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无缝移植J2ME程序到OPhone平台解决方案
OPhone平台开发, 2010-03-01 17:34:50
Tags : 移植 Ophone平台 J2me
为什么需要移植J2ME程序
1990年12月，Sun公司内部由James Gosling、Patrick Naughton及Mike Sheridan成立了一个叫做Green Team的小组。Green Team小组的主要目标，是要发展一种新架构，而这种架构必须能够 在消费性电子产品作业平台上运行，现在我们普遍认识的PDA、手机或是信息家电（IA）等，都是属于这种架构的目标平台。接着，Green Team在1992年9月3号，发表了一款由Java技术之父James Gosling所领导研发的名叫Star Seven（*7）的机器，研发出一部交互式的掌上型家用娱乐装置，可通过使用动画触碰式屏幕的使用者接口来控制其它电子设备。
1999年，Sun公司把Java切割成J2SE、J2ME、J2EE，所以有了J2ME这个名词的出现。经过将近20年的发展，J2ME已经渗入到嵌入式设备的各个领域，J2ME在手机设备上的已有应用程序更是数以千万计。
OPhone平台的Java虚拟机称为“Dalvik”，它是Google公司自己设计用于Android平台的Java虚拟机，通过查看OPhone SDK中的例子可以发现存在J2ME和OPhone很多类库并存的问题。
那么如何移植已经存在的数以千万计的J2ME应用程序到OPhone平台就成为第三方应用程序开发者亟待解决的问题，因为如果全部重新在OPhone平台开发的话必然会花费很大的时间成本和人力成本，而且使得整个产品变得难以升级和维护，甚至错失宝贵的市场机遇。
如果存在这样一个解决方案，即现有的J2ME应用程序可以不用修改或者只需要做很少的修改就能运行在OPhone平台，这样开发人员只需要维护一份代码，产品升级和维护也变得简单，企业也节省了开发成本和时间成本，那么对OPhone平台的发展无疑是最有益的。
笔者这篇文章就致力于这样一个解决方案，使得现有的J2ME程序只需要做很少的修改就能无缝运行在OPhone平台上，笔者把这个解决方案所需要的源代码单独放入了Wrap包，下文中就统一称为“J2ME适配包”。
J2ME适配包之架构
现有的J2ME应用程序的界面显示以及按键响应基本都是通过GameCanvas类接口进行处理的，但OPhone平台下并没有这个类。OPhone平台下通过Canvas类和Paint类联合控制绘图句柄，大量的绘制工作如绘制直线、绘制矩形、绘制字符串、绘制图片等操作都在Canvas类里完成，而Paint类则负责视图的布局如文本对齐方式、笔刷填充方式、字体大小和字体样式等工作都在Paint类里完成，所以开发人员需要自己实现这样一个GameCanvas类，并提供相应的绘图句柄接口可以让OPhone平台通过简单的接口调用无缝运行原有的J2ME应用程序，整个J2ME适配包的架构如下：
图1 J2ME适配包架构图
适配包开发的核心思想是创建J2ME程序无缝运行的环境。在图1中，GameView类通过实例化Image类创建了J2ME程序运行的窗口，并通过Image类的getGraphics()方法获取图形上下文句柄Graphics对象canvasGraphics，最后通过方法setScreen(GameCanvas screen)传递给原有的J2ME程序主屏幕类，从而使得原有的J2ME程序可以通过图形上下文句柄canvasGraphics对象进行视图绘制和布局控制，其中一些关键的技术笔者会在下文中分述。
J2ME适配包之界面
OPhone平台除了在一些接口上采用了和J2ME不一样的名称之外，基本的接口内容还是一样的，笔者这里利用OPhone接口重写了J2ME中的Graphics和Image等类，原有的J2ME程序就可以无缝的运行在OPhone平台上。
既然要重写J2ME下的这些接口，那么就要先了解OPhone平台和J2ME平台到底有哪些不同。
1：Font类
OPhone平台里不再提供J2ME下面的Font类，而是以Typeface代替，这为读者提供了更多的选择空间，因为Typeface是可以自定义的，但是为了无缝移植J2ME程序到OPhone平台上，需要封装了一个类似于J2ME平台下的Font类。
定义字体格式，J2ME平台下的字体有三种风格STYLE_PLAIN、STYLE_BOLD以及STYLE_ITALIC，分别代表了普通字体、粗体和斜体。OPhone平台下通过Typeface类的静态方法defaultfromstyle()从默认的字体库中获取不同风格的字体，如下：
private static final Font DEFAULT_FONT = new Font(null,22);
public static Font getFont(int face,int style,int size)
{
switch(style)
{
case STYLE_PLAIN:
return new Font(Typeface.defaultFromStyle(Typeface.NORMAL),
size);
case STYLE_BOLD:
return new Font(Typeface.defaultFromStyle(Typeface.BOLD),
size);
case STYLE_ITALIC:
return new Font(Typeface.defaultFromStyle(Typeface.ITALIC),
size);
}
return DEFAULT_FONT;
}
笔者这里定义的默认字体DEFAULT_FONT大小为22像素，开发者可以根据屏幕大小和项目需要自定义三种风格字体的大小。除此之外，还需要定义Font类常用的接口，比如获取字符宽度以及获取字体高度等，代码如下：
public int charWidth(char arg)
{
return size;
}
public int stringWidth(String arg)
{
return size*(arg.length());
}
2：Graphics类
OPhone平台下不再提供Graphics类进行“视图上下文”的控制，而是以Canvas类和Paint类联合进行控制，这边笔者在上文已经交代过。
Graphics类在J2ME平台下是绘图操作和布局格式控制的句柄，OPhone平台下把绘图操作和布局格式控制分别在Canvas类和Paint类里进行了实现。那么如果想无缝移植J2ME应用程序到OPhone平台，就需要利用OPhone平台的Cavans类和Paint类实现类似J2ME平台的Graphics类。
Canvas类需要一个Image参数作为绘制操作的窗口，那么笔者这里就传递一个Image参数到Graphics类以初始化Canvas类，如下：
public Graphics(Bitmap bitmap) {
this.bitmap = bitmap;
this.canvas = new Canvas(bitmap);
this.canvas.clipRect(0, 0, bitmap.getWidth(), bitmap.getHeight());
this.canvas.save(Canvas.CLIP_SAVE_FLAG);
this.paint = new Paint();
this.clip = canvas.getClipBounds();
}
接下来就封装了一下J2ME平台下Graphics类的绘制操作，比如画线、画图、画字符串等操作，代码如下：
public void fillTriangle(int x1,int y1,int x2,int y2,int x3,int y3)
{
paint.setStyle(Style.FILL);
canvas.drawLine(x1, y1, x2, y2, paint);
canvas.drawLine(x2, y2, x3, y3, paint);
canvas.drawLine(x3, y3, x1, y1, paint);
}
public void setFont(Font font)
{
paint.setTypeface(font.getTypeface());
paint.setTextSize(font.getSize());
FontMetrics fontMetrics = paint.getFontMetrics();
float height = fontMetrics.bottom-fontMetrics.top;
font.setHeight((int)height);
}
public void fillArc(int x,int y,int width,int height,
int startAngle,int arcAngle)
{
paint.setStyle(Style.FILL);
canvas.drawArc(new RectF(x,y,width,height),
startAngle, arcAngle, true, paint);
}
public void drawArc(int x,int y,int width,int height,
int startAngle,int arcAngle)
{
paint.setStyle(Style.STROKE);
canvas.drawArc(new RectF(x,y,width,height),
startAngle, arcAngle, true, paint);
}
除此之外，还需要在Graphics类里封装J2ME下布局控制的代码，OPhone平台下利用Paint类进行布局控制，所以笔者在Graphics的构造函数里初始化了一个Paint对象，J2ME平台下常见的布局控制是文本对齐方式以及画刷填充格式等，封装如下：
public void setAlign(int align)
{
if(LEFT == align
||(Graphics.LEFT | Graphics.TOP) == align
||(Graphics.LEFT | Graphics.BOTTOM) == align)
{
paint.setTextAlign(Align.LEFT);
}else if(HCENTER == align
||(Graphics.HCENTER|Graphics.TOP) == align)
{
paint.setTextAlign(Align.CENTER);
}else if(RIGHT == align
||(Graphics.RIGHT | Graphics.TOP) == align)
{
paint.setTextAlign(Align.RIGHT);
}
}
另外，J2ME平台里设置Graphics绘图句柄的颜色有两种格式：setColor(int r,int g,int b)和setColor(0xRGB)，而OPhone平台通过setColor(argb)设置画笔颜色或画刷颜色，代码封装如下：
public void setColor(int rgb) {
paint.setColor(rgb);
}
public void setColor(int r,int g,int b) {
int argb = (0xff000000)+(r<<16)+(g<<8)+b;
paint.setColor(argb);
}
通过Graphics类的setFont(Font font)方法可以设置绘图句柄的字体，笔者这里通过上面封装的Font类设置绘图句柄的字体，代码如下：
public void setFont(Font font)
{
paint.setTypeface(font.getTypeface());
paint.setTextSize(font.getSize());
FontMetrics fontMetrics = paint.getFontMetrics();
float height = fontMetrics.bottom-fontMetrics.top;
font.setHeight((int)height);
}
上面的代码中，笔者通过FontMetrics类获取字体的高度信息，并调用Font类的setHeight()接口传递高度信息到Font类里。
最后，需要提供一些接口给原有的J2ME应用程序，以方便的获取到绘图句柄和布局控制对象，代码如下：
public Canvas getGraphics() {
return canvas;
}
public Paint getPaint() {
return paint;
}
public Rect getClip() {
return clip;
}
public Bitmap getBitmap() {
return bitmap;
}
3：Connector类
OPhone平台下不再提供Connector这个静态接口类，而是提供HttpURLConnection以及URL进行网络通讯，值得注意的是HttpURLConnection对象必须调用setDoOutput(true)方法以允许打开输出流对象，调用setDoInput(true)方法以打开输入流对象，代码封装如下：
import java.net.HttpURLConnection;
import java.net.URL;
public class Connector {
public static final int READ = 1;
public static final int WRITE = 2;
public static final int READ_WRITE = 3;
private static String platform;
private static boolean j2me;
public static HttpConnection open(String name,int mode,
boolean timeouts)
throws java.io.IOException
{
URL url = new URL(name);
HttpURLConnection conn =
(HttpURLConnection) url.openConnection();
// Allow Inputs
conn.setDoInput(true);
// Allow Outputs
conn.setDoOutput(true);
conn.setConnectTimeout(100000);
HttpConnection co = new HttpConnection();
co.setConnEx(conn);
return co;
}
}
4：HttpConncetion类
J2ME应用程序利用HttpConnection进行HTTP通讯，而OPhone平台采用HttpURLConncetion进行HTTP通讯，这两个不同平台的通讯类接口基本上保持了一致，比如设置HTTP头属性以及获取属性的代码：
public void setRequestProperty(String field,String newValue)
throws java.io.IOException
{
connEx.setRequestProperty(field, newValue);
}
public String getHeaderField(String key)
{
int temp = connEx.getHeaderFieldInt(key, 1024);
return String.valueOf(temp);
}
但是OPhone平台下获取HTTP包长度的接口名称有所不同，在J2ME平台下是通过getLength()方法获取的，而OPhone平台下通过getContentLength()方法获取，这样命名似乎更加合理。
上面笔者利用OPhone平台的接口封装了J2ME下常用的接口，基本上利用这些接口，J2ME程序可以无缝运行在OPhone平台上。
J2ME适配包之按键映射
上节《J2ME适配包之界面》中讲解了利用OPhone的接口规范开发J2ME的适配包，从而解决了J2ME程序无法运行在OPhone平台上的技术难题，但是OPhone平台和J2ME另一个重要的不同点就是按键响应接口，如何让J2ME程序的按键响应可以无缝的移植到OPhone上呢？答案也是适配包。
笔者这里通过按键映射把OPhone平台的键盘码转换成J2ME平台的键盘码，或者把OPhone平台的触摸事件通过代理传递给J2ME中相应的接口。
首先，需要在OPhone平台下定义J2ME平台GameCanvas类常用的键值码，这些键值码对应J2ME平台下常用的按键：
public class GameCanvas extends Screen {
public static final int UP = 1;
public static final int DOWN = 6;
public static final int LEFT = 2;
public static final int RIGHT = 5;
public static final int FIRE = 8;
public static final int GAME_A = 9;
public static final int GAME_B = 10;
public static final int GAME_C = 11;
public static final int GAME_D = 12;
public static final int KEY_NUM0 = 48;
public static final int KEY_NUM1 = 49;
public static final int KEY_NUM2 = 50;
public static final int KEY_NUM3 = 51;
public static final int KEY_NUM4 = 52;
public static final int KEY_NUM5 = 53;
public static final int KEY_NUM6 = 54;
public static final int KEY_NUM7 = 55;
public static final int KEY_NUM8 = 56;
public static final int KEY_NUM9 = 57;
public static final int KEY_STAR = 42;
public static final int KEY_POUND = 35;
}
当然，为了适配J2ME平台的按键以及触摸响应，笔者还定义了如下接口，在接收到相应的按键或者触摸消息时，会转发给相应的J2ME视图，代码如下：
protected abstract void keyRepeated(int keyCode); protected abstract void keyPressed(int keyCode); protected abstract void keyReleased(int keyCode); protected abstract void pointerPressed(int x, int y); protected abstract void pointerReleased(int x, int y) protected abstract void pointerDragged(int x, int y);
上面定义的都是J2ME的视图类Canvas里的按键以及触摸响应接口，这里需要做的工作就是把OPhone里的按键进行映射转换成J2ME里的标准键值后传递给这些接口，并由继承自GameCanvas的界面类进行实现，完全和J2ME里一样了，基本不用修改任何代码。
OPhone下进行键值映射首先需要对接收到的按键消息KeyEvent对象进行预处理，然后转换成上面定义的J2ME平台下的标准键值并传递给GameCanvas对象，代码如下：
public int keyActual = 0;
public int keyAction = 0;
public void keyPreparse(int keyCode,KeyEvent e)
{
if(keyCode == KeyEvent.KEYCODE_0)
{
keyActual = GameCanvas.KEY_NUM0;
}else if(keyCode == KeyEvent.KEYCODE_1)
{
keyActual = GameCanvas.KEY_NUM1;
}else if(keyCode == KeyEvent.KEYCODE_2)
{
keyActual = GameCanvas.KEY_NUM2;
}else if(keyCode == KeyEvent.KEYCODE_3)
{
keyActual = GameCanvas.KEY_NUM3;
}else if(keyCode == KeyEvent.KEYCODE_4)
{
keyActual = GameCanvas.KEY_NUM4;
}else if(keyCode == KeyEvent.KEYCODE_5)
{
keyActual = GameCanvas.KEY_NUM5;
}else if(keyCode == KeyEvent.KEYCODE_6)
{
keyActual = GameCanvas.KEY_NUM6;
}else if(keyCode == KeyEvent.KEYCODE_7)
{
keyActual = GameCanvas.KEY_NUM7;
}else if(keyCode == KeyEvent.KEYCODE_8)
{
keyActual = GameCanvas.KEY_NUM8;
}else if(keyCode == KeyEvent.KEYCODE_9)
{
keyActual = GameCanvas.KEY_NUM9;
}else if(keyCode == KeyEvent.KEYCODE_POUND)
{
keyActual = GameCanvas.KEY_POUND;
}else if(keyCode == KeyEvent.KEYCODE_STAR)
{
keyActual = GameCanvas.KEY_STAR;
}else if(keyCode == KeyEvent.KEYCODE_DPAD_UP)
{
keyActual = GameCanvas.UP;
keyAction = GameCanvas.UP;
}else if(keyCode == KeyEvent.KEYCODE_DPAD_DOWN)
{
keyActual = GameCanvas.DOWN;
keyAction = GameCanvas.DOWN;
}else if(keyCode == KeyEvent.KEYCODE_DPAD_LEFT)
{
keyActual = GameCanvas.LEFT;
keyAction = GameCanvas.LEFT;
}else if(keyCode == KeyEvent.KEYCODE_DPAD_RIGHT)
{
keyActual = GameCanvas.RIGHT;
keyAction = GameCanvas.RIGHT;
}else if(keyCode == KeyEvent.KEYCODE_DPAD_CENTER)
{
keyActual = GameCanvas.FIRE;
keyAction = GameCanvas.FIRE;
}
else if(keyCode == KeyEvent.KEYCODE_SOFT_LEFT)
{
keyActual = Globe.softKeyLeft;
}
else if(keyCode == KeyEvent.KEYCODE_SOFT_RIGHT)
{
keyActual = Globe.softKeyRight;
}
}
笔者对OPhone里常用的键1~9以及*、#、上下左右、确定键进行了映射，映射后为标准J2ME下的键值，其中keyActual变量保存的即为J2ME平台下的标准键值，接下来只需要把这些键值传递给原来J2ME里的接口即可，代码如下：
public boolean onTouchUp(MotionEvent e) {
if (isEvent) {
return isEvent;
}
pointerReleased((int)(e.getX()),(int)(e.getY()));
return isEvent;
}
public boolean onTouchDown(MotionEvent e) {
if (isEvent) {
return isEvent;
}
pointerPressed((int)(e.getX()),(int)(e.getY()));
return isEvent;
}
public boolean onKeyDown(int keyCode, KeyEvent e) {
keyPreparse(keyCode,e);
keyPressed(keyActual);
return true;
}
public boolean onKeyUp(int keyCode, KeyEvent e) {
keyPreparse(keyCode,e);
keyReleased(keyActual);
return true;
}
onTouchUp()方法、onTouchDown()方法对触摸事件进行映射处理，把处理后的键值传递给pointerPressed()方法，pointerPressed()方法再派发给相应的GameCanvas视图，onKeyDown()方法、onKeyUp()方法是对按键事件进行的处理，当然，如果有必要还可以实现getGameAction()方法，代码如下：
public int getKeyStates()
{
return keyActual;
}
public int getGameAction(int keyCode)
{
return keyAction;
}
J2ME适配包之数据持久存储
笔者在前面两节《J2ME适配包之界面》、《J2ME适配包之按键映射》中分别讲了无缝移植J2ME程序到OPhone平台上对界面和用户按键交互所做的适配接口，原则上利用这些接口原有的J2ME程序基本不用做任何的修改就可以运行在OPhone平台上。
笔者本节要讲述的是J2ME平台和OPhone平台另外一个重要的不同点，那就是数据持久存储系统。
J2ME平台里采用RMS系统进行数据的持久存储，而OPhone平台则提供了丰富的接口进行数据的持久存储，但任何持久存储的本质无非就是数据串行化后被保存到磁盘空间上，仔细研究J2ME平台RMS系统的实现源码可以看到，J2ME是通过一个叫做RecordStoreFile的类进行数据持久化存储的，而这个RecordStoreFile类封装IO对数据进行操作存储的。
由此可见，RMS系统也是通过IO把数据串行化后存储应用程序的空间内的，绝大多数的J2ME程序都需要利用RMS来进行出具的持久存储的，比如游戏积分、系统设置等。那么为了无缝移植J2ME到OPhone平台，笔者这里自己写了一个简易的RMS系统，能满足绝大多数应用程序的需要。
相对于RMS系统，笔者更喜欢SQLite套件，这个开源的数据库软件使用起来极为方便并未已经为很多平台支持，比如iPhone OS支持的SQLite3套件，更多关于SQLite的信息可以在http://www.sqlite.org/ 网站上找到，这个开源数据库软件是一种文件型数据库，一个数据库就对应一个文件，无需安装数据库服务器端软件。OPhone也同样支持SQLite套件，而且使用起来也非常方便，为开发者进行数据持久存储提供了更方便的途径，但是限于笔者这篇文章集中于无缝移植J2ME应用程序到OPhone平台，所以这里就不再累述，有兴趣的读者可以查找相关的资料。
OPhone平台下对文件的操作和J2ME基本一样，但是需要绑定一个Context上下文，以把文件保存到当前应用程序的目录下，这个目录在打开DDMS窗口后可以看到，具体位置是data/data/PACKAGE_NAME/files下面。
利用文件操作可以进行数据的读写，其中System.getSystemHandler().getContext()方法为笔者自己定义的全局静态方法，用以保存当前应用程序的Context上下文。利用文件进行数据读写操作的代码如下：
public String read(String file) {
String data = "";
try {
FileInputStream stream =
System.getSystemHandler().getContext().openFileInput(file);
StringBuffer sb = new StringBuffer();
int c;
while ((c = stream.read()) != -1) {
sb.append((char) c);
}
stream.close();
data = sb.toString();
} catch (FileNotFoundException e) {
e.printStackTrace();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
return data;
}
public void write(String file, byte[] msg) {
try {
FileOutputStream stream =
System.getSystemHandler().getContext().openFileOutput(file,
Context.MODE_WORLD_WRITEABLE);
stream.write(msg);
stream.flush();
stream.close();
} catch (FileNotFoundException e) {
e.printStackTrace();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
有了基本的读写数据操作，就可以封装RMS中常用的key-value的保存和读取了，因为RMS系统支持的是字节流的读写，所以笔者这里的value都为字节数组byte[]，读者可以根据自己的需要进行功能扩展，代码实现如下：
public boolean put(String key, byte[] value) {
boolean bSaveOk = false;
this.searchKey = key;
byte[] data = null;
if (value == null) {
throw new NullPointerException();
}
ByteArrayOutputStream bout = null;
DataOutputStream dout = null;
try {
bout = new ByteArrayOutputStream();
dout = new DataOutputStream(bout);
dout.writeUTF(key);
dout.writeInt(value.length);
dout.write(value, 0, value.length);
data = bout.toByteArray();
write(dbName,data);
bSaveOk = true;
} catch (Exception e) {
bSaveOk = false;
e.printStackTrace();
}
closeDb();
return bSaveOk;
}
public byte[] getByteArray(String key) {
ByteArrayInputStream bin = null;
DataInputStream din = null;
byte[] data = null;
try {
String valueKey = read(dbName);
din = new DataInputStream(
new ByteArrayInputStream(valueKey.getBytes()));
while(din.available() > 0)
{
String getKey = din.readUTF();
int getLength = din.readInt();
data = new byte[getLength];
int bytesRead = 0;
while (bytesRead < data.length) {
int count = din.read(data, bytesRead, data.length
- bytesRead);
if (count == -1)
break;
bytesRead += count;
}
if(getKey.equals(key))
break;
}
din.close();
din = null;
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
data = null;
}
closeDb();
return data;
}
}
J2ME适配包总结
在上面的三个小节中，笔者分别总结了OPhone平台下无缝移植J2ME应用程序需要修改的三个核心的地方：界面适配、按键映射以及数据持久存储，基本上把这些代码加入到原有的J2ME应用程序，重新导入这些自己实现的J2ME封装类，原有的J2ME程序无需任何修改就可以无缝运行在OPhone平台。
关于作者
本文作者孙东风，目前在东方财富股份有限公司任职技术主管，主持手机移动平台证券分析软件的开发和研究。
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