勃勃生機的J2ME技術簡要標準介紹

2019-11-17 06:24:02

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供稿：網友

　　J2ME的標準很多，這里我們只簡要介紹幾個基本而重要的標準。讀者也可以直接去查標準的正式文檔，在JCP網站可以找到所有J2ME標準和規范，包括還在提出和審核階段，沒有正式成為標準的提案。
　　
　　雖然J2ME標準繁多，但只要把握住標準劃分的原因就很輕易把握。在這個技術飛速發展的領域，我們不能把眼光局限于標準的字面含義，而要靈活把握，把握其精神。比如，CLDC和CDC的定義中具體的最小內存需求僅僅是"最小的"，隨著硬件能力的飛速發展，很有可能一些界限會變得模糊。PDA本來應該屬于CLDC的范圍，但是Compaq的ipaq上卻實現了CDC。以后的下一代PDA有64M內存并不意外，在其上實現CDC也是完全可能的。但是，從功能的角度，應該還是CLDC以及PDA PRofile更適合于PDA的條件。到那時，具體的實現就要看廠商和開發者的選擇了。還需要注重的是，由于Profile是建于Configuration之上，作為對Configuration的擴展，因此Profile必須Configuration的支持。有的文章在講到MIDP的內存需求時，說MIDP需要最少256K，這是指MIDP本身。而有的文章說MIDP需要最少768K，那時因為把作為基礎的CLDC所需要的512K算進去了
　　
　　CLDC
　　CLDC（Connected, Limited Device Configuration）針對個人化的移動的有限連接信息設備，例如智能手機，雙向呼機，PDA等等。其要求是：
　　512 KB 以下內存
　　有限能源供給（通常使用電池）
　　有限或非持續網絡連接
　　簡單的用戶界面（甚至沒有）
　　在如此嚴格的限制之下，CLDC 只包括四個包，其中三個來自標準 java 規范并且作了縮減（java.lang、java.util 和 java.io），另一個專門針對CLDC (javax.microedition)。
　　
　　包描述類和接口數目
　　java.io 系統輸入輸出 18
　　java.lang Java 編程語言的基本類 38
　　java.util 集合、日期和時間支持、各式實用工具類 10
　　javax.microedition 通用連接框架（Generic Connection Framework） 10
　　
　　CLDC必須照顧最苛刻的硬件條件，因此去掉了許多重要的類和特征，只保留了最核心的一些基本類。例如RMI和映射因需要內存太多而被舍棄，錯誤處理要求的代價太高，也被刪除了。許多設備不能支持浮點數，更不用說雙精度類了。還有許多設備沒有或不提供訪問一個文件系統的功能或權限。不過請放心，對于那些能夠支持更多特征的設備，它們所需要的這些功能或者超出標準J2SE要求的功能，都可以由針對此類設備的Profile來補充。
　　
　　CLDC中唯一新增的javax.microedition包定義了一個通用連接框架（Generic Connection Framework，GCF）。通用連接框架把J2SE中的文件，sockets，HTTP請求和其他輸入／輸出機制的概念抽象為更簡單的一套類?？梢哉f，它提供了java.io和java.net的同樣功能，卻不需要設備的非凡能力。與底層操作系統無關是Configuration的基本要求。通用連接框架可以看成是構造通訊驅動的框架，這一點類似于J2SE中的JDBC，后者是一個構造數據庫驅動的框架。通用連接框架并沒有定義對任何特定協議的支持，但是在Sun的一個CLDC參考實現中確實包括了對一些通訊協議的支持，這點使許多人感到困惑。那些協議只是一些例子，協議的支持應該在Profile層或者專門針對某設備的擴展中定義。
　　
　　由于虛擬機處于Configuration中定義平臺的核心，Configuration和虛擬機是緊密相關的。既然CLDC的硬件要求如此苛刻，對其虛擬機也就有著非常高的要求。Sun提供的參考實現是KVM（K Virtual Machine）。KVM是完全從頭開始編寫的，其設計目標包括：
　　虛擬機的大小和類庫為50到80KB左右
　　內存占用為幾十K
　　在具有 16 位和 32 位處理器的設備上，有相當的性能
　　高度可移植和可擴展，特定于機器和／或平臺的代碼的總量很少
　　多線程和垃圾回收是獨立于系統的
　　可以對虛擬機的組件進行配置，以適合于特定設備，從而增強了靈活性
　　
　　KVM的實現是相當成功的。最早在1999年JavaOne大會的時候，作為Sun的Spotless計劃派生結果，Sun分發了許多Palm V，提供了Palm OS上的第一個KVM版本和一個實驗性的類庫com.sun.kjava。這一KVM非常小而緊湊，只需要幾十K內存。而com.sun.kjava類庫提供了Palm的圖形用戶接口，Palm數據庫訪問，簡單的集合類等等。將兩者結合，開發者就可以開發Palm上的Java應用，因此它受到了開發者的廣泛歡迎，網上也有了許多教程和示例代碼。事實上，到目前為止，這都是在Palm上開發Java程序的唯一合理途徑。CLDC沒有定義用戶界面等API，MIDP并不適合PDA，對應的最合適J2ME標準是PDA Profile，但是尚未完成。許多開發者強烈要求Sun在正式的J2ME標準中繼續支持它，但是Sun已經放棄了這一技術，而且并不保證正式的PDA Profile與之的兼容性，因此不建議讀者過多研究。
　　
　　由于這一歷史原因，造成了很多名詞上的困擾。許多早期的文章把這一KVM與com.sun.kjava包合稱為KVM，表示這一技術，而現在所說的KVM應該是單單指Sun的CLDC虛擬機參考實現。甚至還有人用K Java作為J2ME的代稱，表示基于KVM的Java，這很輕易和正式的J2ME標準以及早期的com.sun.kjava包相混淆，讀者在看這類文章時需要注重文章的時間和背景，并采用嚴格的正式名稱。
　　
　　目前Sun還正在開發KVM的一個高性能版本－－Project Monty虛擬機以用于下一代的移動信息處理設備。它采用了Hot Spot的技術，性能將比現有的KVM將近高一個數量級。
　　
　　雖然KVM作為Sun的參考實現最經常被提到，不過并不等于一定要用KVM。其它公司的虛擬機只要滿足相應的Configuration里的定義，通過兼容性測試，一樣可以作為Configuration的虛擬機。目前IBM WebSphere Micro Environment，已經通過了"Java PoweredTM"認證，其J9虛擬機在相當多的平臺上通過了J2ME兼容性測試：
　　　勃勃生氣的J2ME技術簡要標準介紹（圖一）

　　MIDP
　　MIDP（Mobile Information Device Profile）定義了針對移動信息處理設備（主要指智能手機和一部分具有無線通信功能的PDA）的圖形界面，輸入和時間處理，持久性存儲，無線電話網絡連接之上的一些消息處理（例如短消息），安全等等API，并且考慮到了移動信息設備的屏幕和內存限制。類似于J2SE中的Applet框架，MIDP提供了基于javax.microedition.midlet 包的MIDlet應用程序框架
　　
　　PDA Profile
　　PDA Profile將在CLDC的基礎上，提供針對PDA的用戶界面，數據存儲等擴展API。用戶界面部分適用于有限大小和色彩的顯示，為了支持開發者已有的經驗基礎，將是AWT的一個子集，也有可能在AWT子集之上加入MIDP用戶界面組件。而存儲機制將是簡單的，平臺無關的，類似于MIDP中的存儲，為應用程序、數據、配置/環境信息提供簡單的數據存儲。
　　
　　CDC
　　CDC（Connected Device Configuration）針對有固定的不間斷網絡連接的共享連接信息設備，如置頂盒（set-top boxes），Web-TV，支持Internet的有屏幕電話，汽車娛樂／導航系統等。
　　
　　CDC要求為Java提供至少2M的內存，這可以是ROM加上RAM，也就是說，Java虛擬機和核心類庫很有可能放在ROM或者Flash里。事實上，下一代無線手持設備完全可以滿足CDC的需求。
　　
　　CDC是CLDC的完整超集，包含了所有的CLDC規范。另外，在相對充裕的條件下，它支持J2SE的標準 Java 虛擬機和一部分核心類庫。
　　勃勃生氣的J2ME技術簡要標準介紹（圖二）

　　其次，CDC支持標準的J2SE虛擬機，這只是Java平臺的基礎，并不包括建筑于平臺基礎之上的各種類庫。特定設備需要的特定類庫由相應的Profile來定義。還是那個要害：Configuration定義的是一類設備的與設備無關的最小平臺，因此，諸如用戶界面之類的類都被分離，留在Profile中定義。
　　
　　雖然CDC支持標準的J2SE虛擬機，但是標準的Java虛擬機顯然無法適應有限的資源環境。為此需要專門定義一個虛擬機，稱為CVM（開始的時候，CVM代表Compact Virtual Machine，但是后來Sun的工程師認為這有可能與KVM相混淆，因此現在C并不代表特定的含義）。CVM除了支持標準J2SE虛擬機的所有特性外，還支持許多嵌入系統需要的特性，更適合于在資源限制條件下運行，移植性很強。目前Sun提供了linux和VxWorks之上的CVM參考實現（reference implementation）。
　　
　　Foundation Profile
　　Foundation Profile提供除了用戶界面以外CDC所缺少的幾乎所有標準J2SE核心類庫，作為其他所有Profiles的基礎（我們看到，多個Profile可以共存，也可以疊加）。
　　
　　Personal Profile
　　Personal Profile針對那些資源相對有限，但是需要高度的Internet和WEB連接支持的設備，例如Web-TV，汽車導航系統等等。它在Foundation Profile的基礎上提供了網絡特性以及支持Java applets的 GUI。
　　
　　Personal Profile的前身是Personal Java，Personal Java是Sun為資源限制設備創建 Java 平臺版本的早期嘗試。Personal Profile將與Personal Java 1.1和1.2向后兼容。
　　
　　RMI Profile
　　RMI Profile在Foundation Profile的基礎上提供RMI支持，將答應網絡設備與其它系統應用程序（不一定是J2ME的）交互操作。(

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