手機應用程式開發之相關研究

2.1.1 為什麼要選用 Java

我們知道Java 的一個重要特性就是跨平台，也就是說工程師只要撰寫一次 程式碼，便可以在各種不同的平台上執行，亦即「Write Once, Run

Everywhere」［5］，這個特性對手機上應用程式的開發更是重要，為什麼這麼 說呢？因為現在手機進步越來越快，使用量也越來越大，所以有越來越多的廠商 投入手機的開發及生產，但每一家廠商的手機可能有自己的作業平台，若想要在 手機上開發應用程式，就必須針對每一種作業平台來開發在上面可以執行的應用 程式，這個工程將十分浩大，此外若有一種新的作業平台的手機再推出，則必須 再修改或重新開發新的應用程式，這樣的作法就變得不切實際。我們希望開發應 用程式主要花時間和精力在應用程式的功能及可用性，而不是在平台的研究，因 此選用Java 來作為手機上的開發程式，如此，只要手機廠商在其作業平台上提 供符合規格的Java 虛擬機器（Java Virtual Machine）即可執行我們所開發 的應用程式。

Java 的函式庫是被分類過的，也就是說所有的函式是被分門別類地放在不 同的類別下，因此稱為類別函式庫。在Java 規格中有一組核心類別函式庫（Core Class, 即 java.*）以及擴充類別函式庫（Extended Class, 即 javax.*），根 據這兩種類別所支援的程度，Sun MicroSystems 區分出三種不同的 Java 版 本，如下圖所示：

圖三 Java 2 版本函式庫關係

圖三說明了越往同心圓外面，支援的類別函式庫越完整，反之，越往同心圓 內部則支援的類別函式庫越少。而J2ME 便只有標準類別函式庫的子集合，但另 外再加了一些支援嵌入式系統的擴充函式庫，如javax.microedition.io.*類別 函式庫，主要是用來提供嵌入式系統、掌上型系統等較小型的作業平台的開發套 件。

本研究所使用的Java 版本便是 J2ME。

2.1.2 J2ME 介紹

在J2ME(Java 2 Platform, Micro Edition)中為了達到更有彈性的架構，

提出了Configuration 和 Profile 兩種概念。所謂 Configuration 是針對某一 個範圍內的裝置所定義的一些基本且通用的類別函式庫，例如有線裝置和無線裝 置是使用不同的Configuration，而 Profile 則是對於特定類型的裝置定義一組 通用的函式庫，因此每一種不同類型的裝置架構即使架構在同一個

Configuration 上也可能擁有不同的 Profile，例如手機和 PDA 兩者架構在同樣 為行動裝置的Configuration 上，但 Profile 並不相同。

圖四 J2ME 架構圖

上圖即為J2ME的架構圖，J2ME在設計規格時，導循著「對於各種不同裝 置而造出一個單一的開發系統是沒有意義的事」這個基本原則［12］［5］，因此 將嵌入式裝置大致分成兩種，一種是運算功能有限、電力供應也有限的裝置，如 手機、PDA等，針對此類裝置，J2ME定義了CLDC(Connected Limited Device

Configuration)；另一種是運算功能相對起來比較好、電力供應上相對也比較充

足的裝置，如冷氣機、電冰箱等等，針對此類裝置，J2ME定義了CDC(Connected Device Configuration)。

表一 CLDC及CDC最少配備需求

本研究是利用MIDP(Mobile Information Device Profile)這個 Profile 來開發手機上的應用程式，由圖四我們可以知道MIDP 是架構在 CLDC 之上，

因此所有CLDC 中的函式庫都可以在撰寫 MIDP 程式時呼叫使用，下一節將會 更詳細介紹MIDP。

2.1.3 MIDP 介紹

MIDP(Mobile Information Device Profile)主要是針對小型且資源受限 制的行動裝置而發展的Profile，可供廠商發展應用的類別函式庫［5］［10］。

在MIDP 內最基本的執行單位是 MIDlet，即一個可以執行的手機應用程式之基 本單位，包含了程式執行時所需要的類別檔(.class)及資源檔(如圖片、文字檔 等)，而多個 MIDlet 就組成了 MIDlet suite。

在手機上執行的MIDlet 應用程式是被包裝成 Jar 檔，且每個 Jar 檔會有一 個相對應的描述檔（Description File, *.jad），用來描述該 Jar 檔的基本資料 以及內含的MIDlet 之相關資訊(類別名稱、圖示、程式名)，Jad 檔是一個外部 檔案，亦即不包含在JAR 檔內部；除了 Jad 檔這個外部檔案以外，在 Jar 檔內 也有一個內部的描述檔，稱為清單檔（Manifest File），也是用來描述這個 Jar 檔的基本資料，以及內含的MIDlet 之相關資訊 (類別名稱、圖示、程式名)。

接著我們來看一個MIDlet 的開發流程，如下圖所示：

圖五 MIDLet 開發流程圖

與一般開發Java 應用程式一樣，需要經過撰寫程式碼、編輯、包裝成 Jar 檔等過程，但開發手機上的Java 應用程式還需要經過「預先審核」這個步驟，

以下說明一下這個步驟的用意。首先我們先來看傳統的Java 執行程序：

圖六 傳統Java 程式執行程序

基於安全的考量，任何要被執行的類別檔都要經過Byte Code 審核器（Byte Code Verifier）的驗證，以防止程式被惡意更改，導致傷害到系統，因此要經 過審核過程，確定安全後才能被執行，但這個過程如果要放到手機裝置上，可能 會浪費許多資源，且執行速度也會減慢許多，因此在開發手機應用程式的過程中 加入預先審核的動作，讓審核這個動作可以在PC 上進行，不僅可以加速程式在

手機上的開啟時間及執行時間，更能減少裝置電量的耗費，以下即為J2ME 程式 的執行程序圖。

圖七 J2ME 執行程序