Lập trình cho di động

Kỹ thuật lập trình trên di động

Find best mobile with best price www.thongtinmobile.com Lời giới thiệu: Công nghệ Java cho công nghiệp di động (Java Technology Wireless Industry - JTWI) ngày phát triển thu hút quan tâm nhiều người Nhằm đáp ứng nhu cầu này, TinCNTT mở chuyên mục J2ME Tutorial cố gắng đề cập đầy đủ nhiều khía cạnh cơng nghệ Java cho di động Để bắt đầu loạt bài, khảo sát lớp khái niệm quan trọng J2ME Bài 1: Khái quát lớp J2ME Mục tiêu J2ME cho phép người lập trình viết ứng dụng độc lập với thiết bị di động, không cần quan tâm đến phần cứng thật Để đạt mục tiêu này, J2ME xây dựng tầng (layer) khác để giấu việc thực phần cứng khỏi nhà phát triển Sau tầng J2ME xây dựng CLDC: Hình Các tầng CLDC J2ME Mỗi tầng tầng hardware tầng trừu tượng cung cấp cho lập trình viên nhiều giao diện lập trình ứng dụng (API-Application Program Interface) thân thiện Từ lên trên: Tầng phần cứng thiết bị (Device Hardware Layer) Đây thiết bị di động thật với cấu hình phần cứng nhớ tốc độ xử lý Dĩ nhiên thật khơng phải phần J2ME nơi xuất phát Các thiết bị di động khác có vi xử lý khác với tập mã lệnh khác Mục tiêu J2ME cung cấp chuẩn cho tất loại thiết bị di động khác Tầng máy ảo Java (Java Virtual Machine Layer) Khi mã nguồn Java biên dịch chuyển đổi thành mã bytecode Mã bytecode sau chuyển thành mã ngơn ngữ máy thiết bị di động Tầng máy ảo Java bao gồm KVM (K Virtual Machine) biên dịch mã bytecode có nhiệm vụ chuyển mã bytecode chương trình Java thành ngơn ngữ máy để chạy thiết bị di động Tầng cung cấp chuẩn hóa cho thiết bị di động để ứng dụng J2ME sau biên dịch hoạt động thiết bị di động có J2ME KVM Tầng cấu hình (Configuration Layer) Tầng cấu hình CLDC định nghĩa giao diện ngôn ngữ Java (Java language interface) phép chương trình Java chạy thiết bị di động Đây tập API định nghĩa lõi ngơn ngữ J2ME Lập trình viên sử dụng lớp phương thức API nhiên tập API hữu dụng chứa tầng trạng (profile layer) Tầng trạng (Profile Layer) Tầng trạng hay MIDP (Hiện trạng thiết bị thông tin di động-Mobile Information Device Profile) cung cấp tập API hữu dụng cho lập trình viên Mục đích trạng xây dựng lớp cấu hình cung cấp nhiều thư viện ứng dụng MIDP định nghĩa API riêng biệt cho thiết bị di động Cũng có trạng API khác MIDP dùng cho ứng dụng Ví dụ, có trạng PDA định nghĩa lớp phương thức hữu dụng cho việc tạo ứng dụng PDA (lịch, sổ hẹn, sổ địa chỉ,…) Cũng có trạng định nghĩa API cho việc tạo ứng dụng Bluetooth Thực tế, trạng kể tập API xây dựng Chuẩn trạng PDA đặc tả JSR - 75 chuẩn bluetooth API đặc tả JSR - 82 với JSR viết tắt Java Specification Request Máy ảo Java (hay KVM) Vai trò máy ảo Java hay KVM dịch mã bytecode sinh từ chương trình Java biên dịch sang ngơn ngữ máy Chính KVM chuẩn hóa output chương trình Java cho thiết bị di động khác có vi xử lý tập lệnh khác Không có KVM, chương trình Java phải biên dịch thành tập lệnh cho thiết bị di động Như lập trình viên phải xây dựng nhiều đích cho loại thiết bị di động Hình biểu diễn tiến trình xây dựng ứng dụng MIDlet hồn chỉnh vai trị KVM Hình Tiến trình xây dựng MIDlet Quá trình phát triển ứng dụng MIDlet với IDE (Mơi trường phát triển tích hợpIntergrated Development Environment): Lập trình viên: Tạo tập tin nguồn Java Bước lập trình viên phải tạo mã nguồn Java, có nhiều tập tin (*.java) Trên IDE: Bộ biên dịch Java (Java Compiler): Biên dịch mã nguồn thành mã bytecode Bộ biên dịch Java biên dịch mã nguồn thành mã bytecode Mã bytecode KVM dịch thành mã máy Mã bytecode biên dịch lưu tập tin *.class có tập tin *.class sinh cho lớp Java Trên IDE: Bộ tiền kiểm tra (Preverifier): Kiểm tra tính hợp lệ mã bytecode Một yêu cầu an toàn J2ME bảo đảm mã bytecode chuyển cho KVM hợp lệ không truy xuất lớp hay nhớ giới hạn chúng Do tất lớp phải tiền kiểm tra trước chúng download thiết bị di động Việc tiền kiểm tra xem phần môi trường phát triển làm cho KVM thu nhỏ Bộ tiền kiểm tra gán nhãn lớp thuộc tính (attribute) đặc biệt lớp tiền kiểm tra Thuộc tính tăng thêm khoảng 5% kích thước lớp kiểm tra kiểm tra thiết bị di động Trên IDE: Tạo tập tin JAR IDE tạo tập tin JAR chứa: * Tất tập tin *.class * Các hình ảnh ứng dụng Hiện hỗ trợ tập tin *.png * Các tập tin liệu yêu cầu ứng dụng * Một tập tin kê khai (manifest.mf) cung cấp mô tả ứng dụng cho quản lý ứng dụng (application manager) thiết bị di động * Tập tin JAR bán phân phối đến người dùng đầu cuối Sau gỡ rối kiểm tra mã lệnh trình giả lập (simulator), mã lệnh sẵn sàng kiểm tra điện thoại di động sau phân phối cho người dùng Người dùng: Download ứng dụng thiết bị di động Người dùng sau download tập tin JAR chứa ứng dụng thiết bị di động Trong hầu hết điện thoại di động, có ba cách để download ứng dụng: * Kết nối cáp liệu từ PC sang cổng liệu điện thoại di động: Việc yêu cầu người dùng phải có tập tin JAR thật phần mềm truyền thông để download ứng dụng sang thiết bị thông qua cáp liệu * Cổng hồng ngoại IR (Infra Red) Port: Việc yêu cầu người dùng phải có tập tin JAR thật phần mềm truyền thông để download ứng dụng sang thiết bị thông qua cổng hồng ngoại * OTA (Over the Air): Sử dụng phương thức này, người dùng phải biết địa URL đến tập tin JAR Trên thiết bị di động: Bộ tiền kiểm tra: Kiểm tra mã bytecode Bộ tiền kiểm tra kiểm tra tất lớp có thuộc tính hợp lệ thêm vào tiền kiểm tra trạm phát triển ứng dụng Nếu tiến trình tiền kiểm tra thất bại ứng dụng khơng download thiết bị di động Bộ quản lý ứng dụng: Lưu trữ chương trình Bộ quản lý ứng dụng thiết bị di động lưu trữ chương trình thiết bị di động Bộ quản lý ứng dụng điều khiển trạng thái ứng dụng thời gian thực thi tạm dừng ứng dụng có gọi tin nhắn đến Người dùng: Thực thi ứng dụng Bộ quản lý ứng dụng chuyển ứng dụng cho KVM để chạy thiết bị di động KVM: Thực thi mã bytecode chương trình chạy KVM dịch mã bytecode sang ngơn ngữ máy thiết bị di động để chạy Tầng CLDC (Connected Limited Device Configuration) Tầng J2ME kế tầng KVM CLDC hay Cấu hình thiết bị kết nối giới hạn Mục đích tầng cung cấp tập tối thiểu thư viện cho phép ứng dụng Java chạy thiết bị di động Nó cung cấp sở cho tầng Hiện trạng, tầng chứa nhiều API chuyên biệt Các CLDC API định nghĩa với hợp tác với 18 công ty phận JCP (Java Community Process) Nhóm giúp bảo đảm API định nghĩa hữu dụng thiết thực cho nhà phát triển lẫn nhà sản xuất thiết bị di động Các đặc tả JCP gán số JSR (Java Specification Request) Quy định CLDC phiên 1.0 gán số JSR - 30 2.a CLDC – Connected Limited Device Configuration Phạm vi: Định nghĩa thư viện tối thiểu API Định nghĩa: * * * * * * Tương thích ngơn ngữ JVM Các thư viện lõi I/O Mạng Bảo mật Quốc tế hóa Khơng định nghĩa: * * * * Chu kỳ sống ứng dụng Giao diện người dùng Quản lý kiện Giao diện ứng dụng người dùng Các lớp lõi Java bản, input/output, mạng, bảo mật định nghĩa CLDC Các API hữu dụng giao diện người dùng quản lý kiện dành cho trạng MIDP J2ME phiên thu nhỏ J2SE, sử dụng nhớ để thích hợp với thiết bị di động bị giới hạn nhớ Mục tiêu J2ME tập 100% tương thích J2SE Hình biểu diễn mối liên hệ J2SE J2ME (CDC, CLDC) 2.b Sự khác J2ME J2SE Các điểm khác hai lý Do lớp Java bị bỏ để giảm kích thước J2ME lớp bị bỏ ảnh hưởng đến an toàn, bảo mật thiết bị di động hay ứng dụng khác thiết bị di động (có thể dẫn đến phát triển virus) Điểm khác biệt khơng có phép tốn số thực Khơng có JNI (JavaNative Interface Support) bạn khơng thể truy xuất chương trình khác viết ngôn ngữ thiết bị (như C hay C++) Tuyến đoạn (thread) cho phép khơng có nhóm tuyến đoạn (thread group) daemon thread CLDC định nghĩa mơ hình an tồn, bảo mật thiết kế để bảo vệ thiết bị di động, KVM, ứng dụng khác khỏi mã phá hoại Hai phận định nghĩa CLDC tiền kiểm tra mơ hình sandbox Hình biểu diễn cách mà tiền kiểm tra kiểm tra làm việc với để kiểm tra mã chương trình Java trước chuyển cho KVM Như đề cập trước đây, tập tin lớp gán nhãn thuộc tính máy trạm nhà phát triển Thuộc tính sau kiểm tra tiền kiểm tra trước mã chương trình giao cho KVM hay biên dịch mã bytecode Một phận khác bảo mật CLDC mơ hình sandbox Hình biểu diễn khái niệm mơ hình sandbox Hình cho thấy ứng dụng J2ME đặt sandbox có nghĩa bị giới hạn truy xuất đến tài nguyên thiết bị không truy xuất đến Máy ảo Java hay nạp chương trình Ứng dụng truy xuất đến API CLDC MIDP Ứng dụng truy xuất tài nguyên thiết bị di động (các cổng, âm thanh, rung, báo hiệu,…) nhà sản xuất điện thoại di động cung cấp API tương ứng Tuy nhiên, API phần J2ME Thế hệ CLDC đặc tả JSR - 139 gọi CLDC hệ (Next Generation) Nó nhắm đến vấn đề nâng cao việc quản lý lỗi phép tốn số thực MIDP (Mobile Information Device Profile) Tầng J2ME cao tầng trạng mục đích định nghĩa API cho thiết bị di động Một thiết bị di động hỗ trợ nhiều trạng Một trạng áp đặt thêm giới hạn loại thiết bị di động (như nhiều nhớ hay độ phân giải hình cao hơn) Hiện trạng tập API hữu dụng cho ứng dụng cụ thể Lập trình viên viết ứng dụng cho trạng cụ thể khơng cần quan tâm đến chạy thiết bị Hiện trạng công bố MIDP (Mobile Information Profile) với đặc tả JSR 37 Có 22 cơng ty thành viên nhóm chun gia tạo chuẩn MIDP MIDP cung cấp API cho phép thay đổi trạng thái chu kỳ sống ứng dụng, đồ họa (mức cao mức thấp), tuyến đoạn, timer, lưu trữ bền vững (persistent storage), mạng Nó khơng định nghĩa cách mà ứng dụng nạp thiết bị di động Đó trách nhiệm nhà sản xuất Nó khơng định nghĩa loại mơ hình bảo mật end-to-end nào, vốn cần thiết cho ứng dụng kinh doanh nhận số thẻ tín dụng người dùng Nó khơng bắt buộc nhà sản xuất cách mà lớp MIDP thực Từng bước lập trình cho điện thoại di động J2ME - Phần 1/ MIDlet Các ứng dụng J2ME gọi MIDlet (Mobile Information Device applet) Hình MIDlet Thơng báo import dùng để truy xuất lớp CLDC MIDP Lớp ứng dụng định nghĩa lớp kế thừa lớp MIDlet MIDP Có thể có lớp ứng dụng kế thừa lớp Lớp MIDlet trình quản lý ứng dụng điện thoại di động dùng để khởi động, dừng, tạm dừng MIDlet (ví dụ, trường hợp có gọi đến) 1.1 Bộ khung MIDlet (MIDlet Skeleton) Một MIDlet lớp Java kế thừa (extend) lớp trừu tượng java.microedition.midlet.MIDlet thực thi (implement) phương thức startApp(), pauseApp(), destroyApp() Hình biểu diễn khung yêu cầu tối thiểu cho ứng dụng MIDlet 1) Phát biểu import Các phát biểu import dùng để include lớp cần thiết từ thư viện CLDC MIDP 2) Phần MIDlet MIDlet định nghĩa lớp kế thừa lớp MIDlet Trong ví dụ MIDletExample bắt đầu ứng dụng 3) Hàm tạo (Constructor) Hàm tạo thực thi lần MIDlet khởi tạo lần Hàm tạo không gọi lại MIDlet sau khởi động lại 4) startApp() Phương thức startApp() gọi quản lý ứng dụng MIDlet khởi tạo, MIDlet trở từ trạng thái tạm dừng Nói chung, biến tồn cục khởi tạo lại trừ hàm tạo biến giải phóng hàm pauseApp() Nếu khơng chúng không khởi tạo lại ứng dụng 5) pauseApp() Phương thức pauseApp() gọi quản lý ứng dụng ứng dụng cần tạm dừng (ví dụ, trường hợp có gọi tin nhắn đến) Cách thích hợp để sử dụng pauseApp() giải phóng tài nguyên biến để dành cho chức khác điện thoại MIDlet tạm dừng Cần ý nhận gọi đến hệ điều hành điện thoại di động dừng KVM thay dừng MIDlet Việc khơng đề cập MIDP mà nhà sản xuất định chọn cách 6) destroyApp() Phương thức destroyApp() gọi thoát MIDlet (ví dụ nhấn nút exit ứng dụng) Nó đơn MIDlet Nó khơng thật xóa ứng dụng khỏi điện thoại di động Phương thức destroyApp() nhận tham số Boolean Nếu tham số true, MIDlet tắt vô điều kiện Nếu tham số false, MIDlet có thêm tùy chọn từ chối thoát cách ném ngoại lệ MIDletStateChangeException Tóm tắt trạng thái khác MIDlet: Tạo (Created) ð Hàm tạo MIDletExample() gọi một lần Hoạt động (Active) ð Phương thức startApp() gọi chương trình bắt đầu hay sau tạm dừng Tạm dừng (Paused) ð Phương thức pauseApp() gọi Có thể nhận kiện timer Hủy (Destroyed) ð Phương thức destroy() gọi 1.2 Chu kỳ sống MIDlet (MIDlet lifecycle) Hình biểu diễn chu kỳ sống MIDlet Khi người dùng yêu cầu khởi động ứng dụng MIDlet, quản lý ứng dụng thực thi MIDlet (thông qua lớp MIDlet) Khi ứng dụng thực thi, xem trạng thái tạm dừng Bộ quản lý ứng dụng gọi hàm tạo hàm startApp() Hàm startApp() gọi nhiều lần suốt chu kỳ sống ứng dụng Hàm destroyApp() gọi từ trạng thái hoạt động hay tạm dừng Lập trình viên điều khiển trạng thái MIDlet Các phương thức dùng để điều khiển trạng thái MIDlet: resumeRequest(): Yêu cầu vào chế độ hoạt động Ví dụ: Khi MIDlet tạm dừng, kiện timer xuất notifyPaused(): Cho biết MIDlet tự nguyện chuyển sang trạng thái tạm dừng Ví dụ: Khi đợi kiện timer notifyDestroyed(): Sẵn sàng để hủy Ví dụ: Xử lý nút nhấn Exit Lập trình viên yêu cầu tạm dừng MIDlet đợi kiện timer hết hạn Trong trường hợp này, phương thức notifyPaused() dùng để yêu cầu quản lý ứng dụng chuyển ứng dụng sang trạng thái tạm dừng 1.3 Tập tin JAR Các lớp biên dịch ứng dụng MIDlet đóng gói tập tin JAR (Java Archive File) Đây tập tin JAR download xuống điện thoại di động Tập tin JAR chứa tất tập tin class từ hay nhiều MIDlet, tài nguyên cần thiết Hiện tại, MIDP hỗ trợ định dạng hình png (Portable Network Graphics) Tập tin JAR chứa tập tin kê khai (manifest file) mô tả nội dung MIDlet cho quản lý ứng dụng Nó phải chứa tập tin liệu mà MIDlet cần Tập tin JAR tồn ứng dụng MIDlet MIDlet load triệu gọi phương thức từ lớp tập tin JAR, MIDP, hay CLDC Nó khơng thể truy xuất lớp khơng phải phận tập tin JAR hay vùng dùng chung thiết bị di động 1.4 Tập tin kê khai (manifest) tập tin JAD ... tập lệnh cho thiết bị di động Như lập trình viên phải xây dựng nhiều đích cho loại thiết bị di động Hình biểu di? ??n tiến trình xây dựng ứng dụng MIDlet hồn chỉnh vai trị KVM Hình Tiến trình xây... thoại di động sau phân phối cho người dùng Người dùng: Download ứng dụng thiết bị di động Người dùng sau download tập tin JAR chứa ứng dụng thiết bị di động Trong hầu hết điện thoại di động, ... extends Object Từng bước lập trình cho điện thoại di động J2ME - Phần Lưu trữ ghi (Record Store) Lưu trữ ghi cho phép lưu liệu ứng dụng thoát, khởi động lại thiết bị di động tắt hay thay pin Dữ