J2ME
簡介
J2ME (Java 2 Micro Edition)
簡介
■前言
如果您曾經到
http://www.javasoft.com
網站上查詢有關
Java 2 Micro Edition
的資料，十之八九會被一大堆的技術名詞搞的一頭霧水。什么
KVM
，什么
CLDC
、
CDC
、
MIDP
，後面還冒出了
Personal Java
、
Embedded Java
以及
JES
等名詞。雖然名為
Java
的微小版本，可是它的世界可真是不小，讓我們滿肚子「見山不是山，見水不是水」的疑惑。的確，在我剛開始接觸
Java 2 Micro Edition
的時候，就感覺到這個玩意兒實在越看越讓人摸不著頭緒。因此在本章中，我舍棄了技術上的細節，希望帶大家從巨觀的角度來看待
Java 2 Micro Edition
的世界。希望讀過本章之後，可以使大家體驗「見山是山，見水是水」，一切豁然開朗的感覺。首先，我們必須先對
Java 2 Micro Edition
在整個
Java
技術之中的定位做個了解。
?
■各種不同版本之
Java
程序的開發
如前面所說，各種不同的
Java
版本，在其支援的核心類別函式庫之完整性以及所支援的
Java
基本型別這兩件事情上都有所差異，也就是說，不管您開發的是企業所使用的
Java
程序、嵌入式裝置上執行的
Java
程序、瀏覽器上執行的
Applet
，或是在
PC
上執行的應用程序。您都必須在您的電腦上先安裝
J2SE
，然後再安裝各種版本的核心類別函式庫以及額外的擴充類別函式庫，如此才能成功地開發各種不同目的的
Java
程序。
J2SE
所提供的
Java
編譯器
(javac.exe)
可以幫助我們編譯各種不同平臺上的
Java
程序，而
J2SE
所提供的
Java
虛擬機器
(java.exe)
則可以幫助我們在
PC
上先行測試這些程序執行結果的正確與否。另外，
Java
編譯器并不會幫您檢查您的程序是否符合各種平臺上所支援的核心類別函式庫與
Java
基本型別。舉例來說，雖然我們在前面說過，
Smart Card
版本并不支援
boolean
、
byte
以外的
Java
基本型別，而且該平臺也只支援
java.lang.*
核心類別，可是當我們在撰寫
Smart Card
平臺上的程序時，就算在程序碼里頭用了
boolean
或
byte
以外的
Java
基本型別，或者使用了
java.lang.*
之外的其他核心類別，編譯器仍然可以照常幫您編譯出類別檔。這個時候大家一定開始產生疑惑
--
那么這些程序如果放到
Smart Card
上頭執行的時候，出了問題怎么辦
?
難道不會造成
Smart Card
上的虛擬機器執行時發生錯誤嗎
?
針對這個可能發生的潛在問題，
Sun Microsystems
在各種不同版本的開發套件中，有些會內附檢查器
(checker)
或者預先審核器
(preverifier)
，這兩個工具可以幫助您在將程序放到目標平臺之前先做好檢查和預先審核的工作。檢查器會幫您找出類別檔之中不合目標平臺規格的部分，并提醒你這些地方可能無法在目標平臺上執行。因此只要有檢查器的協助，您大致上可以確定您的程序可以符合目標平臺的規定并順利執行。
Java Card
的開發套件中就附有檢查器。
?
而某些平臺的開發套件則附有預先審核器，預先審核器除了做檢查器做的工作之外，還有一項額外的工作，就是減輕目標平臺上虛擬機器的負擔，要解釋預先審核器這個額外的工作，在傳統的
Java
程序之中，為了安全上的考量，任何進入執行環境的類別檔
(
不管該類別檔是來自本機或是遠端機器
)
，都必須先經過
Byte Code
審核器
(Byte code verifier)
的驗證，以防止程序在傳送途中遭到惡意的修改，而使得
Java
程序在執行時對系統有不良影響。經過審核之後，該類別檔才能開始被
J
虛擬機器所執行。如果這個審核的動作在一般的
PC
上執行，速度倒是還能夠接受，可是一旦放到如
Palm
或是手機這些
CPU
較慢、記憶體也比較少的機器上面就顯得十分吃力了。為了節省寶貴的
CPU
運算時間
(
既能省電又能夠加速程序執行
)
，因此，在程序設計師產生能夠讓某些特定平臺執行的類別檔之前，程序設計師必須先在
PC
上使用預先審核器做一些前置的審核工作，預先審核器會在類別檔之中加入一些特殊標記或符號。如此一來，當這些程序放到目標平臺上執行時，就可以大幅減少在目標平臺上做審核時的時間，藉而加速程序的的啟動及執行速度。因此在
J2ME
之下的程序
(Spotlet
、
MIDlet)
，其執行步驟變成因為預先審核的關系，執行時
Byte Code
審核器的工作就變少了，也因此從程序載入到開始執行之間的時間因而縮短。
CLDC
標準實作和
MIDP
參考實作之中就附有預先審核器。
?
■
Java
版本的演進
相信熟悉
Java
演進歷史的人或多或少都聽說過，
Java
技術一開始并非就叫做
Java
，而是叫做
OAK
，而且最早的時候就是為了嵌入式系統而設計的一項產品。後來因為網際網路的發達，而
OAK
的諸多特性剛好又適合用在網路上
(
例如可移植性、編譯後程序碼很小
)
，因為商標已被注冊的關系，因此
OAK
被改名成
Java
，從此因緣際會地成了網路上的閃亮巨星，并隨著時間越來越成熟，也慢慢地產生了許多非原本預期中的相關運用。雖然
Java
已經被用到許多企業級軟體上，可是其實骨子里面還是非常適合用在嵌入式系統之中。
?
雖然從
Java 1.0
發表之後，
Java
就被廣泛地使用在桌上型應用程序以及
Applet
的開發上，但是，從
Java 1.1
開始，
Java
又回到了它一開始的老路
--
也就是嵌入式系統方面的應用，在當時
Sun Microsystems
發表了
Embedded Java
與
Personal Java(
也有人簡稱為
PJava)
這兩項規格。其中
Embedded Java
是為了資源十分有限，而且沒有顯示設備的嵌入式裝置而設計；
Personal Java
則是為了在能夠與網際網路連線、并擁有顯示系統
(
例如彩色
LCD)
的消費性電子裝置而設計。接著
Java
的版本演進到
Java 2
，這時為了再明顯區分各種
Java
的應用，所以分割出了
J2EE
、
J2SE
、以及
J2ME
三種版本。這三種版本的各種特性我們已經在前面已經詳細地描述，在此不再多說
。因為
Java 2
將
Java
的應用區分成三大塊，使得
Java
程序語言的發展不會再像
Java 1.1
時如樹枝狀般擴散出去，這么一來有助於大家對
Java
各種應用的
??
清，而不會造成今後越發展下去越不可收拾的混亂局面。額外向大家一提的是，後來
Personal Java
發展到
1.2
版的時候，也采用了一些
Java 2
平臺上與安全性有關的設計。
?
■
Java 2 Micro Edition
概觀
J2ME
在設計其規格的時候，遵循著「對於各種不同的裝置而造出一個單一的開發系統是沒有意義的事」這個基本原則。於是
J2ME
先將所有的嵌入式裝置大體上區分為兩種
:
一種是運算功能有限、電力供應也有限的嵌入式裝置
(
比方說
PDA
、手機
)
；另外一種則是運算能力相對較佳、并請在電力供應上相對比較充足的嵌入式裝置
(
比方說冷氣機、電冰箱、電視機上盒
(set-top box))
。因為這兩種型態的嵌入式裝置，所以
Java
引入了一個叫做
Configuration
的概念，然後把上述運算功能有限、電力有限的嵌入式裝置定義在
Connected Limited Device Configuration(CLDC)
規格之中；而另外一種裝置則規范為
Connected Device Configuration(CDC)
規格。也就是說，
J2ME
先把所有的嵌入式裝置利用
Configuration
的概念區隔成兩種抽象的型態。
?
其實在這里大家可以把
Configuration
當作是
J2ME
對於兩種類型嵌入式裝置的規格，而這些規格之中定義了這些裝置至少要符合的運算能力、供電能力、記憶體大小等規范，同時也定了一組在這些裝置上執行的
Java
程序所能使用的類別函式庫、這些規范之中所定義的類別函式庫為
Java
標準核心類別函式庫的子集合以及與該型態裝置特性相符的擴充類別函式庫。比方就
CLDC
的規范來說，可以支援的核心類別函式庫為
java.lang.*
、
java.io.*
、
java.util.*
，而支援的擴充類別函式庫為
java.microedition.io.*
。區分出兩種主要的
Configuration
之後，
J2ME
接著在定義出
Profile
的概念。
Profile
是架構在
Configuration
之上的規格。之所以有
Profile
的概念，是為了要更明確地區分出各種嵌入式裝置上
Java
程序該如何開發以及它們應該具有哪些功能。因此
Profile
之中定義了與特定嵌入式裝置非常相關的擴充類別函式庫，而
Java
程序在各種嵌入式裝置上的使用者介面該如何呈現就是定義在
Profile
里頭。
Profile
之中所定義的擴充類別函式庫是根據底層
Configuration
內所定義的核心類別函式庫所建立。
?
■
Java
在嵌入式系統上的應用
由於
Java
本身最初的設計理念即是針對嵌入式系統，因此將他用在嵌入式系統上真可謂如魚得水。在這個
Linux
開始興起的時空交會點，網路上出現了一篇關於嵌入式
Linux
與
Java
互相配合以造就雙贏局面的相關報導，這是由
LinuxDevices.com
的專欄作家
Randy Rorden
所發表的一篇白皮書，名為「
Java
與嵌入式
Linux
合作」。
在這篇文章里頭，作者對嵌入式
Linux
與
Java
個別的優點提出他的看法，同時也提出了
Java-Linux
平臺的構想。有興趣的讀者可以到到下列幾個網站參考相關新聞與資料。
?
1. Java
與嵌入式
Linux
合作白皮書
http://www.ctech.com.tw/d-news/news/linux/89090208.asp
2. Java
及嵌入式
Linux
合作
http://www.linuxdevices.com/news/NS5973673868.html
3.
即將來臨的
Java-Linux
結合
http://www.linuxdevices.com/articles/AT7102892618.html
?
■為何要用
Java
撰寫
PDA
上的應用程序
?
由於預期到今後行動通訊時代的來臨，所以通訊相關行業變的前景可期，而除了達成行動通訊的主要工具
--
手機月來越精巧之外，有更多的廠商相繼投入
PDA
的生產與開發。本來
PDA
主要的平臺有
PalmOS
、
Windows CE
以及
EPOC
，也不知道曾幾何時，開始一大堆公司投入
embedded linux
的研發，其中包括國內資策會自己開發的
@ViS
作業系統，互慧科技也有自己的嵌入式作業系統，當然更不用說大陸廠商與韓國廠商了。
喔喔
!
這些作業平臺的數量比起
PC
來說真不知道要復雜上幾倍。對一般使用者來說當然影響比較小，可是對於程序開發者來說，看到這么多不同的程序發展平臺，真是讓人望之卻步。如果每個平臺都有自己的程序寫法以及函式庫，那么光是看上面這些平臺至少就要學習五種以上程序的寫法。當然，只專精一種平臺當然是很好的事情。可是程序設計師不禁要說
:
”如果我們寫出來的軟體可以在不經過修改原始碼的情況下就能夠在這些平臺上執行，那不是更完美嗎
?
”
對程序開發者來說，這樣的投資報酬率當然是最大的。
?
要在那么多平臺上開發程序，對程序設計師來說的確是一個很大的挑戰，如果要把所有的時間和精力放在軟體的可用性上，那么相對地很多時候我們根本沒有那么多時間撰寫各種平臺的程序。要解決這個問題，一般來說程序設計師會選用一個可以跨平臺的
Framework
來達成至少
source code level
的跨平臺
(
例入
Qt
就能做到
)
。不過在本篇文章中我們要介紹的則是更終極的解決方案
?Java
，利用
Java
的”
write once, run anywhere
”特性，我們可以真正達到程序只要寫一次，拿到任何平臺上都可以執行
(
當然前提是必須要
PDA
的廠商也要實作出該平臺的
Java Virtual Machine
才行
)
。利用
Java
來做
PDA
上的程序當然有其缺點，最廣為人知的可能就是執行效率的問題，
Java
在執行速度這個議題上一直讓人詬病。不過筆者認為，隨著技術的發達，將會有更快更省電的
PDA
專用
CPU
出現，因此效率上的問題其實是可以忽略的。更何況，當
Sun
在設計
J2ME
的時候，也用了很多方式企圖加快
Java
在
PDA
上的執行速度
(
例如預先審核
)
。
?
■總結
看完了本章之後，您對整個
Java 2 Micro Edition
有個大致上的了解了嗎？
再進入下一章之前，請務必弄清楚本章所提到的專有名詞。如果各位想對各種技術規格做更詳細的了解，請自行參考下表所列出的網頁。
Consumer & Embedded Technologies
http://java.sun.com/products/consumer-embedded/
Consumer & Embedded TechnologyCenter
http://developer.java.sun.com/developer/products/j2me/
Java 2 Micro Edition
http://www.javasoft.com/j2me/?
?
JDC J2ME Tech Tips
http://developer.java.sun.com/developer/J2METechTips/?
?
CLDC & KVM
http://www.javasoft.com/products/cldc/?
?
C & E
Center
Wireless Technologies
http://developer.java.sun.com/developer/products/j2me/wireless.
html?
?
MIDP
http://www.javasoft.com/products/midp/
Embedded Java
http://www.javasoft.com/products/embeddedjava/
Personal Java
http://java.sun.com/products/personaljava/
JavaPhone
http://java.sun.com/products/javaphone/
Java Embedded Server
http://www.sun.com/software/embeddedserver/index.html?
?
C & E
Center
Java Embedded ServerTechnology
http://developer.java.sun.com/developer/products/j2me/embedserv
.html?
?
JavaTV
http://www.javasoft.com/products/javatv/
C & E
Center
Digital Interactive Television
http://developer.java.sun.com/developer/products/j2me/tv.html?
?
Java Card
http://java.sun.com/products/javacard/?
?
C & E
Center
JavaCardTechnology?
?
http://developer.java.sun.com/developer/products/j2me/smartcard
.html
Motorola
官方
Java
網站
http://www.motorola.com/java/?
?
JINI
http://www.sun.com/jini/
C & E
Center
Downloads & Specifications
http://developer.java.sun.com/developer/products/j2me/downloads
.html
Spotless System Page
http://www.sun.com/research/spotless/
posted on 2006-06-16 16:15
超強皮鞋 閱讀(94)
評論(0) 編輯 收藏