2008.06_Java Microedition – metody integracji aplikacji_[Inzynieria Oprogramowania].pdf - Inżynieria Oprogramowania - edudako

Inżynieria

oprogramowania

– metody integracji aplikacji

A plikacje Java Microedition (konfiguracji

Albert Wachowicz

CLDC) działające na urządzeniach przeno-

śnych mają zazwyczaj ograniczone zaso-

by sprzętowe. W większości przypadków limitowa-

na pamięć oraz wolne procesory na urządzeniach

powodują, że pewne zadania są mało wydajne lub

niemożliwe do zrealizowania. Rozwiązaniem tego

problemu może być przeniesienie części funkcjo-

nalności aplikacji na stronę serwera. W ten sposób

realizuje się ubogiego klienta, który wymaga mniej

zasobów przy zakładanej funkcjonalności. Nato-

miast serwer przejmuje wymagające większych

zasobów zadania i zwraca do aplikacji klienckiej

tylko rezultaty swojej pracy.

Niniejszy artykuł skupi się na sposobach in-

tegracji aplikacji klienta JME z aplikacją serwera.

Zostanie zaprezentowany krótki przegląd metod

za pomocą których można skomunikować klien-

ta z serwerem.

Gruntownie zostaną opisane wybrane mecha-

nizmy integracji, które obecnie są najczęściej sto-

sowane. Na koniec zostanie przedstawiona ocena

wybranych metod w odniesieniu do wszechstron-

nego zastosowania.

Jednym z lepszych zestawień danych technicz-

nych urządzeń mobilnych różnych producentów

jest strona J2MEPolish.

Kolejnym ważnym aspektem jest profil urzą-

dzenia Mobile Information Device Profile w skró-

Listing 1. Przykładowa metoda wysyłająca

wiadomość poprzez gniazdo

void sendSocketMsg ( String destAddr , String msg ) {

try {

//utworzenie gniazda

SocketConnection client =

( SocketConnection )

Connector . open ( "socket://"

+ destAddr + ":3000" ) ;

//otwarcie strumienii wejscia/wyjscia

InputStream is = client . openInputStr

eam () ;

OutputStream os = client . openOutputSt

ream () ;

// wysłanie wiadomosci doserwera

os . write ( msg . getBytes ()) ;

os . write ( '\n' ) ;

// odczytanie odpowiedzi (dla

przykladu do znaku konca

linii \n lub gdy serwer

zamknie polaczenie)

Uwagi na temat technologii JME

W technologii JME paczki z bibliotekami dostępne

są bezpośrednio w maszynie wirtualnej KVM ( Kilo-

byte Virtual Machine ) urządzenia dzięki czemu pro-

gramista nie musi martwić się o ich dostępność. Z

drugiej strony istnieją rozwiązania, które wymagają

dołączenia odpowiedniej biblioteki zawartej w ar-

chiwum jar . Wiąże się to niestety ze wzrostem roz-

miaru (archiwum jar ) aplikacji co ma istotne zna-

czenia w przypadku limitów maksymalnej wielko-

ści narzuconej przez producentów.

Zagadnienie to nie stanowi jednakże tematu

niniejszego artykułu. Zainteresowanym polecam

strony producentów urządzeń, gdzie w większości

przypadków tego rodzaju informacje są dostępne.

int c = 0 ;

StringBuffer sb = new StringBuffer () ;

while (( c = is . read ()) != - 1 && ( c != '\

n' )) {

sb . append (( char ) c ) ;

}

System . out . println ( "[Serwer]" +

sb . toString ()) ;

//analiza odpowiedzi...

// zamkniecie strumieni oraz

polaczenia

is . close () ;

os . close () ;

client . close () ;

} catch ( IOException ex ) {

ex . printStackTrace () ;

}

Albert Wachowicz pracuje na stanowisku Software

Specialist w BLStream wchodzącym w skład Grupy

BLStream. Grupa BLStream powstała by efektywniej

wykorzystywać potencjał dwóch, szybko rozwijają-

cych się producentów oprogramowania – BLStream

i Gamelion. Firmy wchodzące w skład grupy specja-

lizują się w wytwarzaniu oprogramowania dla klien-

tów korporacyjnych, w rozwiązaniach mobilnych oraz

produkcji i testowaniu gier.

Kontakt z autorem: albert.wachowicz@gmail.com

www.sdjournal.org

Software Developer’s Journal 6/2008

Java Microedition

Java Microedition

cie MIDP oraz konfiguracja Connected Limited Device Con-

figuration CLDC. Określa się w nich zbiór interfejsów i klas

dostępnych w danej KVM. Aktualnie dominującym profilem

jest MIDP 2.0 w połączeniu z konfiguracją CLDC 1.1 (lub

1.0). Jednakże istnieją także urządzenia określane mianem

wersji MIDP 1.0. W artykule zostanie zaznaczone od któ-

rej wersji profilu dostępny jest dany mechanizm jeśli bę-

dzie to istotne.

• Komunikacja niskopoziomowa – UDP, TCP, TLS(SSL);

• HTTP/HTTPS;

• RMI – J2MEPolishRMI, implementacja RMI bazująca na

gniazdach;

• XML-RPC – kXMLRPC, J2MEPolishRPC;

• Web Services – kSOAP[5], klient WebServices w NetBe-

ans, JSR-172;

• WMA – SMS/MMS;

• SIP;

• SyncML – kSync, implementacja SyncML;

• Peer2Peer – JXTA;

• Bluetooth;

• Inne:

Spis metod integracyjnych

Biorąc pod uwagę ogólne standardy komunikacji siecio-

wej w JME można wyróżnić między innymi następujące

mechanizmy:

Listing 2. Metoda nasłuchujące na TCP

Listing 3. Przykładowa metoda POST

public void wait4TcpConnection () {

try {

// utworzenie serwera nasluchujacego na porcie

3000

ServerSocketConnection server =

( ServerSocketConnection )

Connector . open ( "socket://:3000" ) ;

// oczekiwanie na polaczenia

System . out . println ( "Oczekiwanie na

polaczenie..." ) ;

SocketConnection client = ( SocketConnection )

server . acceptAndOpen () ;

System . out . println ( "Zaakceptowanie polaczenia z

adresu" + client . getAddress ()) ;

// utworzenie strumienie wejscia/wyjscia

InputStream is = client . openInputStream () ;

OutputStream os = client . openOutputStream () ;

// czytanie danych ze strumienia (dla przykladu

do znaku konca linii \n lub gdy

klient zamknal polaczenie)

private void doSendHTTP ( String request , String url ){

String responseStr = null ;

try

{

//utworzenie polaczenia HTTP i ustawienie

nagłowka

HttpConnection conn = ( HttpConnection ) Connector

. open ( url ) ;

conn . setRequestMethod ( HttpConnection . POST ) ;

conn . setRequestProperty ( "Content-Length" ,

Integer . toString ( reques

t . length ())) ;

//wyslanie wiadomosci

OutputStream out = conn . openOutputStream () ;

int requestLength = request . length () ;

for ( int i = 0 ; i < requestLength ; ++ i ){

out . write ( request . charAt ( i )) ;

}

InputStream in = conn . openInputStream () ;

StringBuffer responseBuf ;

long length = conn . getLength () ;

if ( length > 0 ){

responseBuf = new StringBuffer (( int ) length ) ;

}

else {

responseBuf = new StringBuffer () ;

}

//odczytanie odpowiedzi

int ch ;

while (( ch = in . read ()) != - 1 )

{

responseBuf . append (( char ) ch ) ;

}

responseStr = responseBuf . toString () ;

System . out . println ( responseStr . toString ()) ;

} catch ( IOException e ){

e . printStackTrace () ;

} catch ( SecurityException e ){

e . printStackTrace () ;

}

int c ;

StringBuffer sb = new StringBuffer () ;

while ((( c = is . read ()) != - 1 ) && ( c != '\n' )) {

sb . append (( char ) c ) ;

}

System . out . println ( "[KLIENT]" + sb . toString ()) ;

//analiza wiadomosci ...

//wyslanie odpowiedzi

String responseMsg = new String ( "Odpowiedz

serwera OK \n " ) ;

os . write ( responseMsg . getBytes ()) ;

// zamkniecie strumienii oraz polaczenia

is . close () ;

os . close () ;

client . close () ;

server . close () ;

} catch ( IOException ex ) {

ex . printStackTrace () ;

}

Software Developer’s Journal 6/2008

www.sdjournal.org

Inżynieria

oprogramowania

• JSON,

• Burlap,

• JINI,

• GASP,

• OpenDMTP,

• Payment API,

• Jsch.

konkretny obiekt typu Connection . Na Rysunku 1 przedsta-

wiona jest hierarchia interfejsów, które mogą implemen-

tować obiekty zwrócone przez metodę Connector.open() .

Przeźroczysty sposób tworzenia połączenia daje uniwer-

salną metodę, która zgłasza wyjątek ConnectionNotFoun-

dException w przypadku gdy urządzenie nie implementuje

określonego połączenia.

Komunikacja

niskopoziomowa oraz HTTP

Gniazda są mechanizmem komunikacji definiującym inter-

fejs programowania do wymiany informacji. W Java Micro-

edition (MIDP 2.0) można zrealizować połączenia gniazd

wykorzystując UDP, TCP i TLS.

Ogólny szkielet nawiązania połączenia w JME wykony-

wany jest przez następującą metodę fabryki Connector.ope-

n("protocol:address;parameters") z paczki javax.microedi-

tion.io . Metoda zwraca określony przez parametr protocol

TCP

Transmission Control Protocol jest połączeniowym proto-

kołem zapewniającym niezawodną komunikację strumie-

niową. Ustanawia dwukierunkową współpracę między ho-

stami z możliwością sterowania przepływem (Rysunek 2).

Kontroluje poprawność oraz kolejność pakietów danych i

oczekuje potwierdzania ich odbioru.

W przypadku wystąpienia błędów komunikacyjnych po-

trafi przeprowadzić retransmisję. Protokół TCP nie zobo-

wiązuje się jednak na zrealizowanie połączenia w określo-

nym czasie.

Przy nadmiernym obciążeniu łącz daje się zaobserwo-

wać nagłe spowolnienie transmisji. Spowodowane to jest

między innymi błędnymi pakietami i wysyłaniem żądań ich

ponownej retransmisji.

TCP w Java Microedition realizowane jest poprzez wy-

wołanie metody Connector.open oraz określenie minimalnie

parametrów: protocol jako socket oraz address jako adre-

su hosta docelowego wraz z portem. Przykładową metodę

wysyłającą wiadomość typu String na określony adres po-

dany w parametrach wywołania metody jest zaprezentowa-

ny na Listingu 1.

Natomiast aplikacja nasłuchująca i wykorzystująca

gniazda TCP jest przedstawiona na Listingu 2. Została ona

zrealizowana w JME w celu zobrazowania możliwości tej

technologii. Równie dobrze serwer oczekujący na połącze-

nia może być zaimplementowany na dowolnej maszynie ob-

sługującej gniazda TCP.

Listing 4. HttpServlet storna serwera http

public class DeliveryServlet extends HttpServlet

{

public void init ( ServletConig conig ) throws

ServletException {

super . init ( conig ) ;

...

}

public void doPost ( HttpServletRequest request ,

HttpServletResponse response )

throws ServletException , IOException

{

//odebranie wiadomosci od klienta i analiza jej

BufferedReader br = request . getReader () ;

String buf = br . readLine () ;

System . out . println ( buf ) ;

//operacje zwiazane z otrzymanymi danymi ...

//przygotowanie odpowiedzi do klienta i wysłanie jej

response . setContentType ( "text/html" ) ;

PrintWriter out = response . getWriter () ;

out . println ( "Odpowiedz serwera OK" ) ;

out . close () ;

}

...

TLS(SSL)

Transport Layer Security jest protokołem bezpieczeństwa,

który bazuje na starszym protokole Secure Socket Layer

(SSL).

Ze względu na brak w TCP mechanizmów ochrony prze-

syłanych danych wykorzystuje się TLS. Umiejscowiony jest

on pomiędzy warstwą TCP a warstwą aplikacji co zapew-

nia prostotę jego wykorzystania w programie. Umożliwia

szyfrowanie danych, potwierdzanie tożsamości serwera/

klienta, zapewnianie integralności przesyłanych komuni-

katów. W JME (MIDP 2.0) TLS realizuje się po niewielkich

modyfikacjach kodu (Rysunek 3).

Listing 5. Interfejs Serwera RMI

package pl.awa;

public interface RMIServer extends Remote {

//metoda dodaje uzytkownika

public User addUser ( String name , String password , Address

address )

throws RemoteException ;

//zwraca obiekt klasy Address

public Address getAddress ( String userName )

throws RemoteException ;

Bibliografia

• XML-RPC – zdalne wywoływanie procedur oparte na języku

XML http://www.xmlrpc.com .

• WMA – Wireless Messaging API zbiór klas i metod do ob-

sługi komunikacji SMS/MMS

• http://java.sun.com/products/wma/index.jsp

• SIP – Session Initiation Protocol protokół inicjowania sesji

• http://developers.sun.com/mobility/apis/articles/sip/

www.sdjournal.org

Software Developer’s Journal 6/2008

Java Microedition

HTTP

Hypertext Transfer Protocol może służyć jako nośnik infor-

macji między MIDletem a serwerem. Określa on formę żą-

dań klienta, które tworzymy między innymi za pomocą po-

leceń GET lub POST. Synchronicznie tworzone są odpo-

wiedzi na żądanie ( response ).

Ze względu na to że jest to protokół bezstanowy, nie

zachowuje informacji o poprzednich transakcjach stosu-

je się mechanizm cookies. W przypadku Java Microedition

można wykorzystać zapis do pliku w RMS lub systemie pli-

ków (FileConnection API) urządzenia aby zapamiętać stan

transakcji. Standardowo w konfiguracji CLDC wykorzystu-

je się metodę Connector.open z określeniem protokołu http:

// oraz podaniem adresu serwera. Obiekt typu HttpConnec-

tion utworzony w ten sposób posiada metodę setRequest-

Method określającą rodzaj żądania HttpConnection.POST lub

HttpConnection.GET . W przypadku wywołania POST można

zdefiniować nagłówek http poprzez metodę setRequestPro-

perty(„name”,”value”) jak to jest pokazane na przykłado-

wym Listingu 3.

Właściwa treść wiadomości do serwera jest przesyła-

na strumieniowo analogicznie jak w gniazdach. Kod odpo-

wiedzi serwera otrzymujemy za pomocą metod getRespon-

seCode , która zwraca statyczną wartość typu integer okre-

ślającą kod (zdefiniowaną w klasie HttpConnection ) lub ge-

tResponseMessage w przypadku gdy istotna jest treść od-

powiedzi.

Natomiast stronę serwera można zrealizować w dowol-

nej technologii obsługującej HTTP. W artykule zostanie po-

kazana implementacja za pomocą Java Servlet. Na Listn-

Listing 6. Klasy implementujące interfejs Serializacji

import de.enough.polish.io.Serializable;

public class User implements Serializable {

public String name ;

public Address address ;

public String password ;

}

import de.enough.polish.io.Externalizable;

public class Address implements Externalizable {

private String street ;

private String city ;

public Address () {

// wymagany konstruktor

}

public Address ( String street , String city ){

super () ;

this . street = new String ( street ) ;

this . city = new String ( city ) ;

}

public void read ( DataInputStream in ) throws IOException {

this . street = in . readUTF () ;

this . city = in . readUTF () ;

}

public void write ( DataOutputStream out ) throws

IOException {

out . writeUTF ( this . street ) ;

out . writeUTF ( this . city ) ;

}

Listing 10. Implementacja serwera RMI

import de.enough.polish.rmi.RemoteException;

import de.enough.polish.rmi.RemoteHttpServlet;

public class GameServerImpl

extends RemoteHttpServlet

implements GameServer

{

public User addUser ( String name , String password ,

Address address )

throws RemoteException {

//...

//utworzenie obiektu klasy User ktory bedzie zwrocony

przez metode

User user = new User () ;

user . name = name ;

user . password = password ;

user . address = address ;

//...

return user ;

}

public Address getAddress ( String userName ) throws

RemoteException {

Listing 7. Poprawne wywołanie metody RemoteClient.open

this . server = ( RMIServer ) RemoteClient . open (

"pl.awa.RMIServer" ,

"http://localhost:8080/awa/myservice" ) ;

Listing 8. Błędne wywołanie metody RemoteClient.open

String myInterfaceName = "pl.awa.RMIServer" ;

this . server = ( RMIServer ) RemoteClient . open (

myInterfaceName ,

"http://localhost:8080/awa/myservice" ) ;

//...

//wyszukiwanie uzytkownika po nazwie z bazy danych

String street = getStreetFromDB ( userName ) ;

String city = getCityFromDB ( userName ) ;

Address address = new Address ( street , city ) ;

//...

return address ;

}

Listing 9. Zdalne wywołanie metody serwera

//...

User user = this . server . addUser ( name , password , address ) ;

System . out . println ( "Name:" + user . name . toString ()) ;

//...

Software Developer’s Journal 6/2008

www.sdjournal.org

Inżynieria

oprogramowania

Connection

StreamConnectionNotifier

DatagramConnection

InputConnection

OutputConnection

StreamConnection

ServerSockedConnection

UDPDatagramConnection

ContentConnection (MIDP 1.0)

SockedConnection

HttpConnection (MIDP 1.0)

SecureConnection

Rysunek 1. Hierarchia interfejsów komunikacji w JME

gu 4 wykorzystany zostaje interfejs HttpServlet oraz im-

plementacja dwóch jego metod doGET oraz doPOST , które re-

alizują określone w nazwie żądania i generują odpowiedzi

do klienta. Aplikację serwerową można uruchomić na kon-

tenerze wspierającym serwety jak np. Apache Tomcat lub

JBoss. Odnośnie wykorzystania HTTPS dostępnego od

MIDP 2.0 to analogia użycia jest podobna jak w przypad-

ku TLS.

Cała idea opiera się na traktowaniu obiektów zdalnych

w ten sam sposób jak tych działających lokalnie. W konfi-

guracji CLDC JME standardowo nie można spotkać biblio-

teki odpowiedzialnej za obsługę RMI. Istnieje gotowe roz-

wiązanie opcjonalne J2MEPolish RMI, które jest dostęp-

ne w dwóch licencjach GPL oraz w komercyjnej Commer-

cial License.

Za pomocą tego narzędzia można w przyjemy i szybki

sposób zaimplementować mobilnego klienta komunikujące-

go się ze zdalnym serwerem. Wszystkie wywołania metod

RMI

Remote Method Invocation jest mechanizmem, który organizuje

komunikację między obiektami Java działającymi na różnych

maszynach wirtualnych w środowisku rozproszonym. Techni-

ka ta umożliwia zdalne wywołania metod (RPC) obiektów w ję-

zyku Java w przeźroczysty sposób dla programisty ukrywając

niskopoziomowe szczegóły związane z obsługą protokołów.

TCP

SocketConnection socketConnection =

(SocketConnection) Connection.open("socket://hostName:5000");

socketConnection.setSocketOption(SocketConnection.DELAY, 0);

OutputSteream os = socketConnection.openOutputStream());

Klient

Strumień danych lub

komunikaty aplikacji

Serwer

MIDIet

Serwer

TLS (SSL)

TCP

Pakiety

TCP

SecureConnection socketConnection =

(SecureConnection) Connector.open("ssl://hostName:5001");

String secureProtocolName =

secureConnection.getSecurityInfo().getProtocolName();

OutputSteream os = secureConnection.openOutputSteream();

Pakiety IP

Rysunek 2. Komunikacja poprzez gniazda TCP

Rysunek 3. Transformacja na gniazda bezpieczeństwa TLS

www.sdjournal.org

Software Developer’s Journal 6/2008

2008.06_Java Microedition – metody integracji aplikacji_[Inzynieria Oprogramowania].pdf

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: