 MIDP 設(shè)備都支持 HTTP 網(wǎng)