勃勃生机的J2ME技术简要标准介绍

2019-11-17 06:24:02

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供稿：网友

　　J2ME的标准很多，这里我们只简要介绍几个基本而重要的标准。读者也可以直接去查标准的正式文档，在JCP网站可以找到所有J2ME标准和规范，包括还在提出和审核阶段，没有正式成为标准的提案。
　　
　　虽然J2ME标准繁多，但只要把握住标准划分的原因就很轻易把握。在这个技术飞速发展的领域，我们不能把眼光局限于标准的字面含义，而要灵活把握，把握其精神。比如，CLDC和CDC的定义中具体的最小内存需求仅仅是"最小的"，随着硬件能力的飞速发展，很有可能一些界限会变得模糊。PDA本来应该属于CLDC的范围，但是Compaq的ipaq上却实现了CDC。以后的下一代PDA有64M内存并不意外，在其上实现CDC也是完全可能的。但是，从功能的角度，应该还是CLDC以及PDA PRofile更适合于PDA的条件。到那时，具体的实现就要看厂商和开发者的选择了。还需要注重的是，由于Profile是建于Configuration之上，作为对Configuration的扩展，因此Profile必须Configuration的支持。有的文章在讲到MIDP的内存需求时，说MIDP需要最少256K，这是指MIDP本身。而有的文章说MIDP需要最少768K，那时因为把作为基础的CLDC所需要的512K算进去了
　　
　　CLDC
　　CLDC（Connected, Limited Device Configuration）针对个人化的移动的有限连接信息设备，例如智能手机，双向呼机，PDA等等。其要求是：
　　512 KB 以下内存
　　有限能源供给（通常使用电池）
　　有限或非持续网络连接
　　简单的用户界面（甚至没有）
　　在如此严格的限制之下，CLDC 只包括四个包，其中三个来自标准 java 规范并且作了缩减（java.lang、java.util 和 java.io），另一个专门针对CLDC (javax.microedition)。
　　
　　包描述类和接口数目
　　java.io 系统输入输出 18
　　java.lang Java 编程语言的基本类 38
　　java.util 集合、日期和时间支持、各式实用工具类 10
　　javax.microedition 通用连接框架（Generic Connection Framework） 10
　　
　　CLDC必须照顾最苛刻的硬件条件，因此去掉了许多重要的类和特征，只保留了最核心的一些基本类。例如RMI和映射因需要内存太多而被舍弃，错误处理要求的代价太高，也被删除了。许多设备不能支持浮点数，更不用说双精度类了。还有许多设备没有或不提供访问一个文件系统的功能或权限。不过请放心，对于那些能够支持更多特征的设备，它们所需要的这些功能或者超出标准J2SE要求的功能，都可以由针对此类设备的Profile来补充。
　　
　　CLDC中唯一新增的javax.microedition包定义了一个通用连接框架（Generic Connection Framework，GCF）。通用连接框架把J2SE中的文件，sockets，HTTP请求和其他输入／输出机制的概念抽象为更简单的一套类。可以说，它提供了java.io和java.net的同样功能，却不需要设备的非凡能力。与底层操作系统无关是Configuration的基本要求。通用连接框架可以看成是构造通讯驱动的框架，这一点类似于J2SE中的JDBC，后者是一个构造数据库驱动的框架。通用连接框架并没有定义对任何特定协议的支持，但是在Sun的一个CLDC参考实现中确实包括了对一些通讯协议的支持，这点使许多人感到困惑。那些协议只是一些例子，协议的支持应该在Profile层或者专门针对某设备的扩展中定义。
　　
　　由于虚拟机处于Configuration中定义平台的核心，Configuration和虚拟机是紧密相关的。既然CLDC的硬件要求如此苛刻，对其虚拟机也就有着非常高的要求。Sun提供的参考实现是KVM（K Virtual Machine）。KVM是完全从头开始编写的，其设计目标包括：
　　虚拟机的大小和类库为50到80KB左右
　　内存占用为几十K
　　在具有 16 位和 32 位处理器的设备上，有相当的性能
　　高度可移植和可扩展，特定于机器和／或平台的代码的总量很少
　　多线程和垃圾回收是独立于系统的
　　可以对虚拟机的组件进行配置，以适合于特定设备，从而增强了灵活性
　　
　　KVM的实现是相当成功的。最早在1999年JavaOne大会的时候，作为Sun的Spotless计划派生结果，Sun分发了许多Palm V，提供了Palm OS上的第一个KVM版本和一个实验性的类库com.sun.kjava。这一KVM非常小而紧凑，只需要几十K内存。而com.sun.kjava类库提供了Palm的图形用户接口，Palm数据库访问，简单的集合类等等。将两者结合，开发者就可以开发Palm上的Java应用，因此它受到了开发者的广泛欢迎，网上也有了许多教程和示例代码。事实上，到目前为止，这都是在Palm上开发Java程序的唯一合理途径。CLDC没有定义用户界面等API，MIDP并不适合PDA，对应的最合适J2ME标准是PDA Profile，但是尚未完成。许多开发者强烈要求Sun在正式的J2ME标准中继续支持它，但是Sun已经放弃了这一技术，而且并不保证正式的PDA Profile与之的兼容性，因此不建议读者过多研究。
　　
　　由于这一历史原因，造成了很多名词上的困扰。许多早期的文章把这一KVM与com.sun.kjava包合称为KVM，表示这一技术，而现在所说的KVM应该是单单指Sun的CLDC虚拟机参考实现。甚至还有人用K Java作为J2ME的代称，表示基于KVM的Java，这很轻易和正式的J2ME标准以及早期的com.sun.kjava包相混淆，读者在看这类文章时需要注重文章的时间和背景，并采用严格的正式名称。
　　
　　目前Sun还正在开发KVM的一个高性能版本－－Project Monty虚拟机以用于下一代的移动信息处理设备。它采用了Hot Spot的技术，性能将比现有的KVM将近高一个数量级。
　　
　　虽然KVM作为Sun的参考实现最经常被提到，不过并不等于一定要用KVM。其它公司的虚拟机只要满足相应的Configuration里的定义，通过兼容性测试，一样可以作为Configuration的虚拟机。目前IBM WebSphere Micro Environment，已经通过了"Java PoweredTM"认证，其J9虚拟机在相当多的平台上通过了J2ME兼容性测试：
　　　勃勃生气的J2ME技术简要标准介绍（图一）

　　MIDP
　　MIDP（Mobile Information Device Profile）定义了针对移动信息处理设备（主要指智能手机和一部分具有无线通信功能的PDA）的图形界面，输入和时间处理，持久性存储，无线电话网络连接之上的一些消息处理（例如短消息），安全等等API，并且考虑到了移动信息设备的屏幕和内存限制。类似于J2SE中的Applet框架，MIDP提供了基于javax.microedition.midlet 包的MIDlet应用程序框架
　　
　　PDA Profile
　　PDA Profile将在CLDC的基础上，提供针对PDA的用户界面，数据存储等扩展API。用户界面部分适用于有限大小和色彩的显示，为了支持开发者已有的经验基础，将是AWT的一个子集，也有可能在AWT子集之上加入MIDP用户界面组件。而存储机制将是简单的，平台无关的，类似于MIDP中的存储，为应用程序、数据、配置/环境信息提供简单的数据存储。
　　
　　CDC
　　CDC（Connected Device Configuration）针对有固定的不间断网络连接的共享连接信息设备，如置顶盒（set-top boxes），Web-TV，支持Internet的有屏幕电话，汽车娱乐／导航系统等。
　　
　　CDC要求为Java提供至少2M的内存，这可以是ROM加上RAM，也就是说，Java虚拟机和核心类库很有可能放在ROM或者Flash里。事实上，下一代无线手持设备完全可以满足CDC的需求。
　　
　　CDC是CLDC的完整超集，包含了所有的CLDC规范。另外，在相对充裕的条件下，它支持J2SE的标准 Java 虚拟机和一部分核心类库。
　　勃勃生气的J2ME技术简要标准介绍（图二）

　　其次，CDC支持标准的J2SE虚拟机，这只是Java平台的基础，并不包括建筑于平台基础之上的各种类库。特定设备需要的特定类库由相应的Profile来定义。还是那个要害：Configuration定义的是一类设备的与设备无关的最小平台，因此，诸如用户界面之类的类都被分离，留在Profile中定义。
　　
　　虽然CDC支持标准的J2SE虚拟机，但是标准的Java虚拟机显然无法适应有限的资源环境。为此需要专门定义一个虚拟机，称为CVM（开始的时候，CVM代表Compact Virtual Machine，但是后来Sun的工程师认为这有可能与KVM相混淆，因此现在C并不代表特定的含义）。CVM除了支持标准J2SE虚拟机的所有特性外，还支持许多嵌入系统需要的特性，更适合于在资源限制条件下运行，移植性很强。目前Sun提供了linux和VxWorks之上的CVM参考实现（reference implementation）。
　　
　　Foundation Profile
　　Foundation Profile提供除了用户界面以外CDC所缺少的几乎所有标准J2SE核心类库，作为其他所有Profiles的基础（我们看到，多个Profile可以共存，也可以叠加）。
　　
　　Personal Profile
　　Personal Profile针对那些资源相对有限，但是需要高度的Internet和WEB连接支持的设备，例如Web-TV，汽车导航系统等等。它在Foundation Profile的基础上提供了网络特性以及支持Java applets的 GUI。
　　
　　Personal Profile的前身是Personal Java，Personal Java是Sun为资源限制设备创建 Java 平台版本的早期尝试。Personal Profile将与Personal Java 1.1和1.2向后兼容。
　　
　　RMI Profile
　　RMI Profile在Foundation Profile的基础上提供RMI支持，将答应网络设备与其它系统应用程序（不一定是J2ME的）交互操作。(

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