基于J2ME／J2EE的JSON數據交換的探討

1 引言

隨著(zhù)無(wú)線(xiàn)技術(shù)的發(fā)展和無(wú)線(xiàn)通信設備的普及，基于手機、PDA等小型消費類(lèi)和嵌人式設備的無(wú)線(xiàn)移動(dòng)應用越來(lái)越廣泛。在可編程手機中，基于Java的手機最為通行，事實(shí)上，Java已為多數手機制造商所接受，成為手機應用與服務(wù)的標準。構建網(wǎng)絡(luò )感知軟件時(shí)，選擇正確的數據交換格式是一項重要的設計決策，尤其在設計移動(dòng)和嵌入式應用程序時(shí)，此時(shí)，輕量和有效等特性是需要考慮的重要特征。此類(lèi)特征非常重要，因為它們可轉化為較低的計算要求和功耗使用、能發(fā)揮更好的性能以及較低的運營(yíng)成本。這里研究JSON數據交換格式相比XML和傳統數據交換格式所具有的優(yōu)勢，并提出在客戶(hù)端(J2ME)與服務(wù)器端(J2EE)之間采用JSON數據交換格式的一般實(shí)現框架。

2 J2ME／J2EE簡(jiǎn)介

J2ME(Java 2 Platform. MICRO Edition)是Java 2的一部分。將Java語(yǔ)言與平臺無(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。J2ME是針對有限硬件、有限功率、有限網(wǎng)絡(luò )連接設備進(jìn)行應用開(kāi)發(fā)的技術(shù)，適合在無(wú)限通信設備上開(kāi)發(fā)交互性較強的網(wǎng)絡(luò )應用。在此基礎上編寫(xiě)的MIDP應用程序具有良好的兼容性和可移植性，可在PDA等手持設備上很好的運行。

J2EE是Java 2平臺的企業(yè)版，是一種利用Java 2平臺簡(jiǎn)化企業(yè)解決方案的體系結構。J2EE使用多層分布應用模型，其典型的4層結構為：①運行在客戶(hù)端機器上的客戶(hù)層組件，如Web瀏覽器、Java Applet等；②運行在J2EE服務(wù)器上的Web層組件，如Servlet和JSP；③運行在J2EE服務(wù)器上的業(yè)務(wù)邏輯層組件(EJB)；④運行在EJS(Enterprise Information System)服務(wù)器上的企業(yè)信息系統層軟件。

3 JSON簡(jiǎn)介

JSON(JavaScript. Object Noation)是一種輕量級的數據交換格式，易于閱讀和編寫(xiě)，也易于機器解析和生成。JSON采用完全獨立于語(yǔ)言的文本格式，但也使用類(lèi)似于C語(yǔ)言家族的習慣。這些特性使JSON成為理想的數據交換語(yǔ)言。

JSON格式的數據有對象和數組兩種。對象是一個(gè)無(wú)序的“名稱(chēng)／值”對集合。一個(gè)對象以“{”開(kāi)始，“}”結束。每個(gè)“名稱(chēng)”后跟一個(gè)“：”；“名稱(chēng)／值”對之間使用“，”分隔。數組值(value)的有序結合。一個(gè)數組以“{”開(kāi)始，“}”結束。值之間使用“，”分隔。

4數據交換格式分析

XML是一種用于描述信息存儲格式的語(yǔ)言，其優(yōu)點(diǎn)是健壯性和描述性強，且是新一代開(kāi)放、可互操作的Web Services選用的通信數據格式。在移動(dòng)應用程序中，開(kāi)發(fā)者通常自己創(chuàng )建數據交換格式或可擴展標記語(yǔ)言XML。前者的優(yōu)勢是可針對特定情況進(jìn)行調整，從而最大限度地提高性能，并最大限度地利用計算資源。當在HTTP上使用后者時(shí)，其優(yōu)勢在于它是事實(shí)上的數據交換標準。另外，在XML中使用的基于文本的表示形式使其易于調試。這兩種方法各有其缺陷，前者本質(zhì)上是專(zhuān)用的、非標準的，并可能是不可互操作的，而后者數據表示過(guò)于正規和繁瑣，對于移動(dòng)和嵌入式應用程序尤其如此。

JSON是一種輕量級的數據交換格式，是基于文本的，具有良好的可讀性且易于調試。JSON支持所有基本數據類(lèi)型的表示法，并提供將這些數據類(lèi)型相互解析為Java類(lèi)型的方法。對于輕量級應用，JSON數據交換格式能夠較好的節省手機的計算資源，減少網(wǎng)絡(luò )傳輸時(shí)間，加快網(wǎng)絡(luò )傳輸速度。

5 數據交換框架實(shí)現

5.1 框架總體設計

框架結構包括2部分：J2ME客戶(hù)端和J2EE服務(wù)器端?？蛻?hù)端采用J2ME的MIDP技術(shù)，服務(wù)器端使用J2EE的servlet技術(shù)?？蛻?hù)端使用HTTP協(xié)議發(fā)送已序列化的JSON消息到服務(wù)器端，服務(wù)器端通過(guò)反序列化JSON消息，根據客戶(hù)端請求進(jìn)行相應的操作后，把請求的結果序列化成JSON消息返回給客戶(hù)端，客戶(hù)端獲取到返回的JSON消息后，反序列化成具體需要的數據。圖1為總體設計框架。

5.2 服務(wù)器端

服務(wù)器端使用serverlet接收客戶(hù)端發(fā)送的基于HTTP協(xié)議的JSON消息，并調用JSONObject類(lèi)對JSON進(jìn)行反序列化操作，得到所需的詳細信息。根據JSON格式的數據類(lèi)型，需要分3種情況對JSON格式的數據進(jìn)行反序列化：①簡(jiǎn)單的對象形式。實(shí)現方法：創(chuàng )建一個(gè)JSONObiect實(shí)例，然后調用getString()函數，具體形式如下：JSONObject jsonObj=newJSONObject(message)；String title=jsonObj.getString(“title”)；其中message為接收到的JSON消息，title代表想要獲取的名稱(chēng)。②對象里面嵌套對象的形式。實(shí)現方法：在原對象基礎上調用其getJSONObject()方法。具體形式如下：JSONObjectbody_obj=jsonObj.getJSONObject()；③數組形式。實(shí)現方法：在原對象的基礎上調用其getJSONArray()，得到一個(gè)數據類(lèi)型為JSONOebject的數組。反序列化得到請求的詳細信息后，J2EE端根據請求進(jìn)行其他操作，如從網(wǎng)絡(luò )上獲取XML數據、從數據庫獲取數據等。得到數據后，服務(wù)器端把數據序列化成JSON格式消息，發(fā)送到客戶(hù)端。

5.3 客戶(hù)端

客戶(hù)端向服務(wù)器端發(fā)送已被序列化的JSON格式消息，然后等待服務(wù)器端返回的消息，接到服務(wù)器返回的消息后，反序列化JSON消息。處理過(guò)程調用ison.me的API。具體實(shí)現如下：①序列化成JSON格式。只需調用JSONObjeet的put方法添加相關(guān)項。JSONObject可以添加3種對象：簡(jiǎn)單的對象、JSONObject對象、JSONArray對象。具體操作如下：JSONObject header=new JSONObjeet ()；headerput(“title”，“yahoonews”)；JSONObject childObj=new JSONObject()；header.put(“child”,childObj)；JSONArray arrayObj=new JSONArray()；headerput(“array”，arrayObj)；②反序列化JSON格式消息。反序列化也包括3種情況：簡(jiǎn)單的JSONObject對象、嵌套的JSONObject對象、數組對象。具體實(shí)現如下：JSONObject bj=new JSONObject(str)；String title=obj-getString(“title”)；intcount=obj.getInt(“count”)；JSONObject body=obj.getJSONObject(“body”)；JSONArray arrayObj=obj.getJSONArray(“array”)；

5.4 傳輸協(xié)議層

客戶(hù)端和服務(wù)器端之間的通信采用HTTP協(xié)議。HTTP協(xié)議是一種廣泛使用的協(xié)議，所有MIDP設備都支持HTTP協(xié)議。且在各種不同的無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )上，HTTP協(xié)議實(shí)現相對較容易。HTTP協(xié)議請求方式有GET和POST兩種。由于GET請求發(fā)送大數據塊時(shí)對URL字符串長(cháng)度有限制。對象JSON字符串長(cháng)度可能很長(cháng)，尤其當使用極其復雜的對象時(shí)。

同時(shí)，在跨域網(wǎng)絡(luò )以純文本方式發(fā)送所有數據，安全性難以保證．因此建議采用POST方式發(fā)送機密或內容極長(cháng)的請求。

6 結束語(yǔ)

通過(guò)分析JSON、XML與自定義數據交換格式，提出以JSON作為輕量級數據交換格式，并給出其在客戶(hù)端(J2ME)與服務(wù)器端(J2EE)解決方法的一般框架，解決了自定義和使用XML數據交換格式所帶來(lái)的繁瑣、耗費資源的缺陷。