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Java十年有成——谈J2ME的发展历史

王朝java/jsp·作者佚名  2008-05-31
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Java十年有成——谈J2ME的发展历史

Java本来就是为了嵌入式系统而生

1990年12月,Sun内部由James Gosling、Patrick Naughton以及Mike Sheridan成立了一个叫做Green Team的小组。Green Team小组的主要目标,是要发展一种新架构,而这种架构必须能够在消费性电子产品作业平台上运行,现在我们普遍熟悉的PDA、手机或是信息家电(IA),都是属于这种架构的目标平台。接着,Green Team在1992年的9月3号,发表了一款由Java 技术之父 James Gosling所领军研发,名叫Star Seven(*7)的机器,研发出一部交互式的掌上型家用娱乐装置,可透过使用动画触碰式屏幕的使用者接口来控制其它电子设备。

经过了13年的时间,现在我们检视J2ME的发展历史,我们可以发现,虽然在1999年,Java被切割成J2SE、J2ME、J2EE,所以有了J2ME这个名词的出现。但是Java并非1999年开始才开始发展嵌入式系统上的应用。其实,Java本来就是为了嵌入式系统而发展的一种架构。即使目前大家多半将Java的应用聚焦于企业上的J2EE应用。但是严格来说,J2ME才是Java真正“回归本心”的领域。

半路杀出的Personal Java

Personal Java是正规Java版本的一个分支,其目的在于能够让PDA或高阶手机执行Java程序,目前在Windows Mobile或Symbian OS(仅限采用UIQ或Nokia Series 80的行动电话)平台上都可以开发Personal Java应用程序。

虽然从Java 1.0发表之后,Java就被广泛地使用在桌上型应用程序以及Applet的开发上,但是,从Java 1.1开始,Java又回到了它一开始的老路-也就是嵌入式系统方面的应用,在当时Sun Microsystems发表了Embedded Java与Personal Java(也有人简称为PJava)这两项规格。Personal Java的规格是从Java 1.1之中所分支出来,因此Personal Java的规格是根据Java 1.1的规格而制定的,但是并非Java 1.1的全部规格都包含进来,所以Personal Java只能算是Java 1.1平台的子集合。

Personal Java非凡适合用在具有丰富图形显示能力的消费性电子产品上面,于是我们可以发现Sun Microsystems网站上对于Personal Java的参考实作是建立在Windows Mobile产品(过去叫做Pocket PC)上头的。

在1999年,一般PDA或手机的能力,离Personal Java所需要的硬件条件仍有很大的一段差距,因此Personal Java并不是一个很成功的产品。因此Sun Microsystems在此时将Java区分成J2SE、J2EE、J2ME这三块,希望可以重新塑造整个架构,尤其是J2ME,希望Java可以在嵌入式系统的领域有所发展。

J2ME从何而来?

谈到J2ME,大家就会联想到KVM这个名词, KVM的设计者Antero Taivalsaari,最早在Sun Microsystems参与Spotless Project,这个项目才是J2ME的最早起源。由于Antero Taivalsaari曾经在世界知名电信设备制造商工作,所以他有了在手机上开发JVM的概念,后来得到公司支持,就有了各位所知的KVM(K Virtual Machine)。

最早应用KVM的产品,就是一个可以在Palm OS上执行的KJava。KJava并不算是一个正式产品,只能算是一个概念测试产品。开发人员会开发名为Spotlet的应用程序,透过工具和KVM的辅助,应用程序就可以在PDA上执行。虽然KJava早已成为过去式,但是仍有电信厂商使用这个名词,作为手机上Java平台的名称,不过,已经不是真正的KJava了。有了KJava的发展经验,Sun着手设计J2ME的架构,让J2ME可以应付未来嵌入式系统的发展。

J2ME整体架构

J2ME最基本的规范制定在JSR-68(Java规格编号第68号),在此规格里头定义了J2ME的技术架构。根据此规范,J2ME由三种类型的规范堆栈而成,分别是Configuration、Profile以及Optional Packages。这三种类型的规范定义由其它的规范所定义。

在最底层的Configuration规范,定义了硬件所必须具备的能力,比方说硬件至少具备多少ROM、RAM,CPU的频率最少应该是多少,连接网络时频宽至少要多快。Configuration规格之中定义了一组低阶的API,这代表Java至少必须提供的低阶功能,这组低阶的API就是核心类别函数库的子集合。

在Configuration之上的规范称为Profile。Profile针对各种不同机器的特性定义了高阶的API,这些高阶的API通常都是与其它平台不相关的扩充类别函数库。这些高阶API决定了该种机器上Java程序的撰写方法。比方说行动通讯装置(手机、PDA等)这类型装置上Java程序的撰写方式,以及能够调用的API,都定义在MIDP(Mobile Information Device Profile)之中。

就算是同类型的装置,有些功能也不一定具备(有些厂商的机器可能有,有些厂商的机器可能没有,例如手机上的照相机、和弦铃声等),这些功能就定义在“厂商选择性实现套件(Optional Package)”之中,比方说,有的厂商会提供简单的数据库治理系统(DBMS)在该装置上,那么他们就会实现JDBC Optional Package。不提供数据库治理系统的厂商就不需要实现JDBC Optional Package。所以称作厂商选择性实现套件。

所谓的厂商选择性实现套件,意思是说,这是一组和其它规格(或API)没有任何相依性的类别函数库,假如厂商愿意提供这样的功能给程序设计师(通常是因为硬件具有充分的能力可以完成规格之中所制定的功能),就会将这组类别函数库实现出来,程序设计师也可以利用这些功能开发出功能更多的应用程序。

MIDP工业标准

虽然J2ME架构完整,但是目前的发展,除了Personal Profile之外,最大的应用在于架构在CLDC之上的MIDP。目前所有标示可以支持Java的手机,所支持的都是MIDP,几乎所有的无线通讯厂商皆采用MIDP作为其开发程序的标准。

在MIDP 1.0的时代,由于规格上本身的功能不足,使得许多厂商不得不加入自己专属的API,例如震动、背光、声音等扩充功能(例如:Nokia UI API),以弥补MIDP平台的不足。

到了MIDP 2.0,增加了许多众所期盼的功能,但是,即使规格更清楚了,即使很多新功能都已经由JCP制定成标准的Optional Packages,这些问题依然无解。市面上的MIDP平台仍然处于混乱状态。开发者必须在执行时期侦测各种专属API和Optional Package的存在,这会增加多余的程序代码。平台的混乱会造成在某个装置上可以顺利安装及执行,而到了其它装置时,有可能无法执行,甚至有可能连安装都有问题,所以开发者通常要开发好几种版本的MIDP应用程序供各种厂牌、各种型号的装置使用。

为了解决上述问题,进一步提高MIDP应用程序的可移植性,Sun Microsystems以MIDP 2.0规格为核心,设计了JTWI规格。未来的无线通讯平台,将不会只有符合MIDP 2.0规格,而是必须要符合JTWI规格。这将是J2ME软件在可移植性上的一大突破。JTWI(Java Technology for Wireless Industry)是一个统合性的规格,其目的是为了确保MIDP软件的可移植性。所以JTWI规格除了规范无线通讯平台(非凡是手机)所必须支持的J2ME标准之外,也对既有规格中模糊不清的地方与以加强。所以新款的手机为了加强移植性,都会支持JTWI标准。JTWI只是一个统合性的规范,并没有制定任何新功能,目的只是要统一当前平台混乱的现象,让J2ME应用程序更具可移植性。JTWI主要分成几个部分:

1 .规定平台必须支持的API。

2 .统一的应用程序执行环境。

3 .既有规格的理清与加强。

在规定平台必须支持的API的部分,JTWI规定至少必须支持CLDC 1.0、MIDP 2.0以及WMA 1.1:

 
 
 
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