盡管支持移動信息設(shè)備規(guī)范MIDP 1.0的手機大量地出現(xiàn)在市面上，不管是Nokia未來發(fā)售的各款手機，還是Motorola T720、V60i，Sony Ericsson P800等手機，每一款都支持MIDP 1.0。但是，Sun也沒忘記繼續(xù)和各家手機廠商制定下一代Java手機的規(guī)格—MIDP 2.0。
何謂應(yīng)用程序管理員應(yīng)用程序管理員在規(guī)格中也稱作Application Management Software。這是一個用來執(zhí)行J2ME應(yīng)用程序的程序，它負(fù)責(zé)管理該裝置上所有的J2ME應(yīng)用程序。
應(yīng)用程序管理員的設(shè)計方式會隨著平臺的不同而不同，但是大致上可以分成兩種方式:
1. 在背后運作，使用者不知道應(yīng)用程序管理員的存在。這種類型的應(yīng)用程序管理員概念如圖1所示。
圖1 背后運作的應(yīng)用程序管理員背后運作的應(yīng)用程序管理員的設(shè)計方式，使得一般的J2ME程序看起來和應(yīng)用程序管理員一樣，即使實際上應(yīng)用程序管理員在背后運作，使用者也很難感受到。這種設(shè)計可以在MIDP for Palm之中看到，Java HQ就是這樣的東西，如圖2所示。
圖2 Java HQ但是，如果是程序開發(fā)者一旦安裝了Developer.prc，仍然可以透過Java HQ之中的Developer Preference里的MIDlets按鈕來觀察整個系統(tǒng)之中所安裝的每一個Java應(yīng)用程序。
2. 一個單一的進入點，使用者必須先進入應(yīng)用程序管理員，然后才能啟動個別的Java應(yīng)用程序。這種類型的應(yīng)用程序管理員概念如圖3所示。
圖3 單一進入點的應(yīng)用程序管理員這種應(yīng)用程序管理員設(shè)計可以在Motorola A388、Nokia 9210、Nokia 7650的手機上看到。
JAD與JAR一個完整的MIDP應(yīng)用程序是由一個JAD文件(純文字文件)與JAR(ZIP壓縮檔)所組成。JAD與JAR之間的關(guān)系可以用圖4簡單描述。之所以有這樣的設(shè)計，主要為了下面兩個原因:
圖4 JAD與JAR關(guān)系圖1. 網(wǎng)絡(luò)傳輸費用；
2. 安全性。
MIDP 2.0之后，為了保護JAR不受竄改，同時也讓安裝程序的人可以確定MIDlet的來源，所以特別增加了安全設(shè)計如圖5。
圖5 安全設(shè)計JAD圖其中，MIDlet-Jar-RAS-SHA1屬性值為經(jīng)過base64編碼的執(zhí)行文件數(shù)字簽章。而MIDlet-Certificate-
<n>-<m>屬性值為安全證明。在MIDlet安裝前，應(yīng)用程序管理員會使用安全證明來驗證公開金鑰的可靠性，然后再使用此公開金鑰解開數(shù)字簽章，確認(rèn)此執(zhí)行檔的來源并確定沒有受到非法竄改。
最后請注意，并非每種裝置在安裝時都要求同時有JAD與JAR，有些裝置只需要JAR即可。不過，有JAD和沒有JAD的J2ME應(yīng)用程序在安全性上是有差異的。
MIDP執(zhí)行環(huán)境根據(jù)MIDP規(guī)格，所謂MIDP執(zhí)行環(huán)境(MIDP Execution Environment)指的是下面幾項所構(gòu)成的集合:
1. 實作CLDC中所定義的類別函數(shù)庫的類別檔(以Java撰寫)及原生程序(Native code，以C撰寫)。MIDlet Suite里不能有與CLDC類別函數(shù)庫同樣名稱的類別；
2. 實作MIDP中所定義的類別函數(shù)庫的類別檔(以Java撰寫)及原生程序(Native code，以C撰寫)。MIDlet Suite里不能有與MIDP類別函數(shù)庫同樣名稱的類別；
3. 所有來自同一個JAR檔中的類別檔。包括設(shè)計者自己所撰寫的類別、其它的JSR(例如Profile或Optional Package)，或其它開放的函數(shù)庫(例如kXML或kSOAP)；
4. 所有來自同一個JAR檔之中的非類別檔(即資源文件)，另外，記錄管理系統(tǒng)(RMS，MIDP版的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng))也是可共享的資源之一；
5. 權(quán)限確認(rèn)與連結(jié)外部資源；
6. 描述文件與清單文件的內(nèi)容。
以上這幾點構(gòu)成所謂的MIDP執(zhí)行環(huán)境。應(yīng)用程序管理員會保證這些資源都可以在執(zhí)行時期供MIDlet存取。而且，位于同一個MIDlet Suite的MIDlet會共享同一組MIDP執(zhí)行環(huán)境，并且可以彼此互動。MIDlet可以調(diào)用CLDC的類別函數(shù)庫，也可以調(diào)用MIDP的類別函數(shù)庫，如圖6所示。
圖6 MIDlet執(zhí)行環(huán)境圖只有存取標(biāo)準(zhǔn)CLDC與MIDP函數(shù)庫的MIDlet Suite才可以跨平臺。通常手機廠商會針對自己的裝置開發(fā)專屬的API，例如Nokia的UI API、SMS API、Camera API。一旦程序使用了這些專屬API，那么除非其它廠商也在其虛擬機器之中實作這些API，否則很難達(dá)到跨平臺的目的。
功能與資源位于JAR檔之中的類別檔可以被同一個JAR檔之中的MIDlet所使用。同一個JAR檔里的資源檔可以透過java.lang.Class.getResourceAsStream()來存取。描述檔的內(nèi)容則可以透過javax.microedition.mdilet. MIDlet.getAppProperty()取得，如圖7所示。
圖7 JAR功能資源圖
使用getResourceAsStream()時，必須給定一個URL，由于我們要存取JAR內(nèi)部的資源，如果使用「/」作為開頭，代表絕對路徑，「/」代表JAR文件之中的根目錄。如果沒有使用「/」，則視為相對路徑，要看調(diào)用getResourceAsStream()類別的所在路徑而定，這樣容易造成混淆。所以請盡量使用「/」作為開頭的絕對路徑。
MIDlet的程序結(jié)構(gòu)
如果曾經(jīng)撰寫過Java Applet或Java Servlet，就知道制作Java Applet，必須繼承自java.applet.Applet這個類別；制作Java Servlet，則程序必須繼承自javax.servlet. http.HttpServlet這個類別。同理，要撰寫能夠在手機上執(zhí)行的Java MIDlet必須要繼承自javax.microedition.midlet. MIDlet類別，如圖8所示。
圖8 MIDlet繼承體系圖
javax.microedition.midlet.MIDlet類別中定義了三個抽象方法，它們分別是:startApp() ==> 至運作狀態(tài)；pauseApp() ==> 至停止?fàn)顟B(tài)；destoryApp() ==> 至消滅狀態(tài)。應(yīng)用程序管理員就是透過這三個抽象方法來控制MIDlet的生命周期。因此，所有的MIDlet都必須實現(xiàn)這三個方法，才保證能正常運作。因此，一個MIDlet的程序外殼至少要如下:
import javax.microedition.midlet.*;
public class HelloMIDlet extends MIDlet
{
public HelloMIDlet()
{
//建構(gòu)式
}
public void startApp()
{
}
public void pauseApp()
{
}
public void destroyApp(boolean unconditional)
{
}
}
|
根據(jù)MIDP規(guī)格，MIDlet中不應(yīng)該有“public static void main(Straing[] args)”這個方法。如果有則應(yīng)用程序管理員會忽略不管。
一旦MIDlet被JAM載入之后，首先會先呼叫MIDlet中沒有參數(shù)的建構(gòu)式以進行初始化的工作。如果熟悉Java語法一定知道Java語言的一些特性，就是如果沒有在程序中加入任何建構(gòu)式，編譯器會自動幫助加入一個預(yù)設(shè)建構(gòu)式。但是如果已經(jīng)撰寫了自己的建構(gòu)式(有任何參數(shù))，那么編譯器將不會自動幫助加上預(yù)設(shè)建構(gòu)式。因此，如果有必要撰寫有參數(shù)的建構(gòu)式，別忘了再手動加上一個沒有參數(shù)的建構(gòu)式，否則MIDlet將無法正確地初始化。
MIDlet的起始行為
當(dāng)MIDlet被應(yīng)用程序管理員產(chǎn)生之后，MIDlet就開始運作，程序設(shè)計師應(yīng)該做的事情如圖9所示。
圖9 MIDlet起始行為圖
我們會使用Display.getDisplay(this)來取得代表該MIDlet顯示屏的Display對象。從應(yīng)用程序管理員呼叫startApp()到MIDlet結(jié)束運作這段時間之內(nèi)，不管何時呼叫Display.getDisplay(this)，取得的都是同一份Display對象的參考。
要設(shè)定顯示在屏幕上的畫面，會使用Display對象的參考，并調(diào)用其setCurrent()方法，即display.setCurrent( Displayable類別的子類別實體)。因此一個可以運作的MIDlet程序，至少如HelloMIDlet.java，代碼為:
import javax.microedition.midlet.*;
import javax.microedition.lcdui.*;
public class HelloMIDlet extends MIDlet
{
private Display display;
public HelloMIDlet()
{
display = Display.getDisplay(this);
}
public void startApp()
{
Form t = new Form("畫面");
display.setCurrent(t);
}
public void pauseApp()
{
}
public void destroyApp(boolean unconditional)
{
}
}
|
注意：根據(jù)規(guī)格MIDlet只能由應(yīng)用程序管理員產(chǎn)生，我們不能自己在程序里生成其它的MIDlet，并呼叫其生命周期函數(shù)，這樣做將引發(fā)SecurityException異常。
MIDlet的生命周期
前面簡單地敘述了應(yīng)該如何撰寫一個MIDlet的輪廓。但事實上，MIDlet的運作稍微復(fù)雜一點。所以接下來要仔細(xì)探討MIDlet的運作細(xì)節(jié)，也就是MIDlet的生命周期。
當(dāng)MIDlet被應(yīng)用程序管理員成功地初始化之后，就開始展開了它的生命周期。圖10描述了一個MIDlet的生命周期。MIDlet的生命周期完全由應(yīng)用程序管理員控制，也就是說，當(dāng)MIDlet要從一個狀態(tài)變成另外一個狀態(tài)時，應(yīng)用程序管理員會呼叫對應(yīng)的回呼函數(shù)(Call Back，也就是MIDlet類別定義的那三個抽象方法)。MIDlet基本上有三種狀態(tài)，分別是停止?fàn)顟B(tài)(Paused)、啟動狀態(tài)(Active)及毀滅狀態(tài)(Destroyed)。MIDlet開始時一定是先進入停止?fàn)顟B(tài)，然后應(yīng)用程序管理員再將它轉(zhuǎn)換成啟動狀態(tài)，然后調(diào)用startApp()，見圖10。只有當(dāng)應(yīng)用程序管理員認(rèn)為MIDlet的狀態(tài)必須改變時，才會呼叫圖中的相關(guān)函數(shù)。
圖10 MIDlet生命周期圖
以Active狀態(tài)來說，MIDlet先進入運作狀態(tài)，然后才調(diào)用startApp()，而MIDlet會先調(diào)用pauseApp()或destroyApp()，然后再進入停止?fàn)顟B(tài)和毀滅狀態(tài)，這就是之所以Active沒有被動式(字尾沒有加ed)，而Paused和Destroyed都是被動式(字尾有加ed)的真正涵義。
如果MIDlet自己調(diào)用這些函數(shù)，通常不會發(fā)生錯誤(除非程序本身有邏輯上的錯誤)，但是也不會造成狀態(tài)的轉(zhuǎn)換，只是一個單純的函數(shù)呼叫而已。如果MIDlet在狀態(tài)轉(zhuǎn)換回呼函數(shù)執(zhí)行時發(fā)生錯誤，那么就應(yīng)該丟出MIDletStateChange Exception異常，讓應(yīng)用程序管理員知道該如何處理。
請使用下列程序HelloMIDlet.java代碼來驗證MIDlet的生命周期:
import javax.microedition.midlet.*;
import javax.microedition.lcdui.*;
public class HelloMIDlet extends MIDlet
{
private Display display;
public HelloMIDlet()
{
System.out.println("Constructor") ;
display = Display.getDisplay(this);
}
public void startApp()
{
System.out.println("startApp Called") ;
Form t = new Form("畫面");
display.setCurrent(t);
}
public void pauseApp()
{
System.out.println("pauseApp Called") ;
}
public void destroyApp(boolean unconditional)
{
System.out.println("destroyApp Called :" + unconditional) ;
}
}
|
執(zhí)行結(jié)果時我們會在訊息顯示窗口看到:
Constructor
startApp Called
|
此結(jié)果表示建構(gòu)式先被呼叫，然后startApp()才會呼叫。
這時如果我們按下強制關(guān)閉應(yīng)用程序的按鈕 ，屏幕上就會出現(xiàn):
這代表當(dāng)我們使用裝置上的按鈕強制關(guān)閉MIDlet時，應(yīng)用程序管理員會調(diào)用destroyApp()，并傳入true作為參數(shù)。因此，撰寫程序時，可以假定destroyApp()傳入true時，是硬件強制關(guān)閉MIDlet的情形。
從圖10中可以看出，startApp()很可能不只是被呼叫一次，而是每次從停止?fàn)顟B(tài)重新回到運作狀態(tài)的時候都會被應(yīng)用程序管理員調(diào)用，所以只需要被初始化一次的動作就不適合放在startApp()之中，請改用建構(gòu)式做初始化動作。如果startApp()丟出MIDletStateChangeException或RuntimeException或兩者的子類別，那么會立刻進入毀滅狀態(tài)，而且系統(tǒng)會自動調(diào)用destroyApp(true)。
由于規(guī)格告訴我們，startApp()的執(zhí)行時間應(yīng)該盡可能短。如果程序在執(zhí)行時，發(fā)生的錯誤是可以稍候就解決的(很可能是系統(tǒng)資源暫時不足)，那么程序設(shè)計師就該直接丟出MIDletStateChangeException。攔截之后，再調(diào)用notifyPaused()，稍待一會再藉由異步事件呼叫resumeRequest()，重新試看看。如果發(fā)生錯誤即使稍待一會也無法解決，那么程序設(shè)計師就應(yīng)該直接調(diào)用notifyDestroyed()來結(jié)束程序。參見如下代碼：
import javax.microedition.midlet.*;
import javax.microedition.lcdui.*;
public class HelloMIDlet extends MIDlet
{
private Display display;
public HelloMIDlet()
{
System.out.println("Constructor") ;
display = Display.getDisplay(this);
}
public void startApp()
{
System.out.println("startApp Called") ;
Form t = new Form("畫面");
display.setCurrent(t);
throw new RuntimeException() ;
}
/*
public void startApp() throws MIDletStateChangeException
{
System.out.println("startApp Called") ;
Form t = new Form("畫面");
display.setCurrent(t);
throw new MIDletStateChangeException() ;
}
*/
public void pauseApp()
{
System.out.println("pauseApp Called") ;
}
public void destroyApp(boolean unconditional)
{
System.out.println("destroyApp Called :" + unconditional) ;
}
}
|
執(zhí)行結(jié)果如下:
Constructor
startApp Called
startApp threw an Exception
java.lang.RuntimeException
java.lang.RuntimeException
at HelloMIDlet.startApp(+33)
at javax.microedition.midlet.MIDletProxy.startApp(+7)
at com.sun.midp.midlet.Scheduler.schedule(+266)
at com.sun.midp.main.Main.runLocalClass(+28)
at com.sun.midp.main.Main.main(+88)
destroyApp Called :true
|
一般來說，應(yīng)用程序管理員會因為某些狀況必須請MIDlet停止運作，例如手機突然來電、鬧鈴響了或者使用者切換到其它程序執(zhí)行。在這些情況下，為了避免MIDlet占用太多系統(tǒng)資源，應(yīng)用程序管理員就會調(diào)用該MIDlet的pauseApp()。這樣程序設(shè)計師應(yīng)該在pauseApp()之中適時釋放一些非必需的資源，等到回到運作狀態(tài)時，應(yīng)用程序管理員會重新呼叫startApp()，這時再將這些之前被pauseApp()釋放的資源重新找回來。
當(dāng)MIDlet進入停止?fàn)顟B(tài)時，不應(yīng)該使用任何資源。如果應(yīng)用程序管理員調(diào)用pauseApp()時產(chǎn)生例外情形，MIDlet就應(yīng)該立刻進入毀滅狀態(tài)。
同樣的情況也發(fā)生在destroyApp()。通常此方法被調(diào)用的時候，代表MIDlet要被關(guān)閉了，所以程序設(shè)計師應(yīng)該在這里釋放自己所配置的資源。只要MIDlet進入了毀滅狀態(tài)，就無法再回頭。如果是系統(tǒng)自己調(diào)用destroyApp()，那么在destroyApp()執(zhí)行時萬一發(fā)生例外，這些例外將被忽略，MIDlet一樣會被關(guān)閉。根據(jù)規(guī)格，我們不能在MIDlet之中直接呼叫System.exit()或Runtime.exit()來結(jié)束程序的執(zhí)行。如果這樣做，就會引發(fā)java.lang.SecurityException異常。
MIDlet管理自己的生命周期
除了由應(yīng)用程序管理員來控制MIDlet的生命周期之外，MIDlet本身也可以決定自己的狀態(tài)，但不是自己改變狀態(tài)，而是MIDlet先呼叫上述相對應(yīng)的狀態(tài)改變函數(shù)。這些函數(shù)會發(fā)出訊息通知應(yīng)用程序管理員，請它來幫助改變MIDlet的狀態(tài)，但是決定權(quán)在應(yīng)用程序管理員，不保證一定可行。狀態(tài)改變函數(shù)如圖11所示:
圖11 MIDlet狀態(tài)改變函式圖
對照以上這兩張與狀態(tài)有關(guān)的圖，舉個例子大家可能會比較清楚:假設(shè)今天如果是MIDlet主動要將MIDlet的狀態(tài)由運作狀態(tài)變成停止?fàn)顟B(tài)，那么直接呼叫pauseApp()函數(shù)只會執(zhí)行pauseApp()之中的程序代碼，而無法改變MIDlet的狀態(tài)。MIDlet必須呼叫notifyPaused()以通知應(yīng)用程序管理員，應(yīng)用程序管理員收到通知之后，才會讓MIDlet進入停止?fàn)顟B(tài)。
不過，由MIDlet調(diào)用notifyPaused()與應(yīng)用程序管理員主動要求停止，兩者之間是有所差別的。它們主要在于應(yīng)用程序管理員主動要求停止時，pauseApp()會被呼叫，而由MIDlet調(diào)用notifyPaused()，pauseApp()不會被調(diào)用。但是兩者都會讓MIDlet進入停止?fàn)顟B(tài)。所以在MIDlet調(diào)用notifyPaused()之前，最好自己也先調(diào)用pauseApp()比較適當(dāng)。
同樣的情況也發(fā)生在notifyDestroyed()與destroyApp()。除非是系統(tǒng)強制關(guān)閉MIDlet，否則最好MIDlet先呼叫destroyApp()，然后再呼叫notifyDestroyed()。請應(yīng)用程序管理員幫助將MIDlet轉(zhuǎn)換到毀滅狀態(tài)，最后結(jié)束MIDlet的運作。單單MIDlet自己呼叫destroyApp()是沒有用的。
destroyApp()有個布爾值作為參數(shù)，根據(jù)MIDP的規(guī)格，如果傳入true，那么MIDlet不管如何應(yīng)該無條件釋放所有資源，然后讓應(yīng)用程序管理員結(jié)束MIDlet的運作，這是系統(tǒng)或硬件強制關(guān)閉MIDlet的情形。如果使用者調(diào)用notifyDestroyed()來結(jié)束MIDlet，那么在調(diào)用destroyApp()時，最好傳入false，代表這并非系統(tǒng)或硬件強制關(guān)閉，這時如果MIDlet不希望結(jié)束執(zhí)行，那么它可以藉由丟出MIDletStateChangeException異常告知呼叫它的人:“我還不想被消滅，請待會再來。”
這里可以看出startApp()、pauseApp()及destroyApp()并非控制MIDlet生命周期的函數(shù)，它們只是一個提供初始化資源、釋放資源的地方而已。
根據(jù)MIDP 規(guī)格書中所說，即使MIDlet處于停止?fàn)顟B(tài)，它仍然可以處理異步事件(Asynchronous Event)，比方說Timer的事件或是其它回呼函數(shù)(Callback)。這將涉及到resumeRequest()的使用。resumeRequest()會將MIDlet從停止?fàn)顟B(tài)回到運作狀態(tài)，并調(diào)用startApp()。由于當(dāng)時MIDlet處于停止?fàn)顟B(tài)，所以必須依靠異步事件使MIDlet重新回到運作狀態(tài)。
在一些范例程序中，我們常常只呼叫notifyDestroyed()，而沒有呼叫destroyApp()，這是因為范例通常沒有釋放資源的需求，所以可以不用呼叫。但是如果是正規(guī)的程序，建議記得呼叫destroyApp(false)會比較好。
總結(jié)
通過本文的討論，相信大家都可以發(fā)現(xiàn)MIDP更成熟了，功能更強了，但是也更復(fù)雜了。
附注：本文中出現(xiàn)的Java程序代碼已在Java 2 SDK 1.4.x與J2ME Wireless Toolkit 2.0的Win32版本上完成測試。本文所有操作皆在Windows 2000 Professional與Windows XP Professional中文版操作系統(tǒng)上經(jīng)過測試。本文的范例程序代碼請至Http://www.javatwo.net/experts/moli/publish/下載。
名詞解釋
MIDP： Java API中面向移動終端的集合。通過與J2ME中的面向移動終端產(chǎn)品配置CLDC配合使用，就能夠提供J2ME應(yīng)用程序所需的運行環(huán)境。主要用于手機、PDA及雙向?qū)ず魴C等低價位移動信息終端。
MIDlet： 即一個可以執(zhí)行的J2ME/MIDP應(yīng)用程序基本單位。除了繼承自javax.microedition.midlet.MIDlet之外，還包括讓此類別可以順利執(zhí)行的所有其它類別和資源檔(只要是非類別檔都稱作資源檔)所構(gòu)成的集合，所以一般又稱做MIDlet應(yīng)用程序(MIDlet Application)。
MIDlet Suite： 許多MIDlet所構(gòu)成的集合一般又叫做MIDlet應(yīng)用程序套件。MIDlet Suite和MIDlet的關(guān)系，就好像Office與Word、Excel、PowerPoint、Access的關(guān)系。
JAR檔(.jar檔)： 實際上包含MIDlet Suite的檔案，屬于ZIP檔格式。
描述檔(.jad檔)： 用來描述一個MIDlet Suite基本數(shù)據(jù)，以及該MIDlet Suite內(nèi)含的MIDlet內(nèi)含的MIDlet相關(guān)信息(類別名稱、圖標(biāo)、程序名)的外部檔案(不在JAR檔內(nèi)部)。
應(yīng)用程序管理員(Java Application Manager)： 負(fù)責(zé)將MIDlet Suite安裝到機器上執(zhí)行，以及負(fù)責(zé)管理MIDlet生命周期的機制(或軟件)總稱。應(yīng)用程序管理員會根據(jù)使用者的需求安裝、啟動、停止或移除相對應(yīng)的MIDlet。