J2ME是SUN公司提出的基于消費類電子設備的嵌入式開發(fā)技術,它將為新一代無線Internet提供交互式的、可移植的、部署靈活的、安全的應用。J2ME省略了WAP網關,直接通過HTTP或Socket協(xié)議進行網絡通信,大大提高了傳輸速度。運用J2ME技術能在小型電子設備上實現(xiàn)更豐富和更有價值的應用系統(tǒng),如企業(yè)無線MIS系統(tǒng),它結合企業(yè)ERP系統(tǒng)可提高企業(yè)的運作效率。

1 J2ME體系結構

J2ME是Java2技術架構的組成部分。隨著Java技術的不斷發(fā)展,SUN公司根據(jù)市場的不同需求進一步將Java2細分為三個版本:企業(yè)版J2EE(Java2 Platform Enterprise Edition)是面向企業(yè)環(huán)境開發(fā)應用程序的解決方案;標準版J2SE(Java2 Platform Standard Edition)是面向桌面開發(fā)和低端設備應用的解決方案;小型版J2ME(Java2 Platform Micro Edition)是致力于消費類電子產品和嵌入式設備的最佳解決方案。

1.1 J2ME的層次結構

J2ME是專門面向小型設備應用的簡易平臺,這里的小型設備指移動電話、PDA、網絡電話、電視機頂盒、自動娛樂系統(tǒng)、導航系統(tǒng)以及家用自動電器等。為了支持品類繁多的設備類型,滿足市場對靈活性與個性化的需求,J2ME采用了模塊化、可升級的體系結構。其底層是宿主機的操作系統(tǒng),內部則分為:Java虛擬機(JVM)層、配置(Configuration)層和框架(Profile)層。

(1)Java虛擬機層

本層是Java虛擬機執(zhí)行層,它是專門針對特定設備的嵌入式操作系統(tǒng)定制的,支持特定的J2ME配置。J2ME支持的Java虛擬機有二種:①CVM,其功能與傳統(tǒng)的虛擬機非常接近,適用于擁有至少幾兆字節(jié)內存的高端消費類設備,如網絡電話、電視機頂盒等;②KVM,專用于內存小、資源有限、能上網的設備,如移動電話、PDA等。

(2)配置層

這一層定義了Java虛擬機的最小功能集和Java類庫的最小集合,是框架層的基礎。J2ME目前有二種配置:一種是連接設備配置(CDC),它的基礎虛擬機是CVM;另一種是有限連接設備配置(CLDC),它的基礎虛擬機是KVM。可以將CDC設備描述為共享的、固定的連接信息設備,將CLDC設備描述為個人化的、移動的連接信息設備。

(3)框架層

在配置層的基礎上,框架層又為一些特定的縱向市場、設備類型或者工業(yè)界額外定義了一些API和特性?？蚣苤械念悗焓归_發(fā)人員可以訪問一些設備特有的功能,如圖形用戶界面、網絡通信、持久存儲等。任何一種框架都是在特定的配置層基礎上實現(xiàn)的,擴充了附加的JVM功能集與類庫,而一種配置層可以同時支持多種框架層。如果設備支持相同的框架(如不同廠家生產的手機),則同一個Java應用程序可以在不同的設備之間通用。目前在CLDC上只定義了一種框架,即MIDP(Mobile Information Device Profile)。用于PDA設備的基于CLDC配置層的框架PDAP正在制定當中。目前,構建于CDC上的框架有基礎框架和RMI框架?；贑DC的個人框架(Personal Profile)也正在定義之中。

1.2 用于無線設備的J2ME

MIDP、CLDC和KVM組成了開發(fā)無線Java應用的基礎。圖1列出了用于無線應用的J2ME體系結構。|

MIDP應用可稱為MIDlet,它必須擴展javax.microedition.midlet.MIDlet類并實現(xiàn)其定義的三個抽象方法:startApp()、pauseApp()和destroyApp()。MIDlet在執(zhí)行過程中包括運行、暫停和銷毀三個有效狀態(tài)。這三種狀態(tài)間的轉換是由AMS(Application Management Software)通過調用MIDlet類定義的以上三個方法控制的。這是一種基于回調(Callback)的機制。圖2展示了通過調用這三種方法實現(xiàn)三種可能狀態(tài)間的轉換。

2 基于J2ME的無線網絡應用開發(fā)研究

2.1 服務端設計

在當今電子商務應用中,J2EE以其可擴展性、靈活性成為服務端事實上的開發(fā)標準。J2EE為企業(yè)開發(fā)提供了豐富的技術組件,如JDBC、EJB、JSP和Servlet等。這些組件相互關聯(lián)構成了服務端的J2EE應用。

J2ME將移動設備上的客戶應用與后臺J2EE服務環(huán)境完美結合起來,使建設一個無線接入的企業(yè)網絡成為可能。任何時間、任何地點的自由訪問功能不僅擴大了企業(yè)市場影響力、提高了客戶服務水平,而且降低了企業(yè)IT運行成本。

2.2 客戶端設計

基于J2ME的無線網絡應用的開發(fā)可以使用CLDC和MIDP規(guī)范中定義的豐富類庫。這二個規(guī)范定義了無線設備開發(fā)的各個方面,包括用戶界面、數(shù)據(jù)存儲和網絡訪問能力等。

在CLDC中為網絡訪問定義了通用連接框架,其通用格式是:Connector.open(″:

:″)。該通用格式連接框架實現(xiàn)了一種運行時綁定的機制,協(xié)議、地址等信息都作為Open函數(shù)的參數(shù)來傳遞。因此MIDP規(guī)范支持的各種協(xié)議(如HTTP、Socket、Datagram、SMS、串行端口通信和文件I/O等)都使用這種一致的方法。運行時由該通用框架為客戶選擇具體的實現(xiàn)。MIDP通過HTTP協(xié)議連接互聯(lián)網的實例有:Connector.open(http://www.jnu.edu.cn:8080)。HTTP協(xié)議是所有支持J2ME的無線設備必須實現(xiàn)的,它在MIDP框架和J2EE平臺之間搭建了傳輸?shù)臉蛄?。JSP、Servlet通過HTTP協(xié)議建立起與客戶端基于請求/響應的動態(tài)模式。MIDP支持HTTP1.1,使用GET和POST與網絡層進行通信,產生HTTP報頭和數(shù)據(jù)。在MIDP2.0中,通用連接框架還將支持HTTPS協(xié)議,通過HTTPS連接可確保信息的安全傳輸。

下面以一個網絡運行狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)的無線應用模塊為例,具體說明基于J2ME的無線網絡應用的開發(fā)。

(1)系統(tǒng)及模塊功能

該網絡運行狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)的設計目的是對企業(yè)的計算機網絡系統(tǒng)的運行狀態(tài)進行實時監(jiān)控和報警。該系統(tǒng)可以實時采集網絡運行資料、判斷網絡運行狀況并對網絡故障報警。無線應用模塊的主要功能是:通過手機等無線設備進行網絡故障報警,對網絡運行狀態(tài)、網絡設備、維護負責人等信息進行查詢,方便對網絡運行的實時監(jiān)控和維護工作。

(2)代碼演示

本文以一段MIDP程序為例,演示MIDP程序的開發(fā)。下面的MIDP程序首先讓用戶輸入賬號和密碼以便登錄到服務器。登錄成功后顯示一個報警和信息查詢的列表(如故障報警、網絡運行狀態(tài)等),然后根據(jù)用戶的選擇從服務器查詢相應信息,最后將從服務器返回的信息顯示給用戶。限于篇幅,這里只給出部分代碼。

①以下代碼主要實現(xiàn)MIDlet類中與生命周期相關的抽象方法。

②以下代碼片斷完成與服務器交互、讀取查詢信息的功能。

3 結 論

J2ME平臺把Java技術引入到了嵌入式設備平臺。它定義了功能強大的、安全的、可移植的應用開發(fā)的標準平臺。隨著移動通信設備的日益普及,移動通信增值服務正成為新的業(yè)務增長點。因而J2ME必然會在無線設備應用程序開發(fā)領域大顯身手。J2ME將以其強大的功能,增進對各廠商產品與技術的兼容性,加強服務的交互能力,使移動通信增值服務更加個性化和智能化,從而更大地發(fā)揮移動通信的優(yōu)勢。