J2ME结构与相关规范介绍

核心提示：J2ME结构与相关规范介绍J2ME的适用范围很广，而且针对J2ME的规范也在增加，J2ME结构与相关规范介绍，很多人因为对各种规范的作用不了解造成对J2ME体系的误解，本文主要讲述一下 J2ME 的结构和构成，不同的版本中对 API 集的要求是不同的，在我看来 J2ME的最大好处是把Java 带入了嵌入式设备这个领域，

J2ME结构与相关规范介绍



J2ME的适用范围很广，而且针对J2ME的规范也在增加，很多人因为对各种规范的作用不了解造成对J2ME体系的误解。本文主要讲述一下 J2ME 的结构和构成，同时对一些容易混淆的概念进行解释。
J2ME是什么？
很多人把J2ME等同于手机程序开发，其实这是一个非常错误的说法。也有人认为J2ME是一个标准，一个规范，这同样是不正确的。
Sun 公司将 J2ME (java 2 Micro Edition，Java 2微型版)定义为一种以广泛的消费性产品为目标的、高度优化的 Java 运行时环境。自从 1999 年 6 月在 JavaOne Developer Conference 上声明之后，J2ME 进入了小型设备开发的行列。通过 Java 的特性，遵循 J2ME 规范开发的 Java 程序可以运行在各种不同的小型设备上。
J2ME是Sun公司为嵌入式开发所定义的一个框架，一系列标准的规范所组成。所以J2ME是一个协议簇，而不是单一的规范。
J2ME是一个非常大的概念，下面的一幅图可以看看J2ME的适用范围。
 
图1
图中的CDC 和CLDC 是支持J2ME的两类设备的配置的简称，分别是：
?　　?CDC (Connected Device Configuration，连接设备配置)，运行在这一配置上的程序称为J2ME application，在CVM上进行解释。
?　　?CLDC(Connected Limited Device Configuration，连接限制设备配置)，运行在这一配置上的程序称为MIDlet ，在KVM上进行解释。
可以把CDC 和CLDC 理解为对硬件的定义，就如同PC机和小型机一样，这些设备提供Java程序运行的硬件环境。
在 J2ME 中有两类虚拟机：CVM (C Virtual Machine，C虚拟机)与 KVM (K Virtual Machine，K虚拟机)。KVM 和 CVM均可被看作是一种 Java 虚拟机，是 JVM 的子集，在功能上都是 JVM 的缩减版。这两类虚拟机的适用范围并不相同，简单地说，CVM 的功能比KVM 功能更为强大。
这里再补充一点，J2ME还包括对了Java Card 的定义，用于各类IC卡。JavaCard 和CDC/CLDC在J2ME中是相同的地位。
JavaCard 的网页见：http://java.sun.com/PRodUCts/javacard/index.jsp 。
所以在这里要理解J2ME的含义，就可以从CLDC 和CDC这两方面进行了解。
CLDC 与CDC的对比
在前面的图1中已经显示出CLDC 和CDC在适用设备上的区别。
CDC主要针对32位的处理器主频通常在75MHz以上，内存可能在1～4MB 。CDC 针对的设备主要是数字电视、机顶盒、网络电话、车载计算设备等。这些设备的特点是：
?　　有线连接
?　　电源稳定
?　　设备外设资源比较受限
CLDC设备的最低配置为：CPU为16位、32位主频在 16MHz以上的处理器，设备的内存比较少，可能只有512KB，甚至更少。现在硬件的发展非常快，以前所定义的CLDC的设备目前的设备甚至远远超过原来的定义。不过请注意一下，J2ME 对CLDC设备配置的定义只是一个最低要求的定义。其实目前很多CLDC设备的配置都远远超过上面的配置，不过要分辨CLDC设备主要要从设备特点上进行区别。这些设备的特点是：
?　　无线连接
?　　没有稳定的电源供应(通常使用电池)
?　　设备外设资源极少
具体一点说如智能手机，例如：Nokia 7650，Nokia 3650等，还有例如PDA设备也都应该归于CLDC的范围。
简表
J2ME 使用配置(CDC或CLDC)和简表(Profile)定制JRE(Java Runtime Environment， Java 运行时环境)。一个完整的 JRE由配置和简表组成，配置决定了所使用的 JVM(可能是CVM 或 KVM)，而简表通过定义特定的类来为应用程序提供功能上的支持，一个简表定义了设备所提供的 API 集合。
如果把CDC 、CLDC 理解称为硬件配置的话，Profile可以理解为硬件上的操作系统，这个操作系统提供了程序可以调用的所有功能集合，也就是说Profile定义了各种功能的 API 函数集。当然这个比喻并不完全恰当，因为CVM 和 KVM 才充当了解释Java程序执行的角色。又或者可以把Profile理解称为虚拟机上提供的开发包，不同的开发包提供不同的核心功能调用。不管怎么理解都好，只要便于自己理解。
这里再补充说明一点：CDC规范和CLDC规范中也都定义了基本的API集合，这些API提供Java 的基本功能，例如：java.io、java.lang、java.util 、javax.microedition.io 这些包就是定义与CDC 和CLDC中的。不过这些包都是Java最基本的功能，更多的面向设备的功能性 API 必须还是通过简表来提供。
下面介绍一下几种常见的简表：
?　　MIDP (Mobile Information Devices Profile，移动信息设备简表)：定义了移动信息设备的类型和提供相关的API集合， MIDP 所定义的功能更加面向用户，而且比 CLDC 更高级。
?　　IMP （Mobile Information Device Profile，信息模块简表）：定义了提供网络连接，但是显示方式比较单一的设备简表，例如告警器。
?　　Foundation Profile(基础简表)：提供除了用户界面以外 J2SE 所能够提供的标准类库。
?　　Personal Profile(个人简表)：针对那些资源相对有限，但是对网络访问要求很高，基于AWT图形界面的设备，例如Web-TV、汽车导航系统等。
除这里提到的三个简表外还有其他类型的简表，但是上面的四个简表是Sun公司所推荐的，而且是开放的简表。例如以前的KJava就是和MIDP 类似的简表。
J2ME内定义的各种规范介绍
到目前为止，本文一共提到了几个规范：
?　　CLDC 规范：目前分为 v1.0 JSR 30，v1.1 JSR 139
?　　CDC 规范：目前分为 v1.0 JSR 36，v1.1 JSR 218
?　　MIDP 规范：分为 v1.0 JSR 37，v2.0 JSR 118
?　　IMP 规范：JSR 195
?　　FP 规范：JSR 46
?　　PP 规范：JSR 62
这些规范都是J2ME中的基础规范，例如说CLDC 设备必须要支持 CLDC规范，同时要选择支持一个简表规范，可能是MIDP 或者其他简表。对于CDC 设备来说也必须支持 CDC 规范，同时选择支持一个简表规范，可能是FP，也可能是PP。
对于其他规范，设备可以选择支持。接下来我引用一下Sun公司J2ME主页对各种规范的介绍：
适用于CLDC设备的规范：
Connected Limited Device Configuration (CLDC); JSR 30, JSR 139 CLDC 规范，前面已经介绍过

Mobile Information Device Profile (MIDP); JSR 37, JSR 118 MIDP 规范，前面已经介绍过

Information Module Profile (IMP), JSR 195 IMP 规范，前面已经介绍过

Java Technology for the Wireless Industry (JTWI), JSR 185 无线Java行业规范

Wireless Messaging API (WMA); JSR 120, JSR 205 无线信息规范，提供短信和彩信功能

Mobile Media API (MMAPI); JSR 135 移动媒体规范，提供音频视频播放

Location API for J2ME (JSR-179) 定位规范，提供定位功能

Sip API for J2ME (JSR-180) 提供对会话发起协议的支持

Security and Trust Services API for J2ME (JSR-177) 提供网络安全与信任的支持

Mobile 3D Graphics (JSR-184) 提供对3D绘图的支持

J2ME Web Services APIs (WSA), JSR 172 提供对Web Services的支持

Bluetooth API (JSR-82, Motorola, Java Partner Site) 提供对兰牙的支持

PDA Optional Packages for the J2ME Platform (JSR 75)　提供对PDA中文件、通信录等存取的支持

适用于CDC设备的规范：
Connected Device Configuration (CDC); JSR 36, JSR 218 CDC规范，前面已经介绍过

Foundation Profile (FP) (JSR-46) FP 规范，前面已经介绍过

Personal Profile (PP) (JSR-62) PP 规范，前面已经介绍过

Personal Basis Profile (PBP) (JSR-129) 类似于PP的规范，但在图形界面方面无需支持AWT

J2ME RMI Optional Package, (RMI OP); JSR 66 提供对远程调用的支持

JDBC Optional Package for CDC/Foundation Profile API (JSR-169) 提供对JDBC的支持

同时请大家注意一下，这里提到的适用于并不是表示只适用于，很多规范是可以同时适用于CDC 和CLDC 设备的。
J2ME的副作用：升级你的系统
这真是一个痛苦的事情！J2ME 中各种规范正处于一个不断扩充和不断完善的过程，旧设备无法支持新规范的事情会越来越多，而嵌入式设备的种类多很难在短时间内实现对各种规范的支持。
相关网页
Java Community Process：http://jcp.org/ ;
Sun公司 J2ME 主页：http://java.sun.com/j2me/
Sun公司 J2ME 下载页：http://java.sun.com/j2me/downloads/index.Html ;
支持J2ME的设备列表：http://developers.sun.com/techtopics/mobility/device/
对一些问题的看法
J2ME 很简单
完全错误，J2ME的范围和规模非常之大，适用范围也非常广。要知道嵌入式设备无论从种类还是结构来将都要远远超出PC机，小型机的范围。
认为J2ME简单的人，多半是把J2ME过于具体化。例如：认为手机程序的开发就是J2ME开发的全部。或者认为在PDA上开发一个Java程序就是J2ME开发的全部。
KJava程序开发就是手机程序开发
KJava 也是一个Profile，和前面提到的MIDP的功能和作用类似。以前KJava是Sun公司提供的一个示范性简表。但是由于事实原因现在很多智能手机都支持KJava简表，和MIDP相比 MIDP是一个更开放的规范。
J2ME只能用于手机程序开发
目前看来J2ME还没有能够全面的渗透到各种嵌入设备中，而且目前最大的用途就是一些手机游戏。但是J2ME的用途绝对不止这些，J2ME 应用的发展有赖于各种硬件厂商提供的支持。
J2ME已经可以作为嵌入设备上操作系统
Java程序是解释执行的，所以必须还要有操作系统的支持。Palm OS、WinCE、Symbian的 EPOC、嵌入linux这些才是操作系统，而且在嵌入式智能设备上应用比较广泛。至于JavaPhone之类的纯Java产品还有待Sun公司的开发。1997年，Sun公司兼并了长期从事嵌入式实时操作系统开发的Chorus公司，希望为Java嵌入技术的发展提供了良好的操作系统环境。以后应该会出现只支持Java的硬件设备和操作系统。不过从前面提到的四种嵌入式操作系统来说，支持C/C++语言才是首位。
J2ME程序可以实现一次编写到处运行
基本上很难。因为J2ME中定义的规范很多，每个规范有自己的API 集，不同的厂商还有自己提供的针对自身设备的 API集，而要求所有的嵌入设备都支持完全相同的规范集合是不现实的。所以利用厂家提供的 API 集开发程序还会保持一段相当长的时间。
但是有些基本的规范是被强制要求的，例如CLDC 和MIDP 要求的API 集就要求所有的智能手机支持。不过另一个方面讲即使是相同的规范也会有不同的版本，不同的版本中对 API 集的要求是不同的。
在我看来 J2ME的最大好处是把Java 带入了嵌入式设备这个领域，至少开发人员可以使用相同的开发模式来为嵌入式设备编写程序。

（出处：http://www.cncms.com）