（计算机软件与理论专业论文）midp图形系统的本地实现.pdf

m i d p 图形系统的本地实现 计算机软件与理论专业 l i 究生：蒋勇指导教蝼：牡中军 伴随着微电子技术和信息技术的迅猛发展，越来越多的电子设备将向微型 纯方淘发疆。这些设备不光婺其有计算动翡， i 豸莛还要有良好豹用户界蟊穰阚 络接人功能，它们实际上将会逐步取代我们现在雁在广泛使用的p c ，使我们的 计算真正无处不在，j 勾通更加方便。 j a v a 语言的“一次编写，l 壬意运行”设诗理念及冀移植搜好、羹嗣性好、 简单安全等特点无疑决定了它将成为嵌入式系统中一个新的亮点；使用j a v a 可 联援大恁降低嵌入式设备疲赠程序帮发豹复杂度，臻短汗发辩蠲，海抵或本。 但j a v a 有它自身不适于嵌入式设备的缺陷，它比c + + 需要更多的内存和更快的 处理箍。为此，s u n 维磁了面向消费设备的j a v a 平台，遮就是j 2 m e 。j 2 m e 不是 一个单一的软件实体，而是一系列规范的集合。这些栽范只憝定义了表现彤式 及接口，而实现可以根据不同情况有不同的实现方式。 姿翦最大懿王馋就是j 2 m e 懿移棱，秀麴果采惩s u n 的参考实褒，那么掺枣壹 的工作量陋大而且细节繁琐。针对这种情形，本文提出了一个内存虚拟屏幕和 霞彩抽象聪翡穰念，它翡实筑使移植接叠麓单i 爵疆方便，并譬提高了蚕形簸示 的效率和减少了抖动。 本文的主要工作如下： i 硬究和分辑i d u i 移植接懿层。这部分鲍主要工终是研究了k v m 的本 地实现方法，通过对内部机制的研究，提出了一臻更高效率的设计方法； 然后在m i d p 参考实瑷懿l c d u i 接疆矮熬基礴上雯逡一步接象，掇崮 一个内存虚拟屏幕和图形抽象层的设计。 2 。甏形摇象层的设计与实现。遮部分完成了内存虚拟屏幕结构的设计，它 模拟j 一个 宴曲辨舔；籼内存盘拟瓣幕的攀础土提水j 潮彤抽缎瑶的 、叟 ，它娄极于虚拟文秘系统的设汁，将琅层纳岗形擗秘二b 般垃的宴残 分离”米。 3 i m a g e 对象的实褒。i m a g e 对象主要是米彝于嬲终的凰形文妇1 ，这部分 f 辑：斌整将阉形文 ， = 瓣玛焉生成一靼内存的翻形跌象。 4 ，1 6 位的图形引擎的实现。建部分实现蚋图形0 l 擎支持1 6 位的颜色掾度 程8 使a l 曲a 模式。这个豳形引擎主要提烘了基本的攫形绘制和图像的 各种拷捉操作。 美键字： j 2 m e ，c l d c ，m i d p ，k v m ，图形用户界面，图形j | 象屡。 t h en a t i v ei m p l e m e n t a t i o no f m i d p g r a p h i c ss y s t e m m a j o rc o m p u t e rs o f t w a r e t h e o r y s t u d e n t ：j i a n g y o n g a d v i s o r ：d u z h o n u n w i t ht h er a p i dd e v e l o p m e n to fm i c r o e l e c t r o n i c sa n di n f o r m a t i o nt e c h n o l o g y , m o r ea n dm o l ee l e c t r o n i cd e v i c ew i l lg r o wt o w a r d sm i c r o m a t i o n t h e s ed e v i c e s s h o u l db ep r o v i d e dw i t hf u n c t i o no fc a l c u l a t i o n ，g o o du s e ri n t e r f a c ea n dn e t w o r k a c c e s s a c t u a l l y ，t h e yw i l lg r a d u a l l yt a k et h ep l a c eo fp c w h i c hi sb e i n gw i d e l yu s e d i tw i l lm a k ec a l c u l a t i o nb ee v e r y w h e r e ，c o m m u n i c a t i o nw i l lg e tm o r ec o n v e n i e n t j a y , sd e s i g nt h e o r yo f “w r i t t e no n c e ，r u na n y w h e r e a n dt r a i t s o fg o o d r e u s a b i l i t y , w e l li n d e p e n d e n c e ，s i m p l e n e s sa n ds a f e t y u n d o u b t e d l y , d e c i d ei tb e i n g t h en e ws h i n i n gp o i n to fe m b e d d e ds y s t e m j a v aw i l lg r e a t l yr e d u c et h ec o m p l e x i t yo f e m b e d d e ds y s t e mp r o g r a m m i n g ，i tw i l la l s os h o r t e nt h et i m eo fd e v e l o p m e n ta n d r e d u c et h ec o s to fp r o j e c t 。h o w e v e r ，j a v at e c h n o l o g yh a ss o m es h o r t c o m i n g su n f i tf o r e m b e d d e ds y s t e m 。i tn e e d sm o r em e m o r ya n df a s t e rp r o c e s s o rt h a nc + + f a c i n g i n c r e a s i n g l yh u g em a r k e td e m a n d ，s u np u s h e so u ti t sj a v ap l a t f o r ma i m e ds q u a r e l ya t c o n s u m e rd e v i c e sw i t hl i m i t e dh o r s e p o w e r , i ti sj 2 m e + j 2 m ei s n to n es i n g l es o f t w a r e e n t i t y , b u tas e r i e so fs p e c i f i c a t i o ng a t h e r i n g ，t h e s es p e c i f i c a t i o nj u s td e f i n eb e h a v i n g f o r m a ta n di n t e r f a c e ，b u td i f f e r e n ti n s t a n c eh a sd i f f e r e n ti m p l e m e n t a t i o n 。 t h ec u r r e n tm a i nw o r ki sp o r t i n go fj 2 m e , b u ti ti sh u g ea n ds u p e r f l u o u si f b a s e do ns u n sr e f e r e n c ei m p l e m e n t a t i o n s o ，av i r t u a ls c r e e na n dg r a p h i c sa b s t r a c t l a y e ri sp r o p o s e d ，t h ep o r t i n gb a s e do ni ti ss i m p l ea n dc o n v e n i e n t ，a n di ti m p r o v e s g r a p h i c sr e f r e s h m e n te f f i c i e n c ya n dr e d u c e sf l i c k e r b a s i c a l l y , t h em a i nw o r ko ft h i sp a p e r a r ea sf o l l o w s ： lr e s e mc ha n da n a l y z eo nl c d u1 p o r t i n gi n t e r l a c e t h e m a i nw o r ki s r e s e a r c ho l i n n e rm e c h a n i s mo t k v mn a t i v e i m p l e m e n t a t i o n ，a n d i n t r o d u c t i o no fab e t t e rd e s i g nt e c h n i q t i e ；t h e n ，av i r t u a ls c r e e na n dg r a p h i c s a b s t r a c tl a y e ri sp r o p o s e db a s e do nl c d u i p o r t i n gi n t e r f a c e 2 t h ed e s i g na n di n l o l e m e n l a l i o no fg a l t h ev i r t u a ls c r e e ns t r u c t u r ei s d e s i g n e d ，i ts i m u l a t ea t r u es c r e e n ；a n dag r a p h i c sa b s t r a c tl a y e ri sp r o p o s e d ， i ts i m i l a rt ol i n u xv i r t u a lf i l es y s t e m ，u p p e rg r a p h i c so p e r a t i o na n db o t t o m i m p l e m e n t a t i o na r es e p a r a t e d 3 + t h ei m p l e m e n t a t i o no fi m a g eo b j e c t + t h ei m a g eo b j e c ti sm o s t l yr o o t e di n n e t w o r kp i c t u r ef i l e ，t h ei m p l e m e n t a t i o ni sd e c o d ei ta n dc r e a t eam e m o r y r e f l e c t i o n 。 4 t h ei m p l e m e n t a t i o no f1 6 b i t sg r a p h i c se n g i n e t h ee n g i n es u p p o r t1 6 b i t s c o l o rd e p t ha n d8 b i t sa l p h av a l u e ，i tp r o v i d eb a s i c sg r a p h i c so p e r a t i o na n d m a n yi m a g ec o p y i n g s k e y w o r d s ：j 2 m e ，c l d c ，m i d ek v m ，g u i g a l 黻埘天擎骥 ：论文 弓l言 当前，无线通储已经成为发展簸侠、袋髓沿的遴信领域之一。乎梳等移动设 备的拥有熬早已越过p c 机，两i n t e r n e t 已日益成为人们工作、生活和进行商务 活霸必不霹少瓣媒奔。特鬃楚繁三代( 3 g ) 宽豢无线瓣臻煞发震健褥手瓿等无线 设备上网成为必然趋势。躁前无线市场藤临的最大闯题熙缺乏关键性反鞠。聪 j 毙从这个意义上来讲，关镳住陂用将成为光线市灞能否裔革命往发展静决定性 因綮。 然露，鼍怒辩代由m i c r o s o f tw i n d o w s 一统天下瓣髑嚣不弱，移动遴售嚣 代匙一个群蟪纷争时代。从网络铡c p u 辩至4 操作鬃统，多种标准弗存，多家厂 囊竞争。瓣茕，手税类嵌入式系统簧遮篌糟c 语害和专鹅蠹奄实霹掇律系统，劳 且软件开发速度慢，也没肖动态加载应用程序的功能。所以，单纯依靠手机厂 赛是舞豹软传嚣发麓力难以满足常绣懿嚣浓；另一方瑟，出予没骞开敖瓣编程 平台，广大的软件开发商又无法开发出适用于手机的应用程序。 在这耱媾凝- f ，s u n 公嗣铮瓣淡费毫孑翻嵌入袋设备涮定了、j 2 s e 技零熬精 简版本j 2 m e 。j 2 m e 技术针对嵌入式设备设计，为陂用开发人员提供了一个统一 瓣秀发乎螽。 摩托罗拉是j 2 m e 的最先支持者，第一个在乎机上移植了k v m ，又领等全球 手枕厂家制定了m i d p 援菹。在2 0 0 0 每熬j a v a o n e 大会上，摩托罗挝蕙裁宣毒： “艨托罗披的主要手机类溅鄱将支持j 2 m e ”。随届，匿穸 大型手机厂商诺基亚， 嚣门子等邋纷纷熬入。1 2 m e 豹嚣淡帮移植巾，雄窭了众多支接j 2 m e 豹手壤。毯 前，支持m t d p ，研以运行j 2 m e 程序的设备已经商很多，手机包括m o t o r o l a 的 a 3 8 8 、t 7 2 0 ，n o k i a6 8 0 0 、7 2 1 0 等等。已经有2 i 令生产厂家推趣了1 0 0 多静支 持j a v a 的葶持设备。根据a r cg r o u p 2 0 0 2 年六月的无线j a v a 报鬻，“剃2 0 0 7 年，凡乎掰霄豹葶持设备郝将提供对j a v a 豹支持”，餐来j 2 m e 农未寒驰几年 纂仍然将持续舞滋。 妇兹掰述，m i o p 出现最晕，瞧发震最抉。2 0 0 2 筝1 0 羹，j c p ( j a v a c o m m u n i t y p r o c e s s ) 推出了m i d p 2 0 的规范，和m i d p i 0 楣眈，它大大加强了对用户界面、 多媒体和游戏功能、网络造接功能的支持，同对将o t a 应用程序下载包括到规 四川 学硕士论文 蓬巾寒，餐夕 还为无线馈惠设蚕提供了端到端( e n d t o e n d ) 豹安全搬割。 为了支持对声音的处理( 例如播放w a v 文件) ，m i d p 2 0 中增加了一个可选 包a b b ( a u d i ob u i l d i n gb i o e k 。在黻蒋，a b b 只氢禽在m o b i l em e d i aa p i ( m m a p l ) 中，现在将其纳入到 l i d p 中来，开发者就可以不用依赖于m m a i q 了。当然，如 果使用了m m a p i ，可以为移动设备开发更多的功能，眈壹吁可醴谯p d a 上播放褫频 漉锩等。 对j 2 m e 游戏开发的支持可能是开发者和用户都企盼已久的，m i d p 2 0 提供 豹游戏a p i 谩褥游戏本隽哥戳受充分弱剩翔设冬鑫鸯熬辫形处理功煞。宅鹣出 现无疑大大简化了j 2 m e 游戏的开发工作，同时也使得开发者可以更多地控制程 痔静图形簸理佳能。 在通信方面，m i d p i 0 仅支持i t t t p ，m i d p 2 0 则增加了对h t t p s 、报文、s o c k e t 通信以及串口通信的支持。另外，m i d p 2 0 还支持服务器p u s h 体系架构，这样， 强浆手枫能够收到来囊服务器豹擐繁、港息或者广援，根据要求启动手规上的 应用程序j 拄行操作。 支持o v e r t h e a i r ( o t a ) p r o v i s i o n i n g 莛m i d p 2 。0 豹一令重要熬凝特点， 它使得用户能够幼态地部署和更新移动设舔上的威用程序。新版的m i d p 规范中 蕊迩了如何在移动设备上发瑗、安装、更新秘潮除m i d l e t 套传：闻辩，攥供应 用程序下载的服务提供两还能够判断该m i d l e t 套件是否能够运行在申请下载的 设备上，并且从设备上获取安装、黛新和删除的傣息。m i d po t ap r o v i s i o n in g 摸型为移动骚务提供囊提供了单一、振准熬部署m i d p 瘗用程j 警熊途径。该模型 已缀被众多技术领先的移动设备制造商和服务提供商所采纳。 蠢双入类步入潮络辩代蔽詹，网络安全始终楚一今缀关键瓣阉麓。l o t 2 ，0 增加了强大的“端到端”的安全模型。一方面，m i d p 2 0 支持h t t p s ，可以对传 输的数据进行加密；另方面，m i d p 2 0 采用了和m i d p i 0 不丽的安全杭稍，采 用安全域来确保寒经授权的m i d l e t 套 串无法访问受权限控制的数据、应用弦序 以及其他网络和设备资源。 疆羞赫豹甄莲熬接爨，s u n 、m o t o r o l a 、n o k i a 、b o r l a n d 等郄推出7 蠢麴豹 3 2 m e 的开发工具和集成开发环境( i d e ) ，弗受到了开发者的广泛好评。据统计， 翻2 0 0 3 零1 秀- f 载j 2 m e 无线应焉开发工藏的入次已经超过了5 1 5 0 0 0 。与之蠢 来豹是j 2 m e 开发队伍的不断壮大，目前全球j 2 m e 开发人员的总数融经超过了 四川i 太学硕i ：论文 二百万。开发者可浚完成编鹞、调试、都署莽僚秘移韵设备懿模援器完成臻戆 测试。 支持j 2 m e ，必须在手机平台上完成j 2 m e 趱拟机的移植。s u n 公司仅仪提供 了j 2 m e 豹规范，以及基本的参考代码，劳没有提供完善的移植方案供手机厂商 辍而易举的完成移植工作。这就意味着手机厂商要想支持j 2 m e ，必须投入大量 教人力霉爨穆力，蒡耗费大鬃载霹润。秀攀撬产l l l l 目凝囊舅，竣最快故速发燕出 最新的产品，才能抢占市场份额，获得利润的煅大化。在支持j 2 m e 和快速推出 新产品瑟蓠，厂商往往感到力不觚心，一套完熬嚣赢鼗酶j 2 m e 移檬方案，成为 了手机开发的迫切需臻。 s u n 提供了一个日i 常完备的c l d c 和m i d p 的参考实现，它宥自穗的一套图形 黪窝各秘方法骢实现弗且提供了一系列移植接鞠，但m i d p 麴图形蚋本地实现要 依靠目标平台的图形引擎，这就为移植工作带来了巨大的工作量。通过分析s u n 麓m i d p 参考实现提供静l c d u i 移禳接日，理瀵各个艨次之鬻静按鞠，本文提出 了一个闼形抽教层的设计与实现，它建立在内存虚拟屏幕的基础上，支持线性 穰式及掩位颜色深度、8 位的a l p h a 通道。逶过这个抽象滕，我们可醵方便的 将j 2 m e 豹g u i 移檀剡各种系统上，只需要实现将虚拟屏幕拷贝到驻存上。，1 2 m e 的g u l 移植是麓点和难点，也是本文讨论的主凝内容。 鞲列太学磋士逢文 1 理解j 2 m e 平台 。j 2 m e 主要针对资源受鞭的涪费黧设备，例如淖辘和p d a ，这类设备在生产 出来以后就不能下载和安装软件了。但是根据j 2 m e 的设计理念，这类设备并不 是只能提供一些固定的、一成不变的功能，它们也应该能够浏跑、下载和安装 j a v a 疫矮纛滓移内容。j 2 m e 是j 2 s e 懿一令予集，它继承了j a v a 夔谗多爨悫粒 特性，提供了一个安全的和可移植的平台，并且w 以存取动态内容。但因为受 资源的限制，j 2 m e 不褥不对j 2 s e 怍出重大修改，以减少消耗掇商效率。 1 1 j a v a 语言的特点 。l a v a 谮言是一种觞单的、面向对象的编程谬誊，它拥有以下的特点：简单 瞧、覆囊对象语言、分蠢式语言、强键轻毪、褒安全整、霹移禳蛙、多线疆港 言。 1 2 j a v a 平台用于无线开发的优越性 j a v a 平台用作无线开发是一个极好的选择，肖许多无可比拟的优势，下面 列举三条。 1 2 1 j a v a 平台的安全性 j a v a 警节玛始终在j a v a 虚拟枫巾运行，寝拟桃澍下载豹代鹤提供了一个舞 全敕运荦亍环凌。一个霹瓶行交修霹耱会使落蠢鬻淡( 嘲翔薤器载惩掇j ，餐j a v a 程序最多诚虚拟机停j t 避行，商不糍涉及设餐本舟。 1 2 。2j a v a 壤羲舔繁牡性 垃圾回收机制节省了程序员许多为追踪内存泄漏而花费的时间，j a v a 谣言 。一 四川人学硕_ 。论文 的例辨祝制使糕序员能够编写璺捐健壮鹩程序。 ，2 3j a v a 强移植性的慌势 “一次编写，多次运行”魑j a v a 的设计理念。例如，你写了个1 ) t o t ， 那么它就稳在强健支持m i d p 撬茈酌设备上运行。程现今令久疆穗缭蘸麴纛线设 餐孛，不髑必了交一个程净纛去嘏釜多令撬露敝本将会是一个曩大魏绽势。繇 使在慕些设备中使用了厂藏特殊的本地方法，用j a v a 缡写的程序依然能够很容 易的修改成在其他设备上也能运行，而不会像c c 十十那样复杂。第二个强移植性 的优势是强无线网络中传输程膨( o v e r t h e - a i r ，o t a ) ，二迸制文俘丽样能够传 输，毽它不是运行焱虚熬桃串，没蠢j a v a 溪麴舂熬与生撰卷豹安全悛。 1 3j 2 m e 的体系结构 雷先疲该邂解一下j 2 m e 程整个j a v a 技术体系孛戆缝穰。j a v a 平台憨共毒 三个乎：j 2 e e 、j 2 s e 和j 2 m e 。下圈示意了j a v a 的各个版本程整个体系中的 地位积作用： 臣丑吨三习 三 曰哐习 二、，_ ， j 撇2m i c f oe d i t i c n j 2 m j 2 s e ( s t a n d a r de d i t i o n ) ：j a v a 静标准敝，撼黉7j a v a 豹簸麓本功髓。 主要设计藩在案覆系统帮王捧瓣上。 j 2 e e ( e n t e r p r i s ee d i t i o n ) ：j a v a 的企业版，内壁了对s e r v l e t s 、i s p - 5 一 鞠川丈学硕士论文 和x m i 。的支持。这个版本针对服努器程序而设计。 j 2 m e ( m i c r 0e d i t i o n ) ；1 a v a 的耩筠舨，为内存、摄示和处理嚣受限的 消费设簧设诗。 我们必须认识划如果按照j a v a 标准版“o i q e s i z e - f it s - a j ”的思想，那 么j 2 m e 是不能在微小设备上运行的，因此j 2 m e 采用了c o n f i g u f a t j o b 和p r o i i l c 熬概念慕定义j a v a 逡纾舔境。 c o n f i g u r a t j o n 定义了j 2 m e 的虚拟枫所需要的最基本的运行环境和一组能 运行于所有设备的核心类库，c o n f i g u r a t i o n 抽象了大量千差万别的设祷的功 能，定义了特定设备艇用盼虚拟枧耱低级a p i 。j 2 m e 定义了灏摊c o n f i g u r a t i o n ： c l d c ( 连接有限设餐配置) 帮c d c ( 连接设备酝霉) 。每一释c o n f i g u r a t i o n 聱 各自定义了一套它支持的设备所必须拥有的功能集。 c d c 应用于相对内存量较大、更强处理器的移动设备。c d c 规范采用了内 存饶识戆寝毅蔽，恣羧是疆疆静c v m ，逶过宅疑珙等弱轹壤j v m 豹特瞧。按照 s u n 的文档说明，c d c 针对新型p d a 、智能通讯设备和机顶盒之类的高端设备。 c l d c 采用了熙轻型的虚拟机，设计为在较低内存环境下运行。由于受到 严格的内存窖量限镪，k v m 因此缺乏一些完整j v m 所提供的特性，这就是说，你 可戆褥激变自己靛编程风格了。k v m 在热戴低内存要求下不褥不在浮点数学诗 算、反应和对f i n a l i z e r s 类的支持等方面对性能折中。 下黼显示了j 2 m e 的两种c o n f i g u r a t i o n ： j a v aa p p l i c a t i o n k v m + c l d c n a t i v e a p i sa p i s n a t i v e0 s d e v i c e c o n n e c t e d ，l i m i t e dd e v i c e c 。n f 主g 娃r a t i o n ( c l d o j a v aa p p li c a t i o n c l a s s i cv m n a t i v e + c d ca p i sa p i s n a t i v eo s d e v i c e c o n n e c t e dd e v i c e c 。n f i g u r a t 主o n ( c d c ) p r o f i l e 针对嶷体的c o n f i g u r a t i o n 增加了特宠静类艨。c o n i 。i g u r a t i o n 是 与设备相关的，而与也不同的是p r o f i t e 为应用程序提供丁框架。p r o f i l e 定义 了一整襄j 2 m e 应爰凝枣可鼹的a p i 类褥量专门钤对绘定酝灏到建。s u n 攘出了 喜 四川大学硕士论文 2 稀可掰的参考1 2 m ep r o f i l e ：基础( f o u n d a t i o n ) 耩移动信怠设备p r o i l e ( m o b i l ei n f o r m a t i o nd e v i c ep r o f i l e ，m i d p ) 。 旗础p r o f i l e 主要用于c d c 配霸，因而其虚拟机几乎等同予标准的虚拟 机。这意哮着，镬用慕础p r o f i t e 数秀发人员霹叛访潮宠整安现豹j 2 s e 特性集。 m i d p 连同功能较低的c l d c 配置一道为开发今天的移动设备_ 陂用程序提供 了你最霹能溺蠲戆j a v a 平鑫。m i d i ，支持j 2 s f , 类疼豹骞袋子粲瑟羹蔻在c l 。e 配 鼹上使用定义了定制的用户接口和输入输出类。 下闰显示了c o n f i g u r a t i o n 和p r o f i l e 怎样在一起工作提供了一个完整的 、l a v a 运罩亍环境 j a v aa p p l i c a t i o n p r o f i l e c o n f i g u r a t i o n n a t i v eo s d e v i c e 在c o n f i g u r a t i o n 和p r o f i l e 的基础上，j c p ( j a v ac o m m u n i t yp r o c e s s ) 撵密了洚多哥选静露，魏j s r l 3 5 ( j a v a s p e c i f i c a t i o nr e q u e s t ) 定义了m m a p t 圭觅范，主要用于移动多媒体应用。m m a p i 是一套可选的库，像可以被采用在已经 存在的m i d p 2 0 规范中。在移动通讯镶域，璃今已经存在许多多媒体格式，并 且不戥有耨格式被定义出来，m m a p t 主要针对多样的设备和不同的 c o n f i g u r a t i o n 而提出一个更高一层的a p i ，以使各种设备拥有一种统一的多媒 髂处理能力。 1 。4 当前需要徽的工作 c d c 、c l d c 和m i d p 相当于传统程序设计语言的一套a p i ，s u n 针对这种蕊格 的乎台编写了套j a v a 虚拟枧，即k v m 。c l d c 和m i d p 都悬用j a v a 实现的，具 有可移植性；k v m 是j a v a 釉目标平台交流的部分，怒用c 语言实现的，具有平 螽蔌赖绞。s u n 提供黪k v m 仅汉是一令参考实臻( r e f e r e n c ei m p l e m e n t a t i o n ) ， 器媚太学矮士论文 并没有针对特定的设备平台进行有效的调整，只是掇供了一套函数接口来供目 标平台的程序员移植使用。因此我们当前的主要工作就是将s u n 的k v m 参考实 磁代码移植到挺体靛耳标平台上。班下列蹬在移植中爨要骰豹工佟。 1 对长整数豹支持；j a v a 袋长能支持到6 4 b i t s 鹣熬数，一般的跨平台编译器 不支持这么长，所以我们就必须用软件的方式去仿真。若是处理不慎的话， 一旦超过6 4 b it s 就会o v e r f lo w 。 2 + 建浮熹数戆支持：穰多焱入式系统不支拷浮纛数魂糍，嚣魏盛缀臻软转去傣 真。 ：3 对e n d i a n n e s s 特性的考虑：就是b i ge n d i a n 和l i t t l ee n d i a n 问题。当处 理长整数豹时候，一般使蹋两个整数合并在一起，这对就会产生褒低位豹阉 题。 4 对多线稷镣理的时钟问题：k v m 本身凝有仿真多线程的管理机制，不过这时 候它需要个标准的时间单位作为参考。每一种嵌入式系统的融阃基本单位 不一样，妊矮要基舒接囊一令予分之一移静警谴绘k v m 整蠲。 5 内存管理嶷持：有些系统没有内存的管理机制，我们可以指定一个大数组绘 k v m 自跫的内存管理机制来管理。如果系统支持内存管理的话，也可以利用 系统提供豹营理秘捌安现。 6 中文化阀越：这个闯鼷涉及嚣穰广，蒸奉上所提谈鹩系统类库酃必须徽修改。 在k v m 里面是以u n i c o d e 的字符为藏。在很多函数中根本没有考虑到双位的 问题，因此解决豹办法就是在计算麟传位或是字符数组的时候自行计算取 经。 7 图形用户接口的支持：这是移植时娥耗费时间和精力的工作。其中操作系统 所提供的a p i 最好支扮e l i p p i n g 功能，因为有搬多需要移植的类都是支持 c t i p p i n g 豹。对予事转瓣麴应及按镳靛对应氇妊缀小心处理。 根据以上列出的移植避程中可能会遇到的问题，戳下的章节将会针对图形 用户接口在本地方法的实现做一个详细的说明。 8 - 滔鲻大学矮士论文 2 c l d c 与m i d p 在第一章墨经对j 2 m e 韵燕要概念稻体系结构徽了个较详缁静描述，在本 章将会就j 2 m e 的两大缱成部分c l d c 稻铸l 静的蕊范做燹进一步详细钓说鲷。k v 鞯 耩于s u n 根据c l d c 而实琉的一襄参考代码，键在1 2 m e 中其有举怒轻重酌鬻燕位， 因为零章褥衾专门对k v m 傲一个详继的介绍。 2 。1c l o e 2 1 。l 檄述 2 1 设计翻檬 1 定义一个适用于可连接有限设备的j a v a 平台爽糟标准。该平台的主要特征 是；1 6 0 k 5 1 2 k 的内存资源；1 6 b i t 3 2 b i t 的处理嚣；很低的电鬣消耗， 遵鬻用电逑供电；遴露通过纛线网终连接，繁宽不越过9 6 0 0 b p s - 2 j a v a 耩序帮内容静动态传送。这是j a v a 技术盼姆泰之一，不弱予以幸圭豹溪 编弼，j a v a 的目标就最要程不同的设备之阀传送统一、动态、褥焚要豹海 容。 3 面向第三方程序开发者。j 2 m e 的设计酲标不疑楚面向设备帝l 造商耩系统 开发员豹，同样考虑剜应用程序开发员约辩求。芷爨蠢为大量率离的寂翊 程序黝运嚣、，君黢使褥支持j a v a 的无线援餐稳爱广斓的市场。 2 ，4 。 2 范鬟 根据j s r 3 0 ，c l d c 援莛生娶铮慰以下范邃提出； j a v a 语客鞠虚撅橇特征 j a v a 核婚类库( j a v a 1 a n g 4 ，j a v a u t i l + ) i n p u t o u t p u t 四川大学硕士论文 n e t w o r k i n g s e c u r i t y i n t e r n a t i o n a l i z a t i o n 但c l d c 规范不包括以下范围： 应用程序的管理( 程序安装、运行、删除) 用户界面接口 。事件处理 上层程序模型 2 1 2c l d c 的体系结构 在c l d c 实现中的核心内容是j a v a 虚拟机k v m ( kv i r t u a lm a c h i n e ) ，它遵 从于j a v a 虚拟机规范和j a v a 语言规范，但不同于传统的j v m ，k v m 有自己特殊 的规范要求：在k v m 上层是c l d c 的j a v a 类库。在本节将会对这两部分分别进 行介绍。 2 1 2 1k v m 的运行环境 1 、k 的限制 k v m 不支持j a v a 语言规范如下： 不支持浮点数据类型( f l o a t 和d o u b l e ) 不支持类实例的f i n a l i z a t i o n 。函数o b j e c t f i n a l i z a t i o n ( ) 不存在。 有限的错误处理。许多j a v a 1 a n g e r r o r 子类都不被支持，这些错误类型都以 本地方法的方式实现。 k v m 不支持j a v a 虚拟机规范的地方如下： 不支持j a v a 原生接口( 烈i ) 不支持用户定义的j a v a 类装载器；不支持r e f l e c t i o n 功能；不支持w e a k r e f e f e n c e 不支持线程组或d a e m o n 线程 2 、k 的特色 1 k v m 的启动和j a m 翱斌夫攀碗1 ：论文 在巢蘧系统，j a v a 庭拟枫可以逸避套令行靛方式启动；两程手持设器上 同样可以通过配鼹实现成用程序的安装。还肖一些设备没有提供这样的 用户接口，因此k v m 提供了一种j a m ( j a v aa p p l i c a t i o nm a n a g e m e r ) 的实现方式。j a m 假设肉容都蓬邋过嘲络的方式下载静j a r 包，j a m 读j a r 包中的内容和一个描述文件，透过描述文件j a m 扁确k v m 砉i l l 行畿内瓣j a v a 程垮。 2 ，c l a s s 文锌授验 e l 。1 ) e 要袋j a v a 虚拟褫g 够对c l a s s 文件进辑校验势提绝 # 法文俘。然 而传统的验证方法有消耗内存大的缺点，因此c l d c 定义了另外一种校 验方法来对c l a s s 文件进行校验。在下载的c l a s s 文件中，每一个函数 都毽含了一个s t a c k m a p 属性，这个属性加在标准豹c l a s s 文 孛中主要 是用予进行预校验，而预校骏通常在服务嚣上进行。这个属性的存在使 遵守c l d c 羽寝藏梳在校验c l a s s 文件豹辩候菱袄，著艇减少了虚按辍 豹代鼹秘内存游糕爨。 3 + 类靛熬载 k v m 能够从j a r 文体溅个搬定艄路径加载类，丽且与设餐相关的类加 载方法还可以根据霈蓑创建。 4 原艇代码 k v m 不支持j a v a 原垒接口( j n i ) 。因此，在我们编译的时候裁必须把原 生代码誊援链按迸虚狻梳中，警我们需簧调用藤生溺效豹霹候簸麸 l o o k u pt a b t e 串查找。这静撬铡傻调耩蘧数饕豢方便，毽嗣薅魄饕零褰 荔发生错谡，困扰京写藩生爨数豹瓣候必矮蘩务豢豹夺心。 5 。事l 牛处理 为了使移梭更方便，在k v m 中定义了四种事搀豹通知翘处理机制，我 们可以缀摄目标系统的特点选用一耪最合淹的。 。 同步通知机制( 阻塞) 一在j a v a 中的p o l l i n g 在字节褊解释器牵的p o l l i n g 。弊步逶翔梳涮 6 j a v a 代码瑟缝 姻川天学硬士论文 k v m 支持j a v ac o d ec o m p a c t ( j c c ) 功能，也即预链按、预装载或r o m i z e f 。 这种机制支持将j a v a 类直接链接进盥拟桃，以减少虚拟机的魑动时渊。 在撬行潜，j c c 将j a v a 类文释生裁一拿文释，蔽矮能被编译链接逶 j a v a 虚拟机。j c c 提供了一个程序链接和符号连接的方法，虽然这种方 法在程序构造时会缺少灵活性，但它可以减少虚拟机的内存需求。j c c 本骞是鼹j a v a 语言写藏懿，因蘧它嶷蠢可穆捷瞧。j e t 具有懿下凌鹱： 合并多个输入文件 决定一个对象实例的布局和大小 一 装载那些仅仅被搬定的类成员，面丢弃其能驰 2 1 。2 2c l d c 的类库 必了确傈自上兼容性和可移植性，c l d c 鼹包括豹主要炎瘴都是来基予j 2 s e 。 只眷一少部分是为了适应移动设备两特翻静。实际上，这魏孩心痒是国j c c 按 术内鬣到k v m 中的。c l d c 类库a 常之小，它幽一个j a v a x m i c r o e d it i o n i o 包 和必类组成，这必类主要来自j 2 s g 的以下锻：j a v a i 0 、j a v a 1 a n g 、j a v a + u t - l 。 妇鬃蘩实凌j 2 s e 较转搂蜀与j 2 m e 懿熬会，赣必须遵枣蠢魏下燕建： 只要可能，包或类豹名字就必须一致。 对于j 2 m e 中从j 2 s e 继承的类和方法，其语义必须与j 2 s e 中同名 的类秘方法一致。 不熊淘j 2 s e 积j 2 m e 中共享静类添翘公共字段躐保护类型。 j a v a x m i c r o e d i t i o n i o 包不是继承自。1 2 s e ，它包含一个定义了通用连接 框架( g e n e r i cc o n n e c t i o i lf r a m e w o r k ) 的接口集合。该框架可以由基予c l d c 静楚浚使嗣，获蠢撵撰一耱逶麓辊麓来访翊稠络或其毯燹源，这些资源要么较 据名字寻址，要么通过i n p u t s t r e a m 和o u t p u t s t r e a m 发遴和接收数据。此类型 的典型例子为h t m l 页面或j a v as e r v l e t ，它们都可由u r l 标识。 j a v a 1 a n g 包 c l d c 中的j a v a 1 a n g 趣中的炎只是与之对应的j 2 s e 镪中的一半，褥且有狠 多熊还没完全嶷现。 由予c l d c 没肖实现最终他，所以o b j e c t 类中没有f i n a l i z e ( ) 方法；而且也 泌j l l 太学碗i 二论文 不支持将澍象复制到k v m 中的通用方法，因此没有c l o n e ( ) z r 法和c t o n e a b l e 0 接口；k v m 的r e f l e c t i v e 功能被取消了，但仍w 通过使用f b r n a m e ( ) 和 n e w l n s t a n c e 0 方法对那些在编译时类型不祥的类进行有限的搡作。 2 2赫l d p 2 。2 。1 概遴 仅有有限资源的设备冤法支持完铸的虚拟机和究整的j 2 s e 系统，c l d c 只 为在这些设备上运行提供了慕础类，箕无法提供可与并；l 户、存储设备或嘲络滋 行交互的功能，丽m i d p 翔藤楚程c l d c 基礁上撵供遮整功能的p r o f i l e 。m i d p 皮带叫傲m i d l e t ，m i d l e t 苜戳直谈使用m i d p 功能淤及e l d c 的a p 。由予k v m 不支持j n i ，繇激m l d l 髓蠢接谤通本嬷警台靛难一方法藏楚将零遮代鹅链接剿 定铡版本魏攫羧壤孛。 2 2 1 1 范嘲 程净豹黛鑫蠲麓( 定义了一个m i d p 糕痒豹语义瘸魏舞控露l 鬈) 安全模黧，毽耩特投壤豹安垒和端对端瓣攀务安全 网络 。持久性存德 定时器 声音、图像和用户界面 2 。2 。2m i d p 瘁 l 。用户接黝包 j a v a x m i c r o e d i t i o n 1 c d u i ：这烂a p t 为k l l l ) l 应用程序用户界颟的实 现提供了一套方法 j a v a x m i c r o e d it i o n 1 c d u i ；g a m e ：这个镪为能使羔线设备开发丰富的 游戏内容掇供了一系歹罨静类 一 冬 i ! ! 川大学硕士论文 2 程序生命期包 j a v a x ，m i c r o e d it i o n 。m i d l e t ：这个魁定义了m i d p 应用程序和成用程序 与之掰运孬翡邵境之溺豹交曩 3 持久性包 j a v a x m i c r o e d i t i o n 。f m s ：m i d i ，为m d ie t 提供了一套机制长期