第一章：J2ME概述

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第一章：J2ME概述

介绍

这一章将开始教您使用 J2ME。我们将从定义 J2ME 开始，然后讨论它的总体架构并学习 J2ME 目标设备。作为架构讨论的一部分，我们将提供有关简表和配置的概述（后面的章节中将详细介绍简表和配置）。同时我们会简要介绍打包和配置 J2ME 应用程序过程中的一些注意事项。
J2ME 是什么？

Sun Microsystems 将 J2ME 定义为“一种以广泛的消费性产品为目标的的高度优化的 Java 运行时环境，包括寻呼机、移动电话、可视电话、数字机顶盒和汽车导航系统。”

自从 1999 年 6loper Conference 上声明之后，J2ME 为小型设备带来了 Java 语言的跨平台功能，允许移动无线设备共享应用程序。有了 J2ME，Sun 已经使 Java 平台能够适应集成了或基于小型计算设备月在 JavaOne Deve的用户产品。

J2ME 总体架构

J2ME 使用配置和简表定制 Java 运行时环境 (JRE)。作为一个完整的 JRE，J2ME 由配置和简表组成，配置决定了使用的 JVM，而简表通过添加特定于域的类来定义应用程序。

配置将基本运行时环境定义为一组核心类和一个运行在特定类型设备上的特定 JVM。我们将在 J2ME 配置一章中详细讨论配置。

简表定义应用程序；特别地，它向 J2ME 配置中添加特定于域的类，定义设备的某种作用。我们将在 J2ME 简表一章中深入介绍简表。

下面的图表描述了不同的虚拟机、配置和简表之间的关系。它同时把 J2SE API 和它的 Java 虚拟机进行了比较。虽然 J2SE 虚拟机通常被称为一种
JVM，但是 J2ME 虚拟机、KVM 和 CVM 都是 JVM 的子集。KVM 和 CVM 均可被看作是一种 Java 虚拟机 -- 它们是
J2SE JVM 的压缩版，并特定于 J2ME。



配置概述

配置将基本运行时环境定义为一组核心类和一个运行在特定类型设备上的特定 JVM。虽然还可能在将来定义其他的配置，但当前 J2ME 存在两种配置：

? 连接限制设备配置 (CLDC) 特别与 KVM 一起用于内存有限的 16 位或 32 位设备。这是用于开发小型 J2ME 应用程序的配置（虚拟机）。（从开发的角度来看）它的大小限制让它比 CDC 更有趣、更具挑战性。CLDC 同时还是用于开发绘图工具应用程序的配置。 Palm 电脑便是一个运行小应用程序的小型无线设备的示例。我们将在 J2ME 配置一章中深入介绍 CLDC。

? 连接设备配置 (CDC) 与 C 虚拟机 (CVM) 一起使用，用于要求内存超过 2 兆的 32 位体系结构。互联网电视机顶盒便是这类设备的一个示例。虽然稍后我们将在 CDC API 一章中简要介绍 CDC，但它并不在本教程的范围内。

简表概述

简表定义了您的应用程序所支持的设备类型。特别地，它向 J2ME 配置添加了特定于域的类来定义设备的某种作用。简表建立在配置的顶部。已经为 J2ME 定义了两种简表：KJava 和移动信息设备简表 (MIDP)，它们也被建立在 CDLC 上。这两种简表适用于小型设备。

有一种纲要简表，您可以在它的上面创建自己的简表，这种纲要简表也称为基础表，可供 CDC 使用。然而，在本教程中，我们只重点介绍建立在 CLDC 顶部，适用于小型设备的简表。

我们将在后面的章节中讨论上述这些简表，还会使用 KJava 和 MIDP 建立一些示例应用程序。

J2ME 目标设备

使用 CLDC 开发的 J2ME 应用程序的目标设备通常具有以下特征：
? 可供 Java 平台使用的 160 到 512 千字节的总内存
? 功率有限，常常是电池供电
? 网络连通性，常常是无线的、不一致的连接并且带宽有限
? 用户接口混乱，程度参差不齐；有时根本就没有接口

一些 CLDC 支持的设备，包括无线电话、寻呼机、主流个人数字助手 (PDA)，以及小型零售支付终端。

依照 Sun Microsystems，CDC 的目标设备通常具有以下特征：
? 使用 32 位处理器
? 2 兆字节或更多可供 Java 平台使用的总内存
? 设备要求的 Java 2 “蓝皮书”虚拟机的全部功能
? 网络连通性，常常是无线的、不一致的连接并且带宽有限
? 用户接口混乱，程度参差不齐；有时根本就没有接口

一些 CDC 支持的设备，包括常驻网关、智能电话和通讯器、PDA、管理器、家用电器、销售网点终端以及汽车导航系统。

J2ME、J2SE 与 J2EE 之间的比较

下面的图表描述了支持 J2ME 应用程序的设备，同时说明了 J2ME 适合 Java 平台之处：

第二章：开发J2ME应用程序

介绍

在这一章中，我们将复习一下在为小型设备开发应用程序时需要牢记的一些注意事项。我们将看一下在使用 J2SE 编译 J2ME 应用程序时调用编译器的方法。最后我们将探究打包和部署，以及在这个过程中提前验证所扮演的角色。

设计开发小型设备应用程序要注意的事项

为小型设备开发应用程序，需要您在设计阶段制定某种策略。最好是在开始编写代码之前，战略性地为小型设备设计应用程序。由于无法考虑到所有的 "gotchas" ，在开发应用程序之前更正代码是一件很痛苦的工作。

下面是一些可以考虑的设计策略：

? 保持程序简单。除去不必要的功能，如果可能的话，将它们做成独立的、次要的应用程序。

? 程序越小越好。这一点对所有的开发者来说应该是显而易见的。越小的程序占用的设备内存越少，并且花费的安装时间越少。可考虑将您的 Java 应用程序打包，作为压缩的 Java 档案 (jar) 文件。

? 运行时占用最少的内存。为尽可能减少运行时占用的内存，使用标量类型代替对象类型。同时，不依赖垃圾收集程序。您应该在使用完对象时将对象引用置空，这样可有效管理内存。另外一种减少运行时所需内存的方法是使用“惰性”实例，它仅在必需时才分配对象。其它一些减少小型设备上过量和峰值内存使用的方法有快速释放资源、重新使用对象以及避免异常。


设计开发移动设备应用程序的注意事项

开发移动设备应用程序的规则与我们前面提及的开发小型设备的相同：先设计再编码。让我们检查一下开发移动设备应用程序时可考虑的一些设计建议：

? 让服务器做大部分的工作。将计算性较强的任务放到服务器上，让服务器为您做这些工作。让移动设备处理界面和最少的计算工作，而让服务器做繁重的工作。当然，您为其开发应用程序的移动设备对设备连接到服务器上的难易程度和频率有重要影响。

? 谨慎地选择编程语言。J2ME 仍然处于成长期，可能还不是最好的选择。根据您的需要，选择其它的面向对象语言，如 C++，可能会更好。


性能注意事项

为性能而编码。下面有一些以获得最优性能为目标的编码方法：
? 使用局部变量。访问局部变量比访问类成员更快。
? 避免字符串串联。字符串串联不仅会降低性能，而且会增加应用程序的内存峰值占用量。
? 使用线程，避免同步。任何运行时间超过 1/10 秒的操作都需要一个独立的线程。避免同步同样能提高性能。
? 使用模型视图控制器 (MVC) 分离模型。MVC 将代码中控制显示的逻辑分离出来。

编译注意事项

同其它的 Java 应用程序一样，您在打包和部署应用程序之前要先进行编译。尽管有了 J2ME，您仍然使用 J2SE 编译器并且需要用适当的选项来进行调用。

特别的，您需要使用 -bootclasspath 选项来指示编译器使用 J2ME 类，而不是 J2SE 类。不要在编译器的 CLASSPATH 中设置配置类。这样将导致运行时错误，因为不管 CLASSPATH 中有什么，编译器将首先自动搜索 J2SE 的核心类。换句话说，编译器将无法引用特定 J2ME 配置中缺少的类或方法，结果导致在尝试运行应用程序时出现运行时错误。
打包和部署注意事项

由于 J2ME 是为内存有限的小型设备设计的。大部分常用的 Java 提前验证已经从虚拟机中除去以形成一个较小的覆盖区域。结果，在配置之前提前验证 J2ME 应用程序就很有必要。在运行时会附加一个检查以确保这个类在提前验证之后还没有改变过。

如何严格执行提前验证或者检查类的正确性依靠的是工具包。CLDC 提供一个称为提前验证的命令行实用程序，它能够进行实际的验证并且可以把一些额外的信息插入到类文件中去。MIDP 使用无线工具包，这种工具包提供一种 GUI 工具，也可从命令行运行这种工具。

部署工作取决于您要部署的平台。应用程序必须以一种适合 J2ME 设备类型的格式进行打包和配置，就如简表定义的那样。

第四章：J2ME简表
J2ME 简表是什么?

如我们在前面教程中提及的，一个简表定义了受支持设备的类型。例如，移动信息设备简表 (MIDP)，定义了蜂窝电话的类。它把一些特定于域的类加入J2ME 配置中来定义对类似设备的使用。已经为 J2ME 定义了两个简表：KJava 和 MIDP 。它们都构建在 CLDC 之上。KJava 和 MIDP 都和 CLDC 及小型设备相关联。

简表被构建在配置的顶部。由于简表是特定于运行应用程序的设备的大小（内存的数量），所以，某个简表是与某种特定的配置相关联的。

在纲要简表上，您可以创建自己的简表，这种纲要简表也称为基础表，它对于 CDC 也是可用的。然而，在本教程和本节中，我们将只重点学习建立在 CLDC 上的 KJava 和 MIDP 简表。

简表 1：KJava

KJava 是归 Sun 公司所有的简表，它包含 KJava API。KJava 简表建立在 CLDC 配置的顶部。KJava 虚拟机，KVM，像标准的 J2SE 虚拟机那样接受相同的字节代码和类文件格式。

KJava 包含一个特定于 Sun 的、运行在 Palm 操作系统上的 API。这个 KJava API 和 J2SE 抽象视窗工具包 (AWT) 有很多地方都是相同。然而，由于它不是一个标准的 J2ME 软件包，它的主软件包是 com.sun.kjava。在以后的教程中开发一些示例应用程序时会学到更多关于 KJava API 的知识。

简表 2: MIDP

MIDP 适合诸如蜂窝电话和寻呼机等移动设备。MIDP 和 KJava 一样，也是建立在 CLDC 之上的，并且提供一个标准的运行时环境，允许在终端用户设备上动态地部署新的应用程序和服务。

MIDP 是一个公共的、为移动设备设计的工业标准简表，它不依赖某个特定的商家。对于移动应用程序开发来说，它是一个完整的、受支持的基础。

MIDP 包含下列软件包，前面 3 个是核心 CLDC 软件包，另加 3 个特定于 MIDP 的软件包。我们将在后面的教程中讨论每个软件包：

? java.lang
? java.io
? java.util
? javax.microedition.io
? javax.microedition.lcdui
? javax.microedition.midlet
? javax.microedition.rms

MIDP 取代 KJava

正如我们在前面的章节中提及的，KJava 是 Sun 公司所拥有的一个 API。它不作为一种完整的、功能齐全的简表，而是作为一种示范，示范简表如何与 CLDC 一起工作。根据 CLDC 发行说明 （其中包含 CLDC 下载版本）：

在软件包 com.sun.kjava 中提供的 GUI 类不是连接限制设备配置 CLDC 的一部分。Java 2 平台袖珍版的正式 GUI 类，将通过 Java Community Process 分别定义并被包含进 J2ME 简表中。

不管这个事实存在与否，KJava 简表已经被早期的采用者广泛使用了。在 2001 年 JavaOne 的开发商会议上，Sun 公司宣称早期 Palm 操作系统的 MIDP 可用性（MID 简表的最初发行版焦点主要集中在无线电话上）。 Palm 操作系统 MIDP 的规格是由 Java Community Process (JCP) 定义的。因此，它是独立于供应商的。当前众多限制中的一个 -- 它将随时间消失 -- 就是 Palm 操作系统的 MIDP 需要最新的 Palm 操作系统，3.5 版。

在我们写这个教程的同时， Palm 操作系统的 MIDP 的规范仍然在随着 JCP 不断发展，其细节也会随时改变。尽管目前还无法确定其发行日期，但是规范一旦出台，将必然减少对 KJava 的需求。