基于J2ME平臺的SOAP協(xié)議研究與應(yīng)用

摘  要：本文對于在J2ME平臺下，利用XML解析器開發(fā)SOAP協(xié)議的基本方法進行了研究，介紹了J2ME平臺和SOAP協(xié)議，其中重點探討了XML的開發(fā)，提出了一種利用XML解析器在J2ME平臺上實現(xiàn)SOAP協(xié)議的方法，具有一定的推廣價值。
關(guān)鍵詞：J2ME SOAP XML嵌入式系統(tǒng)

1  引言

J2ME作為嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用平臺得到了迅速的發(fā)展，JAVA語言固有的平臺無關(guān)性使得基于J2ME平臺的嵌入式應(yīng)用系統(tǒng)具有廣闊的前景。受限于嵌入式設(shè)備及消費類電器硬件條件的限制，J2ME平臺提供的功能有限，如何能夠在有限的資源下拓展J2ME的功能，使得J2ME平臺能夠處理SOAP協(xié)議是本文研究的重點。

目前企業(yè)應(yīng)用正在向面向WEB服務(wù)的SOA架構(gòu)轉(zhuǎn)變，嵌入式系統(tǒng)與企業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)的連接目前還處于TCP/IP協(xié)議、HTTP協(xié)議等比較初級的階段。隨著企業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)提供的WEB服務(wù)日益廣泛和成熟，需要J2ME平臺提供處理SOAP協(xié)議的需求也越來越多。

SOA架構(gòu)是目前企業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)廣泛部署的架構(gòu)，實現(xiàn)SOA的關(guān)鍵問題之一就是對SOAP協(xié)議的支持。本文分析了在J2ME平臺中實現(xiàn)SOAP協(xié)議處理遇到的問題，提出了相應(yīng)的解決方案。

2  j2ME介紹^{[1] [2] [3]}

J2ME（Java 2 Platform Micro Edition）是為無線電子市場所設(shè)計的JAVA平臺，包括JVM規(guī)范和API規(guī)范。J2ME 定義了一套類庫和虛擬機技術(shù)，這些技術(shù)可以使用戶、服務(wù)提供商和設(shè)備制造商通過物理（有線）連接或無線連接，按照需要隨時使用豐富的應(yīng)用程序。J2ME同時提供了Java語言一貫的跨平臺性和安全性。

為了支持用戶和嵌入式市場提出的靈活性和可定制性要求，J2ME被設(shè)計得更加模塊化和可縮放化。J2ME在設(shè)備原有的操作系統(tǒng)上建造了3層軟件來實現(xiàn)這種要求：

1．JVM層：這層基于宿主操作系統(tǒng)，按照某一種J2ME的配置實現(xiàn)了JVM。

2．配置層：這層對于用戶可見度要低一些，但對簡表層非常重要。它針對不同市場的需求，定義了Java虛擬機的最小功能集合和Java類庫的最小集合。在J2ME設(shè)備中，JVM與配置層緊密相連，它們體現(xiàn)了每一類設(shè)備的基本功能。

3．簡表層：這層對于用戶和應(yīng)用程序提供者來說是最常見的。它針對特定市場的需求，定義了Java虛擬機的最小功能集合和Java類庫的最小集合。

J2ME組件都圍繞一個中心，這些中心被稱為configuration（配置），它們中間的每一個都是用于消費電子和嵌入設(shè)備的特別的類。目前配置分為CLDC和CDC兩種。

Connected limited device configuration(有限連接設(shè)備配置，簡稱 CLDC)定義支持“devices that you hold in your hand（握在手中的設(shè)備）”的應(yīng)用程序接口和技術(shù)，這類設(shè)備的代表是PDA。Connected device configuration(連接設(shè)備配置 CDC )定義支持“devices that you plug into plug into the wall（插入墻的設(shè)備）”的應(yīng)用程序接口和技術(shù)，這類設(shè)備的代表是機頂盒。

這兩種配置不同的地方就在于它們應(yīng)用于的裝置的能力，CLDC設(shè)備的處理器能力有限 (與臺式機系統(tǒng)比較 )，并且存儲器大小一般也只在128 KB到 512 KB之間。CDC系統(tǒng)不同，它可能有32位或64位處理器，以及有限的存儲容量，不過它的下限也得超過512K。

上圖解釋配置和簡表的體系結(jié)構(gòu)。J2ME的體系結(jié)構(gòu)被橫向地分成三層，縱向分成兩部分。配置包括一個控制配置核心類的虛擬機，具體的簡表位于每個配置之上。
       簡表為相同消費電子設(shè)備的不同的生產(chǎn)商提供了標(biāo)準(zhǔn)化的 Java類庫，現(xiàn)在五個已知簡表已經(jīng)有了規(guī)范：

Mobile information devices profile (MIDP)  移動電話和呼叫器 CLDC

Personal digital assistant profile  Palm和Handspring的PDA 設(shè)備 CLDC 

Foundation profile  用于所有不需要GUI的CDC設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)簡表 CDC

Personal profile  替代PersonalJava的Foundation完善的簡表 CDC 

RMI profile  提供RMI的Foundation完善的簡表 CDC 

3 SOAP協(xié)議介紹^[4]

SOAP（簡單對象訪問協(xié)議）是一種利用XML編碼數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議。它是同類協(xié)議中要求最低的一個規(guī)范，只定義了協(xié)議所要求的最關(guān)鍵的部分，有意地忽略了垃圾收集、對象激活等方面的細(xì)節(jié)。像TCP/IP協(xié)議一樣，SOAP協(xié)議也包括客戶端和服務(wù)器兩個部分。

SOAP客戶端是一種創(chuàng)建XML文檔的程序，該XML文檔包含在分布式系統(tǒng)遠(yuǎn)程調(diào)用方法所需的信息。SOAP客戶端不是傳統(tǒng)意義上的程序，它除了用作普通的桌面應(yīng)用程序外，還可以是一種Web服務(wù)器或基于服務(wù)器的應(yīng)用程序。來自SOAP客戶端的消息和請求一般是通過HTTP發(fā)送的。因而，SOAP文檔可以穿過幾乎所有的防火墻，從而能跨越不同的平臺交換信息。

SOAP服務(wù)器只是用于監(jiān)聽SOAP消息的特殊代碼，它可用作SOAP文檔的分配器和解釋器。外部Web服務(wù)可以與基于J2EE技術(shù)的應(yīng)用程序服務(wù)器交互，這種應(yīng)用程序服務(wù)器可以處理多種客戶端的SOAP請求。

SOAP定義了數(shù)據(jù)編碼規(guī)則，稱為基準(zhǔn)編碼或“Section 5（第5節(jié)）”編碼，它是出自SOAP規(guī)范中描述數(shù)據(jù)編碼規(guī)則的內(nèi)容。SOAP編碼可以簡短地描述成簡單值或復(fù)合值的集合。簡單值可以是簡單類型，如整型、浮點型和字符型，或者是XML架構(gòu)規(guī)范第2部中定義的內(nèi)置類型，包括各種數(shù)據(jù)類型，如字節(jié)型數(shù)組和枚舉。復(fù)合值包括結(jié)構(gòu)、數(shù)組和XML架構(gòu)制定組定義的復(fù)雜類型。

SOAP在標(biāo)準(zhǔn)化消息格式環(huán)境中，可以做所有它能完成的工作。消息的主體部分是“text/xml”形式的MIME類型，并且包含一個SOAP封套。該封套是一個XML文檔。封套包含了報頭（可選的）和報文（必須有的）。封套的報文部分總是用于最終接收的消息，而報頭項目可以確定執(zhí)行中間處理的目標(biāo)節(jié)點。附件、二進制數(shù)字及其他項目可以附加到報文上。

SOAP提供了一種讓客戶端指定哪個中間處理節(jié)點必須處理報頭項目的方法。由于報頭與SOAP消息的主體內(nèi)容是互不相關(guān)的，所以可用它們給消息添加信息，而不會影響對消息報文的處理。

4 SOAP協(xié)議在J2ME平臺中的實現(xiàn)

如何真正地將移動設(shè)備融入到Web Services中去呢？這就需要使得PDA、手機等成為Web Services的客戶端，因此這些設(shè)備至少應(yīng)該具有處理XML信息的能力。在J2ME平臺中實現(xiàn)SOAP客戶端的功能，使得嵌入式設(shè)備能夠連接企業(yè)的WEB服務(wù)是企業(yè)應(yīng)用中比較常見的需求。J2ME的基本類庫中沒有提供SOAP的支持，所以需要在J2ME平臺中開發(fā)實現(xiàn)SOAP的處理功能。

實現(xiàn)SOAP協(xié)議客戶端的關(guān)鍵問題分為兩個方面：J2ME不同配置的數(shù)據(jù)類型不一樣，導(dǎo)致與SOAP協(xié)議封裝的數(shù)據(jù)類型不匹配；J2ME平臺沒有提供對XML文件進行處理的功能。

針對第一個問題，需要注意只能使用基本類型，對不匹配的數(shù)據(jù)類型采用使用基本類型復(fù)合的方式進行處理。針對第二個問題需要在J2ME中擴展對XML文件處理的功能。目前有有兩種方法對XML文件進行解析。一種是采用DOM的方式，另外一種是采用SAX的方式。操作DOM是一個與XML相互作用的簡單方法，通常這個XML是一棵完整的XML樹，被解析成一個存放在存儲器中的節(jié)點結(jié)構(gòu)，你可以遍歷這棵樹。它非常簡單易用，但是因為整棵樹存在于存儲器中造成存儲器的負(fù)擔(dān)，而對于嵌入式系統(tǒng)來說存儲器的資源是有限的，因此這種方法的使用具有一定局限性。第二種方法在捕捉語法分析事件中，每當(dāng)語法分析程序遇到數(shù)據(jù)中的特定結(jié)構(gòu)，它就會遍歷XML數(shù)據(jù)，然后把結(jié)果發(fā)回前面注冊的一個事件監(jiān)聽器中。比如說，當(dāng)語法分析程序遇到一個起始標(biāo)記，如＜html＞，那么事件監(jiān)聽器將接收一個事件，通知它這個情況，并且向它傳遞任何所需的信息。相對DOM方式的處理，SAX方法對存儲器的要求比較低，但是效率要比DOM方式低。