J2ME编程实践之联网开发

　　由于无线设备所能支持的网络协议非常有限，仅限于HTTP，Socket，UDP等几种协议，不同的厂家可能还支持其他网络协议，但是，MIDP 1.0规范规定，HTTP协议是必须实现的协议，而其他协议的实现都是可选的。因此，为了能在不同类型的手机上移植，我们尽量采用HTTP作为网络连接的首选协议，这样还能重用服务器端的代码。但是，由于HTTP是一个基于文本的效率较低的协议，因此，必须仔细考虑手机和服务器端的通信内容，尽可能地提高效率。

　　对于MIDP应用程序，应当尽量做到：

　　1．发送请求时，附加一个User-Agent头，传入MIDP和自身版本号，以便服务器能识别此请求来自MIDP应用程序，并且根据版本号发送相应的相应。

　　2．连接服务器时，显示一个下载进度条使用户能看到下载进度，并能随时中断连接。

　　3．由于无线网络连接速度还很慢，因此有必要将某些数据缓存起来，可以存储在内存中，也可以放到RMS中。

　　对于服务器端而言，其输出响应应当尽量做到：

　　1. 明确设置Content-Length字段，以便MIDP应用程序能读取HTTP头并判断自身是否有能力处理此长度的数据，如果不能，可以直接关闭连接而不必继续读取HTTP正文。

　　2. 服务器不应当发送HTML内容，因为MIDP应用程序很难解析HTML，XML虽然能够解析，但是耗费CPU和内存资源，因此，应当发送紧凑的二进制内容，用DataOutputStream直接写入并设置Content-Type为application/octet-stream。

　　3. 尽量不要重定向URL，这样会导致MIDP应用程序再次连接服务器，增加了用户的等待时间和网络流量。

　　4. 如果发生异常，例如请求的资源未找到，或者身份验证失败，通常，服务器会向浏览器发送一个显示出错的页面，可能还包括一个用户登录的Form，但是，向MIDP发送错误页面毫无意义，应当直接发送一个404或401错误，这样MIDP应用程序就可以直接读取HTTP头的响应码获取错误信息而不必继续读取相应内容。

　　5. 由于服务器的计算能力远远超过手机客户端，因此，针对不同客户端版本发送不同响应的任务应该在服务器端完成。例如，根据客户端传送的User-Agent头确定客户端版本。这样，低版本的客户端不必升级也能继续使用。

　　MIDP的联网框架定义了多种协议的网络连接，但是每个厂商都必须实现HTTP连接，在MIDP 2.0中还增加了必须实现的HTTPS连接。因此，要保证MIDP应用程序能在不同厂商的手机平台上移植，最好只使用HTTP连接。虽然HTTP是一个基于文本的效率较低的协议，但是由于使用特别广泛，大多数服务器应用的前端都是基于HTTP的Web页面，因此能最大限度地复用服务器端的代码。只要控制好缓存，仍然有不错的速度。

　　SUN的MIDP库提供了javax.microediton.io包，能非常容易地实现HTTP连接。但是要注意，由于网络有很大的延时，必须把联网操作放入一个单独的线程中，以避免主线程阻塞导致用户界面停止响应。事实上，MIDP运行环境根本就不允许在主线程中操作网络连接。因此，我们必须实现一个灵活的HTTP联网模块，能让用户非常直观地看到当前上传和下载的进度，并且能够随时取消连接。

　　一个完整的HTTP连接为：用户通过某个命令发起连接请求，然后系统给出一个等待屏幕提示正在连接，当连接正常结束后，前进到下一个屏幕并处理下载的数据。如果连接过程出现异常，将给用户提示并返回到前一个屏幕。用户在等待过程中能够随时取消并返回前一个屏幕。

　　我们设计一个HttpThread线程类负责在后台连接服务器，HttpListener接口实现Observer（观察者）模式，以便HttpThread能提示观察者下载开始、下载结束、更新进度条等。HttpListener接口如下：

public interface HttpListener {

void onSetSize(int size);

void onFinish(byte[] data, int size);

void onProgress(int percent);

void onError(int code, String message);

}

　　实现HttpListener接口的是继承自Form的一个HttpWaitUI屏幕，它显示一个进度条和一些提示信息，并允许用户随时中断连接：

public class HttpWaitUI extends Form implements CommandListener, 
HttpListener {

private Gauge gauge;

private Command cancel;

private HttpThread downloader;

private Displayable displayable;

public HttpWaitUI(String url, Displayable displayable) {

super("Connecting");

this.gauge = new Gauge("Progress", false, 100, 0);

this.cancel = new Command("Cancel", Command.CANCEL, 0);

append(gauge);

addCommand(cancel);

setCommandListener(this);

downloader = new HttpThread(url, this);

downloader.start();

}

public void commandAction(Command c, Displayable d) {

if(c==cancel) {

downloader.cancel();

ControllerMIDlet.goBack();

}

}

public void onFinish(byte[] buffer, int size) { … }

public void onError(int code, String message) { … }

public void onProgress(int percent) { … }

public void onSetSize(int size) { … }

}

　　HttpThread是负责处理Http连接的线程类，它接受一个URL和HttpListener：

class HttpThread extends Thread {

private static final int MAX_LENGTH = 20 * 1024; // 20K

private boolean cancel = false;

private String url;

private byte[] buffer = null;

private HttpListener listener;

public HttpThread(String url, HttpListener listener) {

this.url = url;

this.listener = listener;

}

public void cancel() { cancel = true; }

　　使用GET获取内容

　　我们先讨论最简单的GET请求。GET请求只需向服务器发送一个URL，然后取得服务器响应即可。在HttpThread的run()方法中实现如下：

public void run() {

HttpConnection hc = null;

InputStream input = null;

try {

hc = (HttpConnection)Connector.open(url);

hc.setRequestMethod(HttpConnection.GET); // 默认即为GET

hc.setRequestProperty("User-Agent", USER_AGENT);

// get response code:

int code = hc.getResponseCode();

if(code!=HttpConnection.HTTP_OK) {

listener.onError(code, hc.getResponseMessage());

return;

}

// get size:

int size = (int)hc.getLength(); 
// 返回响应大小，或者-1如果大小无法确定

listener.onSetSize(size);

// 开始读响应：

input = hc.openInputStream();

int percent = 0; // percentage

int tmp_percent = 0;

int index = 0; // buffer index

int reads; // each byte

if(size!=(-1))

buffer = new byte[size]; // 响应大小已知，确定缓冲区大小

else

buffer = new byte[MAX_LENGTH]; 
// 响应大小未知，设定一个固定大小的缓冲区

while(!cancel) {

int len = buffer.length - index;

len = len>128 ? 128 : len;

reads = input.read(buffer, index, len);

if(reads<=0)

break;

index += reads;

if(size>0) { // 更新进度

tmp_percent = index * 100 / size;

if(tmp_percent!=percent) {

percent = tmp_percent;

listener.onProgress(percent);

}

}

}

if(!cancel && input.available()>0) // 缓冲区已满，无法继续读取

listener.onError(601, "Buffer overflow.");

if(!cancel) {

if(size!=(-1) && index!=size)

listener.onError(102, "Content-Length does not match.");

else

listener.onFinish(buffer, index);

}

}

catch(IOException ioe) {

listener.onError(101, "IOException: " + ioe.getMessage());

}

finally { // 清理资源

if(input!=null)

try { input.close(); } catch(IOException ioe) {}

if(hc!=null)

try { hc.close(); } catch(IOException ioe) {}

}

}

　　当下载完毕后，HttpWaitUI就获得了来自服务器的数据，要传递给下一个屏幕处理，HttpWaitUI必须包含对此屏幕的引用并通过一个setData(DataInputStream input)方法让下一个屏幕能非常方便地读取数据。因此，定义一个DataHandler接口：

public interface DataHandler {

void setData(DataInputStream input) throws IOException;

}

　　HttpWaitUI响应HttpThread的onFinish事件并调用下一个屏幕的setData方法将数据传递给它并显示下一个屏幕：

public void onFinish(byte[] buffer, int size) {

byte[] data = buffer;

if(size!=buffer.length) {

data = new byte[size];

System.arraycopy(data, 0, buffer, 0, size);

}

DataInputStream input = null;

try {

input = new DataInputStream(new ByteArrayInputStream(data));

if(displayable instanceof DataHandler)

((DataHandler)displayable).setData(input);

else

System.err.println("[WARNING] 
Displayable object cannot handle data.");

ControllerMIDlet.replace(displayable);

}

catch(IOException ioe) { … }

}
　　以下载一则新闻为例，一个完整的HTTP GET请求过程如下： 
 
　　首先，用户通过点击某个屏幕的命令希望阅读指定的一则新闻，在commandAction事件中，我们初始化
HttpWaitUI和显示数据的NewsUI屏幕：
public void commandAction(Command c, Displayable d) {

HttpWaitUI wait = new HttpWaitUI("http://192.168.0.1/news.do?id=1",
new NewsUI());

ControllerMIDlet.forward(wait);

}
　　NewsUI实现DataHandler接口并负责显示下载的数据：
public class NewsUI extends Form implements DataHandler {

public void setData(DataInputStream input) throws IOException {

String title = input.readUTF();

Date date = new Date(input.readLong());

String text = input.readUTF();

append(new StringItem("Title", title));

append(new StringItem("Date", date.toString()));

append(text);

}

}
　　服务器端只要以String, long, String的顺序依次写入DataOutputStream，MIDP客户端就可以通过
DataInputStream依次取得相应的数据，完全不需要解析XML之类的文本，非常高效而且方便。
　　需要获得联网数据的屏幕只需实现DataHandler接口，并向HttpWaitUI传入一个URL即可复用上述代码，
无须关心如何连接网络以及如何处理用户中断连接。
　　使用POST发送数据
　　以POST方式发送数据主要是为了向服务器发送较大量的客户端的数据，它不受URL的长度限制。POST请求将
数据以URL编码的形式放在HTTP正文中，字段形式为fieldname=value，用&分隔每个字段。注意所有的字段都
被作为字符串处理。实际上我们要做的就是模拟浏览器POST一个表单。以下是IE发送一个登陆表单的POST请求：
POST http://127.0.0.1/login.do HTTP/1.0

Accept: image/gif, image/jpeg, image/pjpeg, */*

Accept-Language: en-us,zh-cn;q=0.5

Content-Type: application/x-www-form-urlencoded

User-Agent: Mozilla/4.0 (compatible; MSIE 6.0; Windows NT 5.1)

Content-Length: 28

\r\n

username=admin&password=1234
　　要在MIDP应用程序中模拟浏览器发送这个POST请求，首先设置HttpConnection的请求方式为
POST：hc.setRequestMethod(HttpConnection.POST);
　　然后构造出HTTP正文：byte[] data = "username=admin&password=1234".getBytes();
　　并计算正文长度，填入Content-Type和Content-Length：
hc.setRequestProperty("Content-Type", "application/x-www-form-urlencoded");

hc.setRequestProperty("Content-Length", String.valueOf(data.length));
　　然后打开OutputStream将正文写入：OutputStream output = hc.openOutputStream();output.write(data);
　　需要注意的是，数据仍需要以URL编码格式编码，由于MIDP库中没有J2SE中与之对应的URLEncoder类，因此，需要自己
动手编写这个encode()方法，可以参考java.net.URLEncoder.java的源码。剩下的便是读取服务器响应，代码与GET一致，
这里就不再详述。
　　使用multipart/form-data发送文件
　　如果要在MIDP客户端向服务器上传文件，我们就必须模拟一个POST multipart/form-data类型的请求，Content-Type
必须是multipart/form-data。
　　以multipart/form-data编码的POST请求格式与application/x-www-form-urlencoded完全不同，
multipart/form-data需要首先在HTTP请求头设置一个分隔符，例如ABCD：
　　hc.setRequestProperty("Content-Type", "multipart/form-data; boundary=ABCD");
　　然后，将每个字段用“--分隔符”分隔，最后一个“--分隔符--”表示结束。例如，要上传一个title字段"Today"和一个
文件C:\1.txt，HTTP正文如下：
--ABCD

Content-Disposition: form-data; name="title"

\r\n

Today

--ABCD

Content-Disposition: form-data; name="1.txt"; filename="C:\1.txt"

Content-Type: text/plain

\r\n

<这里是1.txt文件的内容>

--ABCD--

\r\n
　　请注意，每一行都必须以\r\n结束，包括最后一行。如果用Sniffer程序检测IE发送的POST请求，可以发现IE的
分隔符类似于——7d4a6d158c9，这是IE产生的一个随机数，目的是防止上传文件中出现分隔符导致服务器无法正确识别
文件起始位置。我们可以写一个固定的分隔符，只要足够复杂即可。
　　发送文件的POST代码如下：
String[] props = ... // 字段名

String[] values = ... // 字段值

byte[] file = ... // 文件内容

String BOUNDARY = 
"---------------------------7d4a6d158c9"; // 分隔符

StringBuffer sb = new StringBuffer();

// 发送每个字段:

for(int i=0; i sb = sb.append("--");

sb = sb.append(BOUNDARY);

sb = sb.append("\r\n");

sb = sb.append("Content-Disposition: form-data; 
name=\""+ props[i] + "\"\r\n\r\n");

sb = sb.append(URLEncoder.encode(values[i]));

sb = sb.append("\r\n");

}

// 发送文件:

sb = sb.append("--");

sb = sb.append(BOUNDARY);

sb = sb.append("\r\n");

sb = sb.append("Content-Disposition: form-data; 
name=\"1\"; filename=\"1.txt\"\r\n");

sb = sb.append("Content-Type: application/octet-stream\r\n\r\n");

byte[] data = sb.toString().getBytes();

byte[] end_data = ("\r\n--" + BOUNDARY + "--\r\n").getBytes();

// 设置HTTP头:

hc.setRequestProperty("Content-Type", MULTIPART_FORM_DATA + ";
boundary=" + BOUNDARY);

hc.setRequestProperty("Content-Length", 
String.valueOf(data.length + file.length + end_data.length));

// 输出:

output = hc.openOutputStream();

output.write(data);

output.write(file);

output.write(end_data);

// 读取服务器响应：

// TODO...
　　使用Cookie保持Session
　　通常服务器使用Session来跟踪会话。Session的简单实现就是利用Cookie。当客户端第一次连接服务器时，
服务器检测到客户端没有相应的Cookie字段，就发送一个包含一个识别码的Set-Cookie字段。在此后的会话
过程中，客户端发送的请求都包含这个Cookie，因此服务器能够识别出客户端曾经连接过服务器。
　　要实现与浏览器一样的效果，MIDP应用程序必须也能识别Cookie，并在每个请求头中包含此Cookie。
　　在处理每次连接的响应中，我们都检查是否有Set-Cookie这个头，如果有，则是服务器第一次发送的
Session ID，或者服务器认为会话超时，需要重新生成一个Session ID。如果检测到Set-Cookie头，就将
其保存，并在随后的每次请求中附加它：
String session = null;

String cookie = hc.getHeaderField("Set-Cookie");

if(cookie!=null) {

int n = cookie.indexOf(';');

session = cookie.substring(0, n);

}
　　使用Sniffer程序可以捕获到不同的Web服务器发送的Session。WebLogic Server 7.0返回的Session如下：
　　Set-Cookie: JSESSIONID=CxP4FMwOJB06XCByBWfwZBQ0IfkroKO2W7FZpkLbmWsnERuN5u2L!-1200402410; path=/
　　而Resin 2.1返回的Session则是： 
Set-Cookie: JSESSIONID= aTMCmwe9F5j9; 
path=/
　　运行ASP.Net的IIS返回的Session：
Set-Cookie: ASPSESSIONIDQATSASQB=GNGEEJIDMDFCMOOFLEAKDGGP; 
path=/
　　我们无须关心Session ID的内容，服务器自己会识别它。我们只需在随后的请求中附加上这个Session ID即可：
if(session!=null)

hc.setRequestProperty("Cookie", session);
　　对于URL重写来保持Session的方法，在PC客户端可能很有用，但是，由于MIDP程序很难分析出URL中有用的Session
信息，因此，不推荐使用这种方法。