TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN
BỘ MÔN MẠNG MÁY TÍNH – VIỄN THÔNG
ĐẶNG NGUYỄN KIM ANH – ĐÀO ANH TUẤN
NGHIÊN CỨU JAVA MOBILE
VÀ XÂY DỰNG ỨNG DỤNG
MINH HỌA
KHÓA LUẬN CỬ NHÂN TIN HỌC
TP.HCM, 2005
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN
BỘ MÔN MẠNG MÁY TÍNH – VIỄN THÔNG
ĐẶNG NGUYỄN KIM ANH
– 0112424
ĐÀO ANH TUẤN
– 0112451
NGHIÊN CỨU JAVA MOBILE
VÀ XÂY DỰNG ỨNG DỤNG
MINH HỌA
KHÓA LUẬN CỬ NHÂN TIN HỌC
GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
Thầy NGUYỄN MINH TUẤN
NIÊN KHÓA 2001-2005
Lời Cảm Ơn!
Sau hơn năm tháng tìm hiểu và thực hiện, luận văn “Nghiên cứu công nghệ
Java Mobile và xây dựng ứng dụng minh hoạ” đã cơ bản hoàn thành. Để đạt được
kết quả này, chúng tôi đã nỗ lực hết sức đồng thời cũng nhận được rất nhiều sự
quan tâm, giúp đỡ, ủng hộ của các thầy cô, bạn bè và gia đình.
Trước hết, chúng em xin gởi lời cảm ơn chân thành đến Bộ môn Mạng máy
tính và Viễn thông, Khoa Công nghệ Thông tin, trường Đại học Khoa học Tự nhiên
và các thầy cô đặc biệt là Thầy Nguyễn Minh Tuấn đã tận tình giúp đỡ, hướng dẫn
chúng em hoàn thành luận văn này.
Chúng tôi rất cảm ơn các bạn bè trong khoa, các anh chị, các bạn trong cộng
đồng Java Việt Nam đã bên cạnh ủng hộ, đóng góp ý kiến cho chúng tôi trong quá
trình thực hiện luận văn.
Và chúng con cũng xin chân thành cảm ơn gia đình đã luôn động viên, tạo
điều kiện tốt nhất cho chúng con học tập và hoàn tất luận văn.
Luận văn đã hoàn thành với một số kết quả nhất định, tuy nhiên vẫn không
tránh khỏi sai sót. Kính mong sự cảm thông và đóng góp ý kiến từ các thầy cô và
các bạn.
Thành phố Hồ Chí Minh, tháng 7 năm 2005
Đặng Nguyễn Kim Anh – Đào Anh Tuấn
MỤC LỤC
Lời Nói Đầu………………………………………………………………………………………… 1
Phần 1: Kiến thức nền tảng J2ME ………………………………………………………. 5
Chương 1: Tổng quan về J2ME………………………………………………………….. 5
1.1
Giới thiệu J2ME (Java 2 Micro Edition)……………………………………………….5
1.2
Lý do chúng ta cần J2ME……………………………………………………………………6
1.3
Các thành phần của J2ME:………………………………………………………………….7
1.3.1 Configuration:…………………………………………………………………………………7
1.3.2 Profile: …………………………………………………………………………………………..9
1.3.3 Máy ảo Java………………………………………………………………………………….10
Chương 2: Giới thiệu CLDC và MIDP ……………………………………………… 13
2.1.
CLDC …………………………………………………………………………………………….13
2.1.1.
Yêu cầu phần cứng:……………………………………………………………………….13
2.1.2.
Yêu cầu phần mềm:……………………………………………………………………….13
2.1.3.
Máy ảo Java:…………………………………………………………………………………13
2.2.
MIDP:…………………………………………………………………………………………….16
2.2.1.
Yêu cầu phần cứng:……………………………………………………………………….16
2.2.2.
Yêu cầu phần mềm:……………………………………………………………………….16
2.2.3.
Cấu trúc MID Profile:…………………………………………………………………….16
2.2.4.
MIDlet Suite:………………………………………………………………………………..18
2.2.5.
Môi trường phát triển ứng dụng J2ME……………………………………………..22
Chương 3: Các vấn đề cơ bản của chương trình MIDlet……………………. 25
3.1.
Cấu trúc cơ bản: ………………………………………………………………………………25
3.2.
Xây dựng một ứng dụng MIDlet:……………………………………………………….25
3.3.
Lớp MIDlet: ……………………………………………………………………………………26
3.4.
Lớp MIDletStateChangeException:……………………………………………………28
3.5.
Display……………………………………………………………………………………………28
3.6.
Lớp Displayable: ……………………………………………………………………………..30
3.7.
Quản lý các sự kiện (event)……………………………………………………………….32
3.7.1.
Command & CommandListener………………………………………………………33
3.7.2.
Item và ItemStateListener……………………………………………………………….38
Chương 4: Giao diện đồ họa cấp cao…………………………………………………. 40
4.1.
Screen:……………………………………………………………………………………………42
4.2.
Form: ……………………………………………………………………………………………..43
4.3.
Item:……………………………………………………………………………………………….45
4.3.1.
DateField: …………………………………………………………………………………….46
4.3.2.
Gauge:………………………………………………………………………………………….48
4.3.3.
String Item:…………………………………………………………………………………..51
4.3.4.
TextField: …………………………………………………………………………………….53
4.3.5.
ChoiceGroup: ……………………………………………………………………………….57
4.3.6.
Image và ImageItem:……………………………………………………………………..61
4.4.
List:………………………………………………………………………………………………..64
4.5.
TextBox:…………………………………………………………………………………………69
4.6.
Alert và AlertType: ………………………………………………………………………….72
4.6.1.
Alert:……………………………………………………………………………………………72
4.6.2.
AlertType:…………………………………………………………………………………….74
4.7.
Ticker: ……………………………………………………………………………………………77
Chương 5: Giao diện đồ họa cấp thấp……………………………………………….. 78
5.1.
Canvas:…………………………………………………………………………………………..78
5.1.1.
Hệ toạ độ:……………………………………………………………………………………..79
5.1.2.
Vẽ trên đối tượng Canvas:………………………………………………………………79
5.1.3.
Bắt sự kiện trong các đối tượng Canvas:…………………………………………..82
5.1.4.
Game action:…………………………………………………………………………………85
5.1.5.
Sự kiện con trỏ:……………………………………………………………………………..87
5.2.
Graphics: ………………………………………………………………………………………..89
5.2.1.
Màu sắc:……………………………………………………………………………………….90
5.2.2.
Nét vẽ:………………………………………………………………………………………….93
5.2.3.
Font chữ:………………………………………………………………………………………98
5.2.4.
Vẽ các đối tượng hình ảnh (image):……………………………………………….101
5.2.5.
Các phương thức tịnh tiến đối tượng:……………………………………………..103
5.2.6.
Vùng xén (Clipping regions):………………………………………………………..105
Chương 6: Lưu trữ thông tin với RMS……………………………………………. 106
6.1.
Giới thiệu RMS ……………………………………………………………………………..106
6.2.
Duyệt danh sách Record với RecordEnumeration………………………………115
6.3.
Sắp xếp bằng RecordComparator……………………………………………………..117
6.4.
Lọc record với RecordFilter…………………………………………………………….119
6.5.
Nhận thông điệp khi Record Store thay đổi……………………………………….121
6.6.
Xử lý lỗi khi thao tác với Record Store……………………………………………..122
Chương 7: Kết nối mạng với Generic Connection Framework (GCF) 124
7.1.
Giới thiệu GFC………………………………………………………………………………124
7.2.
Lược đồ lớp …………………………………………………………………………………..124
7.3.
Kết nối HTTP:……………………………………………………………………………….127
7.3.1.
Khởi tạo kết nối:………………………………………………………………………….127
7.3.2.
Các đặc điểm của kết nối HTTP bằng J2ME: ………………………………….130
7.3.3.
Thông số kết nối:…………………………………………………………………………137
7.4.
Kết nối socket Datagram (UDP) ………………………………………………………138
7.5.
Kết nối TCP socket ………………………………………………………………………..141
7.6.
Gửi và nhận SMS …………………………………………………………………………..144
Phần 2 : Web Service và Ứng dụng “Đăng Ký Học Phần” ……………….. 149
Chương 8: Giới thiệu Web Service………………………………………………….. 149
8.1.
Ứng dụng phân tán (Distributed Application) ……………………………………149
8.1.1.
Giới thiệu……………………………………………………………………………………149
8.1.2.
Các vấn đề nảy sinh trong hệ thống ứng dụng phân tán…………………….150
8.1.3.
Hạn chế của những mô hình ứng dụng phân tán trước đây………………..151
8.2.
Web Service ………………………………………………………………………………….152
8.2.1.
Định nghĩa ………………………………………………………………………………….152
8.2.2.
Thành phần cơ bản của Web service:……………………………………………..152
8.2.3.
Hoạt động của Web service…………………………………………………………..152
8.2.4.
Ưu điểm của web service ……………………………………………………………..155
8.3.
Các thành phần chính của Web Service…………………………………………….157
8.3.1.
SOAP (Simple Object Access Protocol) …………………………………………157
8.3.2.
WSDL (Web Service Definition Language) ……………………………………162
Chương 9: Ứng dụng đăng ký học phần………………………………………….. 172
9.1
Đặc tả chương trình:……………………………………………………………………….172
9.1.1 Tổng quan:………………………………………………………………………………….172
9.1.2 Các chức năng chính: …………………………………………………………………..172
9.2
Kiến trúc chương trình: …………………………………………………………………..174
9.2.1 Mô hình kết nối: ………………………………………………………………………….174
9.2.2 Mô hình bảo mật (mã hoá password):…………………………………………….176
9.3
Phân tích – thiết kế:…………………………………………………………………………177
9.3.1 Mô hình use case: ………………………………………………………………………..177
9.3.2 Đặc tả một số use case chính:………………………………………………………..178
9.4
Thiết kế mô hình dữ liệu: ………………………………………………………………..183
9.4.1 Mô hình thực thể kết hợp: …………………………………………………………….183
9.4.2 Các bảng dữ liệu:…………………………………………………………………………183
9.4.3 Chi tiết các bảng dữ liệu:………………………………………………………………184
9.4.4 Ràng buộc dữ liệu:……………………………………………………………………….188
9.4.5 Mô hình dữ liệu: ………………………………………………………………………….190
9.4.6 Các chức năng store procedures:……………………………………………………190
9.4.7 Thiết kế lớp:………………………………………………………………………………..191
9.5
Cài đặt – thử nghiệm:………………………………………………………………………192
9.5.1 Yêu cầu phần cứng:……………………………………………………………………..192
9.5.2 Yêu cầu phần mềm:……………………………………………………………………..193
9.5.3 Giao diện chương trình:………………………………………………………………..193
Chương 10: Tổng kết ……………………………………………………………………. 205
10.1 Kết luận: ……………………………………………………………………………………….205
10.2 Hướng phát triển: …………………………………………………………………………..207
Tài liệu tham khảo ………………………………………………………………………….. 210
Phụ Lục A: Hướng dẫn sử dụng công cụ Sun Wireless ToolKit 2.3 …… 211
Phụ Lục B: Xây dựng và Sử dụng Web Service………………………………… 217
Phụ Lục C: Giới thiệu các thư viện JSR …………………………………………… 222
Danh Sách Các Hình
Hình 1.1 Các thiết bị J2ME hỗ trợ……………………………………………………………………6
Hình 1.2 Các thành phần của J2ME………………………………………………………………….7
Hình 1.3 Configurations và các thiết bị…………………………………………………………….9
Hình 1.4 Cấu trúc chương trình J2ME…………………………………………………………….11
Hình 1.5 Cấu trúc chương trình MIDP ……………………………………………………………11
Hình 2.1 Cấu trúc thiết bị MID………………………………………………………………………17
Hình 3.1 Command Exit ……………………………………………………………………………….34
Hình 3.2 Command Label……………………………………………………………………………..36
Hình 3.3 Ánh xạ soft-button…………………………………………………………………………..36
Hình 4.1 Sơ đồ các lớp giao diện đồ hoạ…………………………………………………………40
Hình 4.2 Giao diện đối tượng DateField………………………………………………………….46
Hình 4.3 Giao diện đối tượng Gauge chế độ tương tác ……………………………………..48
Hình 4.4 Giao diện đối tượng Gauge chế độ không tương tác ……………………………49
Hình 4.5 Giao diện đối tượng StringItem ………………………………………………………..52
Hình 4.6 Giao diện đối tượng TextField………………………………………………………….56
Hình 4.7 Giao diện đối tượng ChoiceGroup chế độ một lựa chọn ………………………59
Hình 4.8 Giao diện đối tượng ChoiceGroup chế độ nhiều lựa chọn…………………….60
Hình 4.9 Giao diện đối tượng List dạng menu………………………………………………….67
Hình 4.10 Giao diện đối tượng List cho phép chọn nhiều lựa chọn…………………….68
Hình 4.11 Giao diện đối tượng TextBox………………………………………………………….71
Hình 4.12 Giao diện đối tượng Alert ………………………………………………………………76
Hình 4.13 Giao diện Ticker……………………………………………………………………………77
Hình 5.1 Các phương thức vẽ đường cong ………………………………………………………94
Hình 5.2 Các phương thức vẽ hình chữ nhật ……………………………………………………95
Hình 5.3 Các phương thức hỗ trợ vẽ Text ……………………………………………………….97
Hình 5.4 Các định dạng trong Text Graphic…………………………………………………….97
Hình 5.5 Các phương thức tạo font……………………………………………………………….100
Hình 5.6 Vẽ bằng đối tượng Immutable Image ………………………………………………101
Hình 5.7 Vẽ bằng đối tượng Mutable Image ………………………………………………….102
Hình 5.8 Các định dạng vị trí trong Graphics…………………………………………………103
Hình 7.1 Lược đồ các lớp trong thư viện GCF ……………………………………………….125
Hình 7.2 Kết nối UDP…………………………………………………………………………………138
Hình 7.3 Kết Nối TCP…………………………………………………………………………………141
Hình 7.4 Lược đồ lớp thư viện WMA……………………………………………………………145
Hình 8.1 Hoạt động của Web Service……………………………………………………………152
Hình 8.2 Một client truy xuất đến nhiều web services cùng lúc………………………..154
Hình 8.3 Một web service có thể triệu tập đến các web services khác……………….155
Hình 8.4 Web Service Endpoint……………………………………………………………………162
Hình 9.1 Kiến trúc chương trình ứng dụng…………………………………………………….174
Hình 9.2 Mô hình mã hoá password ……………………………………………………………..176
Hình 9.3 Lược đồ use case…………………………………………………………………………..177
Hình 9.4 Mô hình thực thể kết hợp ER………………………………………………………….183
Hình 9.5 Ràng buộc chu trình ………………………………………………………………………189
Hình 9.6 Mô hình cơ sở dữ liệu ……………………………………………………………………190
Hình 9.7 Mô hình Lớp…………………………………………………………………………………192
Hình 9.8 Sơ đồ các màn hình……………………………………………………………………….194
Hình 9.9 Màn hình welcome………………………………………………………………………..195
Hình 9.10 Màn hình đăng nhập…………………………………………………………………….196
Hình 9.11 Confirm ……………………………………………………………………………………..197
Hình 9.12 Menu chức năng………………………………………………………………………….198
Hình 9.13 Màn hình đăng ký học phần lý thuyết…………………………………………….199
Hình 9.14 Màn hình đăng ký học phần thực hành…………………………………………..200
Hình 9.15 Màn hình xem thời khoá biểu ……………………………………………………….201
Hình 9.16 Màn hình xem kết quả học tập………………………………………………………202
Hình 9.17 Màn hình xem phiếu đăng ký………………………………………………………..203
Hình 9.18 Màn hình xem thời khoá biểu ……………………………………………………….204
Hình 10.1 Hướng phát triển thực tế………………………………………………………………207
Hình A.1 Công cụ Sun WirelessToolkit 2.3 …………………………………………………..211
Hình A.2 Màn hình chính của công cụ………………………………………………………….212
Hình A.3 Tạo project mới ……………………………………………………………………………212
Hình A.4 Các options cho project…………………………………………………………………213
Hình A.5 Chỉnh sửa nội dung file Jad và Jar ………………………………………………….214
Hình A.6 Biên dich project ………………………………………………………………………….215
Hình A.7 Đóng gói ứng dụng……………………………………………………………………….216
Hình B.1 Tạo project Web Service ……………………………………………………………….217
Hình B.2 Khai báo lớp và hàm……………………………………………………………………..218
Hình B.3 Export nhiều hàm cùng lúc…………………………………………………………….219
Hình B.4 Màn hình thực thi Web Service của IE ……………………………………………219
Hình B.5 File WSDL…………………………………………………………………………………..220
Hình B.6 Công cụ Stub Generator ………………………………………………………………..221
Hình B.7 Các options của công cụ Stub Generator………………………………………….221
Danh Sách Các Bảng
Bảng 2.1 Cấu trúc file manifest………………………………………………………………………19
Bảng 2.2 Cấu trúc file JAD……………………………………………………………………………20
Bảng 3.1 Lớp MIDlet……………………………………………………………………………………27
Bảng 3.2 Lớp Display …………………………………………………………………………………..29
Bảng 3.3 Lớp Displayable……………………………………………………………………………..32
Bảng 3.4 Các Command Type ……………………………………………………………………….37
Bảng 3.5 Command và CommandListener………………………………………………………38
Bảng 3.6 Item và ItemStateListener………………………………………………………………..39
Bảng 4.1 Lớp Screen…………………………………………………………………………………….42
Bảng 4.2 Lớp Form………………………………………………………………………………………44
Bảng 4.3 Lớp Item ……………………………………………………………………………………….45
Bảng 4.4 Lớp DateField………………………………………………………………………………..46
Bảng 4.5 Lớp Gauge …………………………………………………………………………………….49
Bảng 4.6 Lớp StringItem……………………………………………………………………………….51
Bảng 4.7 Các Ràng Buộc của TextField………………………………………………………….53
Bảng 4.8 Lớp TextField ………………………………………………………………………………..55
Bảng 4.9 Lớp ChoiceGroup …………………………………………………………………………..58
Bảng 4.10 Lớp Image……………………………………………………………………………………62
Bảng 4.11 Định dạng ImageItem ……………………………………………………………………62
Bảng 4.12 Lớp ImageItem …………………………………………………………………………….63
Bảng 4.13 So sánh List và ChoiceGroup …………………………………………………………65
Bảng 4.14 Lớp List……………………………………………………………………………………….66
Bảng 4.15 So sánh TextField và TextBox ……………………………………………………….69
Bảng 4.16 Lớp TextBox………………………………………………………………………………..70
Bảng 4.17 Lớp Alert……………………………………………………………………………………..73
Bảng 4.18 AlertType…………………………………………………………………………………….75
Bảng 4.19 Lớp Ticker …………………………………………………………………………………..77
Bảng 5.1 Truy vấn kích thước Canvas…………………………………………………………….79
Bảng 5.2 Lớp Canvas……………………………………………………………………………………81
Bảng 5.3 Giao tiếp với Application Manager…………………………………………………..81
Bảng 5.4 Mã Phím………………………………………………………………………………………..83
Bảng 5.5 Sự kiện keyPressed…………………………………………………………………………84
Bảng 5.6 Sự kiện Game Action………………………………………………………………………85
Bảng 5.7 Bắt sự kiện trong Game Action ………………………………………………………..86
Bảng 5.8 Sự kiện con trỏ……………………………………………………………………………….87
Bảng 5.9 Lớp Graphics …………………………………………………………………………………90
Bảng 5.10 Các phương thức vẽ………………………………………………………………………93
Bảng 5.11 Xử lý Text……………………………………………………………………………………96
Bảng 5.12 Giá trị Anchor………………………………………………………………………………96
Bảng 5.13 Xử lý Font chữ……………………………………………………………………………..98
Bảng 5.14 Các giá trị Font …………………………………………………………………………….99
Bảng 5.15 Vẽ hình ảnh………………………………………………………………………………..101
Bảng 5.16 Giá trị Image Anchor…………………………………………………………………..103
Bảng 5.17 Các phương thức tịnh tiến ……………………………………………………………103
Bảng 5.18 Vùng xén……………………………………………………………………………………105
Bảng 6.1 Mô hình Record Store……………………………………………………………………107
Bảng 6.2 Lớp RecordStore…………………………………………………………………………..109
Bảng 6.3 Lớp RecordEnumeration ……………………………………………………………….117
Bảng 6.4 Các giá trị hằng để sắp xếp record…………………………………………………..118
Bảng 6.5 Lớp RecordListener………………………………………………………………………121
Bảng 7.1 Lớp Connector……………………………………………………………………………..128
Bảng 7.2 Mode Kết Nối ………………………………………………………………………………128
Bảng 7.3 Các Request Method chính…………………………………………………………….130
Bảng 7.4 Các phương thức set/get Request Method………………………………………..131
Bảng 7.5 Các phương thức truy vấn HTTP Header…………………………………………134
Bảng 7.6 Lấy thông số kết nối ……………………………………………………………………..137
Bảng 7.7 Lớp DatagramConnection ……………………………………………………………..139
Bảng 7.8 Lớp Datagram………………………………………………………………………………140
Bảng 7.9 Thuộc tính của SocketConnection…………………………………………………..142
Bảng 7.10 Lớp SocketConnection ………………………………………………………………..143
Bảng 7.11 Các interfaces chính của WMA…………………………………………………….144
Bảng 9.1 Danh sách các Use Case ………………………………………………………………..178
Bảng 9.2 Table ChuyenNganh……………………………………………………………………..184
Bảng 9.3 Table SV……………………………………………………………………………………..184
Bảng 9.4 Table MonHoc……………………………………………………………………………..185
Bảng 9.5 Table GV …………………………………………………………………………………….185
Bảng 9.6 Table Lop…………………………………………………………………………………….185
Bảng 9.7 Table Lop_MonLT ……………………………………………………………………….186
Bảng 9.8 Table Lop_MonTH……………………………………………………………………….187
Bảng 9.9 Table PhanCongTH ………………………………………………………………………187
Bảng 9.10 Table DangKyLT………………………………………………………………………..187
Bảng 9.11 Table DangKyTH ……………………………………………………………………….187
Bảng 9.12 Table ThongBao …………………………………………………………………………188
Các chữ viết tắt, thuật ngữ được sử dụng
API
Application Program Interface
CDC
Connected Device Configuration
CLDC
Connected Limited Device Configuration
Configuration
Đặc tả qui định các thư viện gốc J2ME phải hỗ trợ cho một dòng
phần cứng.
DES
Thuật toán mã hóa khóa bí mật 64 bits
GCF
General Connection Framework
IIS
Internet Information Services-Web server chuẩn trên Windows
J2EE
Java 2 Enterpise Edition, phiên bản Java cho những dự án lớn.
J2ME
Java 2 Micro Edition, phiên bản Java cho những thiết bị nhỏ.
J2SE
Java 2 Standard Edition, phiên bản Java ra đời đầu tiên, dành cho
PC thông thường.
JCP
Tổ chức Java Community Process
JDK
Java Development Kits
JSR
Java Specification Requests, những yêu cầu cần bổ sung cho các
phiên bản Java.
JSR-172
Thư viện truy xuất web service cho ngôn ngữ J2ME.
JSR-177
Thư viện mã hóa và bảo mật cho ngôn ngữ J2ME.
KVM
Máy ảo Java cho môi trường CLDC.
MIDlet
Tên gọi chung cho các ứng dụng J2ME.
MIDP
Mobile Information Device Profile.
MMS
Multimedia Message Service, tin nhắn hình ảnh, âm thanh, video
cho di động.
PDA
Personal Digital Assistant.
Profile
Các tập thư viện cấp cao định nghĩa trên nền Configuration.
RMS
RecordStore Management System, cơ chế lưu trữ của J2ME.
SMS
Short Message Service, tin nhắn thông thường cho điện thoại di
động.
SOAP
Simple Object Access Protocol, định dạng thông điệp của Web
Service.
Symbian
Hệ điều hành cho điện thoại di động của hãng Symbian.
UDDI
Universal Description, Discovery, and Integration
Web Service
Giao thức gọi hàm từ xa dựa trên XML và HTTP.
WMA
Wireless Message API
WSDL
Web Service Definition Language
XML
Extensible Markup Language
Java Mobile
Lời Nói Đầu
Mạng điện thoại di động xuất hiện tại Việt Nam từ đầu những năm 1990 và
theo thời gian, số lượng các thuê bao cũng như các nhà cung cấp dịch vụ di động tại
Việt Nam ngày càng tăng. Cùng với sự phát triển của số lượng thuê bao di động là
sự đa dạng hoá các dịch vụ hướng đến thiết bị di động. Ngày nay điện thoại di động
không chỉ còn mang chức năng gọi điện hay nhắn tin thông thường mà còn là một
thiết bị giải trí, tra cứu thông tin rất tiện lợi. Do đó, xây dựng các ứng dụng cho điện
thoại di động đang là một yêu cầu tất yếu trong xu thế hiện nay. Ngành công nghiệp
phần mềm cho các thiết bị di động được xem như một mảnh đất màu mỡ và hứa hẹn
đem lại nhiều tỉ đô la doanh thu.
Hai hướng phát triển ứng dụng trên điện thoại di động phổ biến hiện nay là
sử dụng ngôn ngữ C++ trên nền hệ điều hành Symbian và J2ME. Các ứng dụng viết
trên nền Symbian có các ưu thế truy cập trực tiếp các tài nguyên của điện thoại cũng
như hỗ trợ hệ thống tập tin, thư mục… như máy tính cá nhân vì được hỗ trợ trực
tiếp bởi hệ điều hành. Tuy nhiên hệ điều hành Symbian lại có kích thước khá lớn
nên chỉ có ở các thế hệ điện thoại tương đối cao cấp, và xây dựng ứng dụng dùng
Symbian API cũng phức tạp hơn.
Đối trọng với Symbian API là công nghệ J2ME với kích thước nhỏ gọn,
tiện dụng, được hỗ trợ bởi hầu hết các thế hệ điện thoại mới ra đời, kể cả các điện
thoại có hệ điều hành Symbian. J2ME không những là một ngôn ngữ hướng đến các
thiết bị di động mà còn là ngôn ngữ chính để lập trình trên các thiết bị gia dụng, thẻ
tín dụng điện tử và các thiết bị thông minh khác. Chúng ta có thể nói đối tượng của
ngôn ngữ J2ME là rộng hơn rất nhiều so với C++ trên nền Symbian. Tại thời điểm
hiện tại, ngôn ngữ J2ME không hỗ trợ được nhiều tính năng như C++ trên Symbian
nhưng lại có những ưu điểm trội hơn.
J2ME là một ngôn ngữ nhỏ, gọn nhưng rất chặt chẽ và dễ nắm bắt, với
những lập trình viên đã có kinh nghiệm với Java việc lập trình với J2ME trở nên rất
1
Java Mobile
dễ dàng. J2ME còn là một ngôn ngữ được các tổ chức mã nguồn mở ủng hộ mạnh
mẽ và phát triển rất nhanh chóng, JCP (Java Community Process-
http://www.jcp.org) là một chương trình do Sun thành lập luôn tiếp thu các ý kiến
và đưa ra các đặc tả mới dành cho Java nói chung và J2ME nói riêng. Các đặc tả
này thường có tiếp đầu ngữ JSR và là các tính năng bổ sung mới cho J2ME.
Những JSR quan trọng có thể được nhắc đến như JSR-82 (Bluetooth), JSR
205 (Gửi tin nhắn SMS, MMS), JSR-172 (Web service), JSR-177 (Security and
Trust Services), JSR 184 (3D Game)… Các đặc tả này ngày càng phong phú và
phần nào phát triển nhanh hơn cả sự phát triển của phần cứng.
Thật khó so sánh giữa các dòng ngôn ngữ lập trình với nhau vì mỗi loại đều
có ưu và khuyết điểm riêng. Trong luận văn của mình, chúng tôi chọn nghiên cứu
về J2ME vì những ưu điểm khá rõ ràng đã nêu trên, mặt khác chúng tôi cũng muốn
thử sức ở một lãnh vực khá mới mẻ là tiếp cận với phần mềm mã nguồn mở.
Về chương trình ứng dụng, tính khả thi và thực tế ngày càng được đề cao.
Chúng tôi nhận thấy xu hướng mở rộng các ứng dụng trên web sang điện thoại di
động đang được chú trọng. Thương mại điện tử (e-commerce) đang tiến dần sang
thương mại di động (m-commerce). Với thực trạng Việt Nam hiện nay, số người sở
hữu máy vi tính cá nhân, đặc biệt là máy tính xách tay chưa nhiều nhưng tỉ lệ số
người có điện thoại di động lại khá cao. Việc chuyển các ứng dụng thương mại từ
môi trường web sang môi trường di động sẽ khiến sự tiện dụng tăng cao, số người
sử dụng dịch vụ trực tuyến chắc chắn sẽ tăng nhanh vì đối với nhiều người chiếc
điện thoại di động dễ sử dụng hơn rất nhiều so với chiếc máy tính “phức tạp và khó
hiểu”.
Ứng dụng chúng tôi chọn thực hiện để bước chân vào lãnh vực khá mới mẻ
này là ứng dụng “Đăng Ký Học Phần” qua mạng di động. Đối với sinh viên khoa
công nghệ thông tin, hệ thống đăng ký học phần SMS qua môi trường web là một
ứng dụng rất quen thuộc. Chúng tôi muốn phát triển ứng dụng của mình như một
mở rộng của hệ thống đăng ký học phần này trên điện thoại di động nhằm hỗ trợ các
bạn sinh viên có thể sử dụng các tiện ích của hệ thống mà không cần phải có máy
2
Java Mobile
tính kết nối mạng. Với ứng dụng này, tính tiện dụng của hệ thống đăng ký học phần
SMS đã được mở rộng. Chỉ cần có một điện thoại di động hỗ trợ GPRS các bạn sinh
viên có thể đăng ký học phần ngay cả khi đang về quê ăn tết ở những vùng internet
chưa phổ biến nhưng đã phủ sóng di động hay khi đang di chuyển trên tàu xe… Vì
một số điều kiện đặc biệt của điện thoại, hiện nay ứng dụng này chỉ chạy trên
chương trình giả lập. Tuy nhiên, chúng tôi hi vọng trong một tương lai rất gần, khi
các thế hệ điện thoại mới có giá thành vừa phải ra đời và hỗ trợ một số công nghệ
như WebService, mã hoá… mà chúng tôi đang sử dụng để xây dựng phần mềm thì
ứng dụng này có thể được áp dụng rộng rãi trong thực tế cho sinh viên của khoa.
Cần phải nói thêm, ứng dụng hiện tại hoàn toàn có thể sử dụng được trong thực tế
Việt Nam nhưng có một số đòi hỏi về thiết bị khá đắt tiền (xin xem thêm Chương
10, phần Kết Luận), chứ không chỉ mới là lý thuyết trên giấy tờ.
Với việc xây dựng thành công hệ thống đăng ký học phần qua mạng điện
thoại di động, chúng tôi rất tự tin về việc xây dựng các hệ thống thương mại di động
lớn hơn. Trong tương lai gần, khách hàng có thể ngồi trên taxi mua vé máy bay, đặt
chỗ khách sạn, xem lại tài khoản ngân hàng… với chiếc điện thoại di động nhỏ bé.
Chiếc điện thoại di động sẽ trở thành một công cụ giao dịch không thể thiếu trong
thời đại mới, thời đại của thương mại điện tử toàn cầu.
Luận văn được trình bày thành hai phần lớp:
Phần 1: Giới thiệu về lý thuyết nền tảng của J2ME, các thư viện, các kỹ thuật lập
trình, đóng gói ứng dụng di động.
Chương 1. Tổng quan về J2ME : Giới thiệu tổng quan về J2ME, các đặc điểm và
các thành phần con.
Chương 2. Giới thiệu CLDC và MIDP: Trình bày chi tiết về hai thành phần quan
trọng của J2ME dành cho điện thoại di động, môi trường phát triển ứng dụng J2ME.
Chương 3. Các vấn đề cơ bản của chương trình MIDlet: Chương này sẽ trình bày
những đặc điểm quan trọng nhất của một ứng dụng J2ME, các bước cơ bản để xây
dựng ứng dụng này.
3
Java Mobile
Chương 4. Giao diện đồ họa cấp cao: Trình bày về thư viện đồ họa cấp cao như
Form, List, TextBox… trong J2ME.
Chương 5. Giao diện đồ họa cấp thấp: Trình bày về lập trình đồ họa cấp thấp, các
phương thức vẽ, xử lý font, game action … trong J2ME.
Chương 6. Lưu trữ thông tin với RMS: Trình bày về Record Management System,
một cơ chế lưu trữ riêng của J2ME.
Chương 7. Lập trình mạng vơi GCF: Trình bày về khả năng lập trình mạng trong
J2ME.
Phần 2: Giới thiệu về Web Service, một công nghệ rất mới để xây dựng các ứng
dụng thương mại điện tử phân tán và giới thiệu chi tiết về ứng dụng cùng những
đánh giá, tổng kết.
Chương 8. Giới thiệu về ứng dụng phân tán và web service
Chương 9. Trình bày chi tiết về ứng dụng “Đăng Ký Học Phần”
Chương 10. Đánh giá, tổng kết các kết quả đạt được và hướng phát triển trong
tương lai.
Tuy đã đầu tư khá nhiều thì giờ và công sức vào luận văn này nhưng chắc
chắn chúng tôi cũng không tránh khỏi những sai sót. Rất mong nhận được ý kiến
đóng góp và sự thông cảm của quý thầy cô và các bạn! Xin chân thành cảm ơn!
Kim Anh – Anh Tuấn
4
Java Mobile
Phần 1: Kiến thức nền tảng J2ME
Chương 1: Tổng quan về J2ME
1.1 Giới thiệu J2ME (Java 2 Micro Edition)
J2ME là một nhánh của ngôn ngữ lập trình JAVA được phát triển nhằm hướng
tới việc lập trình cho các thiết bị “nhỏ” (micro) có bộ nhớ, khả năng hiển thị và xử
lý hạn chế.
Ban đầu Java được xây dựng chỉ gồm một phiên bản duy nhất, ngày nay được
biết đến với tên J2SE (Java 2 Standard Edition), với phương châm là “viết một lần,
chạy trên mọi môi trường” (“Write once, run anywhere”). Java được hình thành trên
ý tưởng xây dựng một ngôn ngữ mà lập trình viên chỉ cần viết một lần duy nhất
nhưng ứng dụng có thể chạy trên bất cứ môi trường nào có hỗ trợ máy ảo Java (Java
Virtual Machine). Để làm được việc này, Java sử dụng một phương thức biên dịch
mã nguồn tương đối khác so với các ngôn ngữ lập trình truyền thống. Bộ biên dịch
Java không biên dịch mã nguồn trực tiếp sang mã máy mà biên dịch sang một dạng
mã trung gian mà máy ảo Java hiểu được (mã bytecode). Khi có nhu cầu sử dụng
ứng dụng, máy ảo Java sẽ đọc mã trung gian này và dịch ra mã máy và thực thi; nhờ
vào quá trình trung gian đó một ứng dụng Java có thể chạy trên bất kỳ môi trường
nào có cài đặt máy ảo Java tương thích.
Được giới thiệu lần đầu vào năm 1995, ngày nay mục tiêu Java nhắm đến cũng
đã thay đổi khá nhiều. Java hiện nay không chỉ nhắm đến họ máy tính để bàn đơn
thuần; hai năm sau ngày đầu được ra mắt, một phiên bản Java mới là J2EE (Java 2
Enterprise Edition) đã được giới thiệu nhắm tới việc phát triển các ứng dụng có qui
mô lớn hơn.
Phiên bản mới nhất được thêm vào dòng ngôn ngữ Java là J2ME (Java 2 Micro
Edition). J2ME nhắm đến việc phát triển ứng dụng cho các ứng dụng có năng lực
hạn chế như đầu giải mã kỹ thuật số TV set-top boxes, điện thoại di động …
5
Java Mobile
1.2 Lý do chúng ta cần J2ME
Ngày nay ngành công nghiệp sản xuất thiết bị di động trên thế giới đang phát
triển nhanh chóng. Các thiết bị di động ngày càng hiện đại hơn, “thông minh” hơn
và ngày càng có nhiều tính năng nổi bật. Đơn cử như chiếc điện thoại di động, ngày
nay chúng không chỉ đơn thuần đảm nhận chức năng hội thoại mà còn có thêm
nhiều chức năng như chụp ảnh, nghe nhạc, xem phim … như một “trung tâm giải
trí”. Các thiết bị gia dụng khác như lò vi ba, TV… cũng ngày càng được trang bị
những tính năng hiện đại hơn. Nhu cầu phát triển phần mềm cho các thiết bị di
động, gia dụng ngày càng tăng cao và được đánh giá là một ngành công nghệ có thể
đem lại nhiều tỉ đô la doanh thu. Một thực tế đặt ra cho các nhà phát triển phần
mềm trên các thiết bị này là hiện nay không có một chuẩn hóa nào dành cho các nhà
sản xuất phần cứng. Các thiết bị trên thị trường hiện nay rất đa dạng và mang nhiều
đặc điểm cũng như cấu hình khác nhau. Trước thực tế đó, việc có thể chạy trên
nhiều môi trường là một lợi thế rất lớn của ngôn ngữ Java. Các nhà phát triển Java
đã cho ra đời ngôn ngữ J2ME hướng đến việc phát triển phần mềm cho các thiết bị
di động. Ngôn ngữ J2ME thực sự là một ngôn ngữ nhỏ gọn, dễ nắm bắt, chặt chẽ và
thích hợp cho các thiết bị có khả năng hạn chế. Các thiết bị di động trên thị trường
hiện nay, đặc biệt là điện thoại di động hầu hết đều hỗ trợ rất tốt ngôn ngữ J2ME và
J2ME thực sự đã trở thành một trong những ngôn ngữ phổ biến nhất trong lãnh vực
lập trình di động.
Hình 1.1 Các thiết bị J2ME hỗ trợ
6
Java Mobile
1.3 Các thành phần của J2ME:
Hình 1.2 Các thành phần của J2ME
Khái niệm thiết bị di động là tương đối rộng lớn. Chúng bao hàm những thiết bị
có kích thước vật lý khác nhau nhiều lần và cho dù cùng kích thước những thiết bị
này vẫn có khả năng xử lý cũng như hiển thị khác nhau ( những chiếc điện thoại
hiển thị 12,000 pixels cho đến những chiếc PDA 20,000 pixels). Để đáp ứng được
nhu cầu khác nhau của những thiết bị này, bản thân ngôn ngữ J2ME cũng được chia
thành những thành phần nhỏ hơn.
Chúng ta sẽ tìm hiểu hai khái niệm mới là Configurations và Profiles.
1.3.1 Configuration:
Để đáp ứng nhu cầu cho nhiều chủng loại thiết bị khác nhau, Sun đã đưa ra khái
niệm Configuration. Khái niệm Configuration có mối liên hệ chặt chẽ với máy ảo
Java. Nói chính xác hơn, một Configuration qui định những thành phần và những
thư viện gốc của ngôn ngữ Java mà máy ảo phải hỗ trợ cho configuration đó.
Việc phân chia thành những Configurations khác nhau chủ yếu dựa vào khả
năng bộ nhớ, năng lực hiển thị, năng lực xử lý và khả năng kết nối mạng của các
thiết bị. Như chúng ta đã biết, các thiết bị di động rất khác nhau về nguồn tài
nguyên, về khả năng phần cứng. Với những thiết bị có năng lực hạn chế, nếu ta đưa
7
Java Mobile
quá nhiều thư viện hỗ trợ vào máy ảo trên thiết bị đó sẽ gây chậm hệ thống và dư
thừa không cần thiết. Với những thiết bị có khả năng cao hơn, chúng ta sẽ đưa thêm
nhiều thư viện hỗ trợ vào máy ảo giúp ích cho công việc lập trình của các nhà phát
triển. Do đó, nhu cầu phân chia thành nhiều Configurations là việc cần thiết.
Hiện nay Sun đã đưa ra hai loại Configurations khác nhau:
CDC (Connected Device Configuration):
• 512 kb (minimum) bộ nhớ để chạy Java
• 256 kb (minimum) bộ nhớ cấp phát động.
• Kết nối mạng liên tục, băng thông rộng.
CLDC(Connected Limited Device Configuration):
• 128 kb (minimum) bộ nhớ để chạy Java
• 32 kb (minimum) bộ nhớ cấp phát động.
• Giao diện người dùng hạn chế
• Năng lượng tiêu tốn ít (chủ yếu dùng pin)
• Kết nối mạng Wireless, chậm.
Việc phân chia này thực chất cũng chỉ mang tính tương đối. Công nghệ hiện nay
đang phát triển khá nhanh, và việc phát triển này càng làm cho ranh giới giữa các
loại Configuration này trở nên không rõ ràng.
8
Java Mobile
Hình 1.3 Configurations và các thiết bị
1.3.2 Profile:
Configuration thực ra chỉ cung cấp một số rất ít các lớp và người phát triển ứng
dụng hầu như không thể chỉ làm việc đơn thuần với các configuration này. Ta có thể
thấy điều này qua một ví dụ: các configuration không hỗ trợ các công cụ về giao
diện (GUI), do đó nếu chỉ dùng configuration thì lập trình viên phải xây dựng tất cả
các chức năng giao diện từ đầu. Vì lý do này Sun đã linh hoạt và đưa thêm một khái
niệm mới nằm ở tầng trên của configuration, đó là Profiles.
Ta có thể xem Profile là một mở rộng của khái niệm Configuration. Profile định
nghĩa các thư viện giúp lập trình viên phát triển phát triển ứng dụng cho một dạng
thiết bị nào đó. Ví dụ Mobile Information Device Profile (MIDP) định nghĩa các
hàm API cho các thành phần giao diện, nhập liệu và xử lý sự kiện, lưu trữ, kết nối
mạng và xử lý thời gian,… phù hợp với màn hình hiển thị và khả năng xử lý của các
thiết bị di động. Profile MIDP được định nghĩa trên nền tảng của CLDC. Ngoài ra
chúng ta còn một số Profile tiêu biểu khác như
– PDA Profile: tương tự MIDP, nhưng với thị trường là các máy PDA với màn
hình và bộ nhớ lớn hơn
9
Java Mobile
– Foundation Profile: cho phép mở rộng các tính năng của CDC với phần lớn
các thư viện của bộ Core Java2 1.3
– Ngoài ra còn có Personal Basis Profile, Personal Profile, RMI Profile, Game
Profile.
Luận văn chủ yếu chỉ đề cập đến Profile MIDP và các thư viện liên quan để
phục vụ cho việc viết ứng dụng trên điện thoại di động.
1.3.3 Máy ảo Java
Như chúng ta đã biết, một chương trình Java sẽ được biên dịch thành mã trung
gian sau đó chính máy ảo Java sẽ biên dịch phần mã này sang mã máy để thực thi.
Máy ảo Java sẽ chịu trách nhiệm việc cung cấp tính năng bảo mật, cấp phát và thu
hồi bộ nhớ và quản lý việc điều phối các tiến trình. Chúng ta có thể nói chính máy
ảo Java làm cho chương trình của chúng ta “chạy”.
Với CDC, máy ảo Java có cùng các đặc tính như J2SE. Tuy nhiên, với CLDC,
Sun đã phát triển riêng một dạng máy ảo chuyên biệt được gọi là K Virtual
Machine, gọi tắt là KVM. Chính những hạn chế về tài nguyên của các thiết bị di
động đã đề ra nhu cầu về sự ra đời của KVM. KVM không phải là một máy ảo Java
“truyền thống”:
• Máy ảo chỉ cần 40-80 kb bộ nhớ
• Chỉ đòi hỏi 20-40 kb bộ nhớ động (heap)
• Có thể chạy với bộ vi xử lý 16-bit và xung nhịp 25 MHz.
Đến đây chúng ta có thể hình dung phần nào cấu trúc tổng thể của một chương
trình J2ME như sau:
10
Java Mobile
Hình 1.4 Cấu trúc chương trình J2ME
Nếu chương trình được biên dịch với CDC, chương trình sẽ chạy trên các máy
ảo “truyền thống” và mang các đặc tính như chương trình J2SE.
Nếu chương trình được biên dịch với CLDC, chương trình sẽ chạy với máy ảo
chuyên biệt KVM và những đặc tính riêng do CLDC đòi hỏi.
Với chương trình xây dựng bởi MIDP, chúng ta có cấu trúc chuyên biệt sau:
Hình 1.5 Cấu trúc chương trình MIDP
Tầng dưới cùng là hệ điều hành có hỗ trợ máy ảo Java (KVM), bên trên là
CLDC và trên cùng là MID Profile. Lúc này khái niệm “Viết một lần, chạy bất cứ
11
Java Mobile
môi trường nào” của Sun không còn đúng hoàn toàn vì đã xuất hiện máy ảo chuyên
biệt KVM. Một số chương trình viết bằng MIDP sẽ không chạy trên môi trường
J2SE và ngược lại. Tuy nhiên chúng ta phải cảm kích các nỗ lực của Sun đã giúp
cho Java trở thành một trong những ngôn ngữ có khả năng độc lập với môi trường
bên dưới nhất hiện nay, điều này đúng với cả môi trường thiết bị di động.
Ở những phần tiếp theo chúng ta sẽ tìm hiểu kỹ hơn về hai thành phần cơ bản
của J2ME là Configuration và Profile.
12
Java Mobile
Chương 2: Giới thiệu CLDC và MIDP
2.1. CLDC
2.1.1.
Yêu cầu phần cứng:
Khi đề ra yêu cầu về phần cứng việc xem xét các chi tiết như bộ xử lý, bộ nhớ…
và các phần mềm hiện có trên các thiết bị di động là việc vô cùng quan trọng. Nhằm
mục đích phục vụ tối đa các thiết bị hiện có trên thị trường, CLDC chỉ đề ra các yêu
cầu về bộ nhớ và không đề ra yêu cầu nào cho các thành phần khác. Yêu cầu tối
thiểu để có thể sử dụng CLDC như sau:
• 128 kilobytes để chạy JVM và các thư viện của CLDC. Không phân biệt loại
bộ nhớ sử dụng (Rom, Flash,…), bộ nhớ của thiết bị phải bảo lưu được nội
dung lâu dài, ngay cả khi ngắt điện. Bộ nhớ này thường được gọi là
nonvolatile memory.
• 32 kilobytes bộ nhớ trống để cấp phát các đối tượng (objects). Bộ nhớ này
thường được gọi là volatile memory (hay là “heap”).
2.1.2.
Yêu cầu phần mềm:
CLDC có yêu cầu tối thiểu về mặt phần mềm. Hệ điều hành phải tương thích với
JVM và có chức năng quản lý các ứng dụng Java, bao gồm:
• Cho phép chọn và kích hoạt ứng dụng
• Cho phép gỡ bỏ ứng dụng khỏi thiết bị
2.1.3.
Máy ảo Java:
Do các thiết bị di động dùng CLDC thường có tài nguyên hạn chế nên Sun đã đề
ra máy ảo Java KVM phục vụ riêng cho các thiết bị này. Máy ảo KVM thực chất là
một bộ phận con của các máy ảo trên môi trường J2SE và J2EE nên cũng có nhiều
hạn chế và khác biệt so với hai phiên bản trên.
13
