J2ME中多線(xiàn)程網(wǎng)絡(luò )連接編程的分析

介紹并分析了J2ME的通用網(wǎng)絡(luò )連接框架（GCF），并以此為基礎，指出了在J2ME網(wǎng)絡(luò )連接編程中存在的問(wèn)題，并提出了通過(guò)構建多線(xiàn)程的兩種解決方法。

關(guān)鍵詞J2MEGCF多線(xiàn)程網(wǎng)絡(luò )連接

引言

J2ME(Java2MicroEdition)是Java2的一個(gè)組成部分，它與J2SE、J2EE并稱(chēng)。J2ME是一種高度優(yōu)化的Java運行環(huán)境，主要針對消費類(lèi)電子設備的，例如蜂窩電話(huà)、可視電話(huà)、數字機頂盒和汽車(chē)導航系統等等。即J2ME是為消費電子產(chǎn)品和手持設備量身定制的Java專(zhuān)用版本。

J2ME的出現使開(kāi)發(fā)跨平臺的消費類(lèi)電子產(chǎn)品的應用軟件成為可能。Java語(yǔ)言的與平臺無(wú)關(guān)的特性移植到小型電子設備上,允許移動(dòng)無(wú)線(xiàn)設備之間共享應用程序。它提供了基于HTTP的高級Internet協(xié)議，使移動(dòng)電話(huà)能以Client/Server方式直接訪(fǎng)問(wèn)Internet的全部信息，從而使得不同的Client訪(fǎng)問(wèn)不同的資源。

在將來(lái)的無(wú)線(xiàn)通信時(shí)代中，大量的網(wǎng)絡(luò )應用程序將被開(kāi)發(fā)出來(lái)去滿(mǎn)足無(wú)線(xiàn)移動(dòng)通訊的要求，而要充分的發(fā)揮無(wú)線(xiàn)移動(dòng)通訊設備的通信能力，J2ME網(wǎng)絡(luò )編程就變得尤為重要。那么為了高效地進(jìn)行網(wǎng)絡(luò )編程，就要利用Java語(yǔ)言的多線(xiàn)程編程機制。

1、J2ME的網(wǎng)絡(luò )連接框架（GCF）

通用連接框架（GenericConnectionFramework，GCF）為資源有限的設備提供了一個(gè)可擴展的、通用的I/O框架。GCF是一組在javax.microedition.io包中定義的接口。圖1顯示了GCF的類(lèi)層次結構。

圖1GCF的類(lèi)層次結構

在GCF中共定義了七個(gè)接口，其中Connection是最基本的連接類(lèi)型。且同時(shí)提供了對數據包和流連接的支持。沿著(zhù)層次結構向下派生出提供更多功能的接口。例如，StreamConnection接口支持輸入流和輸出流，ContentConnection接口又擴展了StreamConnection接口以支持對流的內容類(lèi)型、數據長(cháng)度和編碼格式的確定，HttpConnection接口又擴展了ContentConnection接口以支持對于標準的HTTP請求。如在框架層規定的適用于手機或雙向尋呼機的移動(dòng)信息設備框架MIDP(MobileInformationDeviceProfile)在其MIDP1.0規范只要求設備支持HTTP連接協(xié)議，而更新的MIDP2.0規范要求同時(shí)支持HTTP和HTTPS，后者提供了對更安全的網(wǎng)絡(luò )連接的支持。

2、網(wǎng)絡(luò )編程中的多線(xiàn)程

由于目標設備具有內存小,計算能力弱和電池供電等特點(diǎn),所以如何使應用程序高效的運行就成為開(kāi)發(fā)中的一個(gè)大問(wèn)題.尤其針對手機等移動(dòng)信息設備時(shí),無(wú)線(xiàn)通訊的特點(diǎn)又對我們的程序提出了更高的要求.從代碼優(yōu)化的角度,在網(wǎng)絡(luò )編程中引入多線(xiàn)程就顯得十分重要。

當程序運行的時(shí)候，ApplicationManagementSoftware(應用管理軟件)首先初始化一個(gè)MIDlet,然后調用它的startApp()方法使得MIDlet進(jìn)入active狀態(tài)，這條程序分支就是主線(xiàn)程，它執行其他的方法后都會(huì )返回到這個(gè)分支上來(lái)繼續執行。然而網(wǎng)絡(luò )連接是個(gè)可能堵塞的操作，意味著(zhù)它可能長(cháng)時(shí)間都不返回。

在SUN公司的無(wú)線(xiàn)開(kāi)發(fā)包WTK中模擬一段網(wǎng)絡(luò )連接程序運行時(shí)，WTK會(huì )提示網(wǎng)絡(luò )連接工作可能會(huì )堵塞用戶(hù)輸入，需要創(chuàng )建另外一個(gè)線(xiàn)程去進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)操作。針對以上情況，引入多線(xiàn)程的處理機制。

2.1利用Thread類(lèi)與Runnable接口

編寫(xiě)J2ME網(wǎng)絡(luò )連接應用程序的時(shí)候往往借助Command顯示部件，調用其事件處理函數完成網(wǎng)絡(luò )的連接工作，代碼框架如下：

publicvoidcommandAction(Commandc,Displayables){

if(c==sendCommand){

requestConnect()；//連接方法

}

elseif(

c==backCommand){

display.setCurrent(mainForm);}

else{

destroyApp(false);

notifyDestroyed();}

}

//獲取一個(gè)HTTP的連接

privatevoidrequestConnect(){

Stringurl=URL.URLString

HttpConnectionhpc=null;

try{

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

intstatus=hpc.getResponseCode();

if(status!=HttpConnection.HTTP_OK)

content=聯(lián)機失敗!;

else

content=已聯(lián)機!;

}

catch(IOExceptione){System.out.println(content);}

try{

if(hpc!=null)hpc.close();

}

catch(IOExceptione2){}}

上面的程序工作原理可用圖2的工作原理圖a來(lái)表示。

圖2工作原理圖a

圖2工作原理圖a

分析圖2可以得出，如果這樣的網(wǎng)絡(luò )連接程序在手機上運行，那么將可能長(cháng)時(shí)間得不到響應。因為連接工作只有一個(gè)主線(xiàn)程，所有的應用都是在這個(gè)主線(xiàn)程當中進(jìn)行的，如果此主線(xiàn)程不返回，那么就不能進(jìn)行后面的行為，用戶(hù)也不能進(jìn)行任何操作。

下面改進(jìn)一下程序，創(chuàng )建一個(gè)實(shí)現Runnable接口的ConnectPipe類(lèi)來(lái)創(chuàng )建多線(xiàn)程。代碼如下

//實(shí)現Runnable接口

classConnectPipeimplementRunnable{

……

publicvoidrun(){

requestConnect()；}

}

修改commandAction函數：

publicvoidcommandAction(Commandc,Displayables){

if(c==sendCommand){

//創(chuàng )建新線(xiàn)程

newThread(newConnectPipe()).start()；

}

elseif(c==backCommand){

……

}

}

修改之后程序能夠較為順利的運行，當處理網(wǎng)絡(luò )連接的時(shí)候，啟動(dòng)一個(gè)線(xiàn)程后主線(xiàn)程會(huì )立刻返回，兩個(gè)線(xiàn)程并行，不會(huì )引發(fā)在此地堵塞。其工作原理可用圖3的工作原理圖b來(lái)表示。

圖3工作原理圖b

詳細分析圖3，又發(fā)現盡管程序可以正常工作，但是每次用戶(hù)按下按鈕的時(shí)候都會(huì )有新的線(xiàn)程產(chǎn)生，這樣顯然不夠高效，同時(shí)，異步的行為又有可能使兩個(gè)線(xiàn)程間產(chǎn)生死鎖。幸好java中提供了wait()和notify()/notifyAll()來(lái)進(jìn)行線(xiàn)程間的通訊，協(xié)調同步問(wèn)題。那么對應本程序中的線(xiàn)程同步問(wèn)題，設計思想如下：?jiǎn)?dòng)線(xiàn)程后，讓其進(jìn)入等待的狀態(tài)，當用戶(hù)激活Command事件的時(shí)候喚醒線(xiàn)程，才讓其繼續運行。代碼類(lèi)似如下：

publicsynchronizedvoidrun(){

while(dealing){

try{wait();}//線(xiàn)程等待

catch(InterruptedExceptionie){}

if(dealing)requestConnect();

}

}

publicsynchronizedvoiddeal(){

notify();//喚醒線(xiàn)程

}

其中dealing變量用于定義一個(gè)鎖，當其為true時(shí)，當前線(xiàn)程等待，直到用戶(hù)激活Command事件之后，調用deal()方法中的notify()喚醒當前線(xiàn)程繼續運行。這樣程序就顯得相當的高效，也在很大程度上避免了線(xiàn)程間的死鎖問(wèn)題。其工作原理可用圖4的工作原理圖c來(lái)表示。

圖4工作原理圖c

2.2利用系統類(lèi)Timer和TimerTask

系統類(lèi)Timer類(lèi)是一個(gè)計時(shí)器，和TimerTask類(lèi)結合可以來(lái)實(shí)現在MIDlet中定時(shí)執行特定任務(wù)。需要說(shuō)明的是每一個(gè)Timer對象實(shí)際上都是一個(gè)后臺運行的獨立的線(xiàn)程。這是因為調度一次的任務(wù)都是由TimerTask類(lèi)的實(shí)現對象負責，TimerTask類(lèi)是一個(gè)抽象類(lèi)，它的主要特點(diǎn)是實(shí)現了Runnable接口，因此擴展了必須實(shí)現的publicvoidrun()方法。

所以，在J2ME的網(wǎng)絡(luò )編程中，我們可以利用Timer類(lèi)和TimerTask類(lèi)來(lái)建立線(xiàn)程，完成網(wǎng)絡(luò )連接等工作。設計思想如下：創(chuàng )建一個(gè)Timer類(lèi)計時(shí)器，一個(gè)完成網(wǎng)絡(luò )連接功能的TimerTask類(lèi)，在系統空閑時(shí)，反復調度任務(wù)要求連接，直到連接成功，再調用TimerTask類(lèi)的cancel()可以停止一個(gè)具體的調度任務(wù)。核心代碼類(lèi)似如下：

classConnectTimerimplementTimerTask{

ConnectTimer(){

m_Timer=newTimer();//定義Timer

m_Timer.schedule(this,500,5000);//調度任務(wù)

}

……

publicsynchronizedvoidrun(){

requestConnect()；//連接方法

cancel();//取消任務(wù)

}

}

publicvoidcommandAction(Commandc,Displayables){

if(c==sendCommand){

newConnectTimer；}

elseif(c==backCommand){

……

}

}

3、結束語(yǔ)

綜上所述，在J2ME的應用開(kāi)發(fā)中網(wǎng)絡(luò )程序的設計具有重要的地位，而編程的關(guān)鍵又在于編寫(xiě)高效友好的J2ME網(wǎng)絡(luò )連接程序。通過(guò)Java語(yǔ)言?xún)戎玫亩嗑€(xiàn)程處理機制，利用線(xiàn)程進(jìn)行同步并行處理，解決了網(wǎng)絡(luò )連接時(shí)的阻塞問(wèn)題，達到了程序高效運行的目的