CLDC/MIDP的基本结构

粗略的说j2me把设备分为两类，一种是联接设备（ connected device），一种是有限联接设备（Connected, Limited Device）。前一种对应于那些有电源的，电力充裕，较大的设备。例如：电视机，冰箱等，后一种对应于主要使用电池，小型的设备，例如：手机，pda等。

这里我主要只涉及第二种，有限联接设备（Connected, Limited Device）。

sun把J2me的实现分为两层：configuration 和 profile。

configuration包括虚拟机（virtual machine），核心的类库与API。configuration层定义一个java虚拟机的特性与java类库的最小子集。也就是说，configuration层提供了开发人员一个最基础，最核心的Java平台。因为j2me把设备分为两类：联接设备（connected device）和有限联接设备（Connected, Limited Device）。对应这两种设备就有了两种J2ME configuration。分别为CDC（Connected Device Configuration）和CLDC(Connected, Limited Device Configuration)。这里请注意，CDC使用经典的javaVM，而CLDC使用的是KVM(The K Virtual Machine)。KVM是sun专门为使用16/32位RISC/CISC微处理器或控制器，并其可用内存为160kb～512kb的的设备而开发的。KVM比较小，通常只有128K或更少。

Profile层也包含一组API，主要针对于特定的某一族系的设备而定义。profile层在特定的
configuration层上实现，而我们程序员则负责在特定的profile上编写应用程序。对于手机，pda等Connected, Limited Device。它们的profile层称为MIDP(Mobile Information Device Profile)。于是MIDP与CLDC合在一起就构成了一个完整的J2ME架构。顺便说一句，对于MIDP上的应用程序sun也有独特的叫法，它们被称为MIDlet。你是不是觉得有点眼。想想java中的applet。

 

深入理解CLDC/MIDP

 

CLDC的目的

• 为小型的，且资源有限，Connected Limited的设备定义一个标准的Java平台。
• 允许动态的向这些设备发布内容与应用程序。
• 方便第三方软件厂商与开发者向这些设备移植内容与应用程序。

CLDC的范围

• Java语言与虚拟机的特性
• 核心Java类库（如java.lang.*, java.util.*)
• 输入/输出
• 对网络的支持
• 对安全性的支持
• 对国际化的支持

CLDC不包括的范围（即由MIDP解决的)

• 对应用程序life-cycle的管理（就是指一个应用程序是如何安装，运行，删除的）
• UI界面（User Interface）
• Event处理
• 高级应用程序模式（这里指用户与应用程序的交互）。

CLDC的安全性

低端的基于虚拟机的安全性由下载时对class文件的审核（verification）步骤来保证。（如果你写过并编译过MIDlet程序，就会知道这一步是必须的。这里有一个概念就行了，我会在后面讲述如何创建MIDlet程序时，详细介绍具体的步骤）。基于应用程序的安全性通过使每个应用程序分别运行在相对独立的封闭环境中来保证并且处于被保护的系统package中的类不能被应用程序重载（overridded）。

对于Java语言支持的特殊方面

CLDC总的来说是与Java语言完全兼容的，但需注意以下几点：

不支持浮点数据类型（即没有float和double）（这实际上主要是由于CLDC所面向的设备，其硬件因其内存限制或是基于安全性的考虑不支持浮点运算）

不支持类实例（class instance）的终结（finalization），即不存Object.finalize()方法。（注：finalization指的是java中提供的有别与garbage collection的另外的一种对象清理方法。具体可参看侯捷老师译的Bruce Eckel的《Thinking in Java 第二版》，可以在www.jjhou.com中下载）

有限的错误处理，即大部分Java.lang.Error的子类都未被支持。与此相反，CLDC包括了相当完备的异常（exception）类。

对于Java虚拟机（Java Virtual Machine）支持的特殊的方面

实质上CLDC在其严格的内存限制下达到了对Java虚拟机相当程度的兼容性。不过还是有下列不同点：

• 不支持浮点数据类型（没有float和double）
• 不支持JNI (the Java Native Interface )不支持用户自定义的Java级的类载入器（class loaders ）
• 没有反射(reflection)特性（注：reflection指java通过java.lang.reflect提供的，可以对类的能力进行分析的功能。常用来对类的结构进行检查，在JavaBeans上有广泛运用可参见Gary Cornell的Core Java2 volumeI,II，机工有出中译本）
• 不支持线程组（thread groups）或守护线程（daemon threads）
• 不支持类实例（class instance）的终结（finalization）
• 没有弱参考（weak references）（注：weak reference提供了一种解决指向已经被garbage collector清除的对象的方法。在Java2中被介绍。具体请参考java.lang.ref API 文档，和sun网站上关于Reference Objects和Garbage Collection的文章。）
• 有限的错误处理（error handling）

类文件审核过程（classfiles Verification）

CLDC要求其下层的虚拟机能够辨别并拒绝非法的class文件。但由于CLDC本身面向小内存消耗的小型设备这一前提。其类文件检测机制与J2SE中定义的标准类文件审核机制还有所不同。

请注意上图所示CLDC中的预审核（preverification）过程。这是CLDC区别于通常的类文件审核过程的关键。如上图所示，当源程序被编译后，必须被预审核器预审核，然后才能被下载到目标设备上去。之所以有这一步骤，主要是为了减轻KVM中审核器的负担，加快审核速度。就像我前文提到的，这是出于对CLDC支持的硬件的考虑（毕竟手机和PDA并没有我们PC机那样奔腾的“芯”呀！^-^）。这里记住这个概念就行了。具体的操作方法我会在以后讲述编写MIDlet程序时介绍。

CLDC的类库API

如果不严格的说，CLDC的类库是J2SE的一个小的子集，有以下这种近似关系成立，即J2SE包含CDC包含CLDC。但要注意CLDC并未完全包含于J2SE，它还包括一些专门针对无线设施的类。所以可以把CLDC的类库简要划分为两部分：从J2SE继承的类和CLDC专有的类。

1.    从J2SE继承的类

这部分包括三个package，即java.lang,java.util和java.io。注意即使这些从J2SE继承的的类，也是大大“缩了水”的。例如java.util的类与接口由J2SE的47个缩减到10个。另外两个也有相应缩减。

系统类

From java.lang:
Object, Class, Runtime, System, Thread, Runnable,
String, StringBuffer, Throwable


数据类型类

From java.lang:
Boolean, Byte, Short, Integer, Long, Character


容器类（container class)

From java.util:
Vector, Stack, Hashtable, Enumeration


I/O 类

From java.io:
InputStream, OutputStream, ByteArrayInputStream,
ByteArrayOutputStream, DataInput, DataOutput,
DataInputStream, DataOutputStream, Reader, Writer,
InputStreamReader, OutputStreamWriter, PrintStream


日期与时间类

From java.util:
Calendar, Date, TimeZone

附加的实用类

java.util.Random, java.lang.Math


异常类（Exception Classes）

From java.lang:
Exception, ClassNotFoundException,
IllegalAccessException, InstantiationException,
InterruptedException, RuntimeException,
ArithmeticException, ArrayStoreException,
ClassCastException, IllegalArgumentException,
IllegalThreadStateException, NumberFormatException,
IllegalMonitorStateException, IndexOutOfBoundsException,
ArrayIndexOutOfBoundsException,
StringIndexOutOfBoundsException,
NegativeArraySizeException, NullPointerException,
SecurityException

From java.util:
EmptyStackException, NoSuchElementException

From java.io:
EOFException, IOException, InterruptedException,
UnsupportedEncodingException, UTFDataFormatException


错误类

From java.lang:
Error, VirtualMachineError, OutOfMemoryError

2.    CLDC专有的类

这里sun提供了javax.microedition.io包。用它来提供与外界沟通的桥梁。（注：就像在J2SE中我们利用java.net.*）注意，所有的连接都由javax.microedition.Connector创建。例如：
你可以打开一个http连接通过Connector.open("http://www.chinajavaworld.com")

javax.microedition.io的接口包括：
Connection, InputConnection, OutputConnection,
StreamConnection, ContentConnection, DatagramConnection,
StreamConnectionNotifier

这里再说明一点，实际上你也可以看出，CLDC所包括的类库，并不足以开发应用程序。例如，没有UI界面的支持等。这也正是CLDC的设计理念。CLDC本身就从未想过要解决所有的问题。这些问题要靠其上层的Profile－MIDP来解决。例如javax.microedition.lcdui就是定义在MIDP中的UI包。

 

MIDP对应的设备特性

 

由于MID这类设备，在屏幕、内存、处理器等问题上有诸多限制，在手机或是PDA等MID上开发应用程序必须要考虑一些技术上的特殊点。

下面给出一些MID设备的特性：

• 显示（display）：96x54 （最小屏幕尺寸），1bit（最小色深，单色）
• 输入设备: “one-handed keyboard”（指ITU-T手机键盘），“two-handedkeyboard”（指标准键盘，即QWERTY键盘），触摸屏。
• 内存分配：128kb（MIDP组件）；8kb（应用程序生成的Persistent data，关于Persistent data，我会在将来讲RMS时，详细说明，这里有个概念就行了）；32kb（java runtime环境）
• 网络: 双向的，无线的，间断的，带宽有限的网络
• 内核（kernel）：至少要能运行KVM。

还有很多软件上的特性，如读写non-volatile内存（就是掉电后不会失去内容的内存，如flash）。读写无线设备接口的API，等等。除了上诉技术上的问题，你还得注意你的程序要简单易用且稳定可靠。尤其是可靠性，你开发的是通讯设备，用户是不能忍受程序有什么纰漏而影响到通话的。你要牢记这一点。

MIDP的类库API

如前文所述，sun在CLDC之上定义了MIDP(Mobile Information Device Pro-file)层，用以提供对UI、永久存储介质（persistinace storage）、和网络等更高层的（相对于CLDC）支持。那么，让我们来具体看看MIDP的类库。

MIDP由四个javax.microedition包组成，它们包括：

• javax.microedition.rms 关于永久存储介质（注：rms是Record Management System的缩写）
• javax.microedition.midlet 定义了MIDlet的框架，以及MIDlet与环境的交互。
• javax.microedition.io 网络支持
• javax.microedition.lcdui UI（User Interface）（注：UI分为high-level和low-level两种API。）

注：如果在加上语言和实用类（java.lang和java.util）则有六个。