基于J2ME／J2EE的JSON數(shù)據(jù)交換的探討

1 引言

隨著無線技術(shù)的發(fā)展和無線通信設(shè)備的普及，基于手機(jī)、PDA等小型消費(fèi)類和嵌人式設(shè)備的無線移動(dòng)應(yīng)用越來越廣泛。在可編程手機(jī)中，基于Java的手機(jī)最為通行，事實(shí)上，Java已為多數(shù)手機(jī)制造商所接受，成為手機(jī)應(yīng)用與服務(wù)的標(biāo)準(zhǔn)。構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)感知軟件時(shí)，選擇正確的數(shù)據(jù)交換格式是一項(xiàng)重要的設(shè)計(jì)決策，尤其在設(shè)計(jì)移動(dòng)和嵌入式應(yīng)用程序時(shí)，此時(shí)，輕量和有效等特性是需要考慮的重要特征。此類特征非常重要，因?yàn)樗鼈兛赊D(zhuǎn)化為較低的計(jì)算要求和功耗使用、能發(fā)揮更好的性能以及較低的運(yùn)營(yíng)成本。這里研究JSON數(shù)據(jù)交換格式相比XML和傳統(tǒng)數(shù)據(jù)交換格式所具有的優(yōu)勢(shì)，并提出在客戶端(J2ME)與服務(wù)器端(J2EE)之間采用JSON數(shù)據(jù)交換格式的一般實(shí)現(xiàn)框架。

2 J2ME／J2EE簡(jiǎn)介

J2ME(Java 2 Platform. MICRO Edition)是Java 2的一部分。將Java語(yǔ)言與平臺(tái)無關(guān)的特性移植到小型電子設(shè)備上，允許移動(dòng)無線設(shè)備之間共享應(yīng)用程序。J2ME是針對(duì)有限硬件、有限功率、有限網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備進(jìn)行應(yīng)用開發(fā)的技術(shù)，適合在無限通信設(shè)備上開發(fā)交互性較強(qiáng)的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用。在此基礎(chǔ)上編寫的MIDP應(yīng)用程序具有良好的兼容性和可移植性，可在PDA等手持設(shè)備上很好的運(yùn)行。

J2EE是Java 2平臺(tái)的企業(yè)版，是一種利用Java 2平臺(tái)簡(jiǎn)化企業(yè)解決方案的體系結(jié)構(gòu)。J2EE使用多層分布應(yīng)用模型，其典型的4層結(jié)構(gòu)為：①運(yùn)行在客戶端機(jī)器上的客戶層組件，如Web瀏覽器、Java Applet等；②運(yùn)行在J2EE服務(wù)器上的Web層組件，如Servlet和JSP；③運(yùn)行在J2EE服務(wù)器上的業(yè)務(wù)邏輯層組件(EJB)；④運(yùn)行在EJS(Enterprise Information System)服務(wù)器上的企業(yè)信息系統(tǒng)層軟件。

3 JSON簡(jiǎn)介

JSON(JavaScript. Object Noation)是一種輕量級(jí)的數(shù)據(jù)交換格式，易于閱讀和編寫，也易于機(jī)器解析和生成。JSON采用完全獨(dú)立于語(yǔ)言的文本格式，但也使用類似于C語(yǔ)言家族的習(xí)慣。這些特性使JSON成為理想的數(shù)據(jù)交換語(yǔ)言。

JSON格式的數(shù)據(jù)有對(duì)象和數(shù)組兩種。對(duì)象是一個(gè)無序的“名稱／值”對(duì)集合。一個(gè)對(duì)象以“{”開始，“}”結(jié)束。每個(gè)“名稱”后跟一個(gè)“：”；“名稱／值”對(duì)之間使用“，”分隔。數(shù)組值(value)的有序結(jié)合。一個(gè)數(shù)組以“{”開始，“}”結(jié)束。值之間使用“，”分隔。

4數(shù)據(jù)交換格式分析

XML是一種用于描述信息存儲(chǔ)格式的語(yǔ)言，其優(yōu)點(diǎn)是健壯性和描述性強(qiáng)，且是新一代開放、可互操作的Web Services選用的通信數(shù)據(jù)格式。在移動(dòng)應(yīng)用程序中，開發(fā)者通常自己創(chuàng)建數(shù)據(jù)交換格式或可擴(kuò)展標(biāo)記語(yǔ)言XML。前者的優(yōu)勢(shì)是可針對(duì)特定情況進(jìn)行調(diào)整，從而最大限度地提高性能，并最大限度地利用計(jì)算資源。當(dāng)在HTTP上使用后者時(shí)，其優(yōu)勢(shì)在于它是事實(shí)上的數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn)。另外，在XML中使用的基于文本的表示形式使其易于調(diào)試。這兩種方法各有其缺陷，前者本質(zhì)上是專用的、非標(biāo)準(zhǔn)的，并可能是不可互操作的，而后者數(shù)據(jù)表示過于正規(guī)和繁瑣，對(duì)于移動(dòng)和嵌入式應(yīng)用程序尤其如此。

JSON是一種輕量級(jí)的數(shù)據(jù)交換格式，是基于文本的，具有良好的可讀性且易于調(diào)試。JSON支持所有基本數(shù)據(jù)類型的表示法，并提供將這些數(shù)據(jù)類型相互解析為Java類型的方法。對(duì)于輕量級(jí)應(yīng)用，JSON數(shù)據(jù)交換格式能夠較好的節(jié)省手機(jī)的計(jì)算資源，減少網(wǎng)絡(luò)傳輸時(shí)間，加快網(wǎng)絡(luò)傳輸速度。

5 數(shù)據(jù)交換框架實(shí)現(xiàn)

5.1 框架總體設(shè)計(jì)

框架結(jié)構(gòu)包括2部分：J2ME客戶端和J2EE服務(wù)器端?？蛻舳瞬捎肑2ME的MIDP技術(shù)，服務(wù)器端使用J2EE的servlet技術(shù)。客戶端使用HTTP協(xié)議發(fā)送已序列化的JSON消息到服務(wù)器端，服務(wù)器端通過反序列化JSON消息，根據(jù)客戶端請(qǐng)求進(jìn)行相應(yīng)的操作后，把請(qǐng)求的結(jié)果序列化成JSON消息返回給客戶端，客戶端獲取到返回的JSON消息后，反序列化成具體需要的數(shù)據(jù)。圖1為總體設(shè)計(jì)框架。

5.2 服務(wù)器端

服務(wù)器端使用serverlet接收客戶端發(fā)送的基于HTTP協(xié)議的JSON消息，并調(diào)用JSONObject類對(duì)JSON進(jìn)行反序列化操作，得到所需的詳細(xì)信息。根據(jù)JSON格式的數(shù)據(jù)類型，需要分3種情況對(duì)JSON格式的數(shù)據(jù)進(jìn)行反序列化：①簡(jiǎn)單的對(duì)象形式。實(shí)現(xiàn)方法：創(chuàng)建一個(gè)JSONObiect實(shí)例，然后調(diào)用getString()函數(shù)，具體形式如下：JSONObject jsonObj=newJSONObject(message)；String title=jsonObj.getString(“title”)；其中message為接收到的JSON消息，title代表想要獲取的名稱。②對(duì)象里面嵌套對(duì)象的形式。實(shí)現(xiàn)方法：在原對(duì)象基礎(chǔ)上調(diào)用其getJSONObject()方法。具體形式如下：JSONObjectbody_obj=jsonObj.getJSONObject()；③數(shù)組形式。實(shí)現(xiàn)方法：在原對(duì)象的基礎(chǔ)上調(diào)用其getJSONArray()，得到一個(gè)數(shù)據(jù)類型為JSONOebject的數(shù)組。反序列化得到請(qǐng)求的詳細(xì)信息后，J2EE端根據(jù)請(qǐng)求進(jìn)行其他操作，如從網(wǎng)絡(luò)上獲取XML數(shù)據(jù)、從數(shù)據(jù)庫(kù)獲取數(shù)據(jù)等。得到數(shù)據(jù)后，服務(wù)器端把數(shù)據(jù)序列化成JSON格式消息，發(fā)送到客戶端。

5.3 客戶端

客戶端向服務(wù)器端發(fā)送已被序列化的JSON格式消息，然后等待服務(wù)器端返回的消息，接到服務(wù)器返回的消息后，反序列化JSON消息。處理過程調(diào)用ison.me的API。具體實(shí)現(xiàn)如下：①序列化成JSON格式。只需調(diào)用JSONObjeet的put方法添加相關(guān)項(xiàng)。JSONObject可以添加3種對(duì)象：簡(jiǎn)單的對(duì)象、JSONObject對(duì)象、JSONArray對(duì)象。具體操作如下：JSONObject header=new JSONObjeet ()；headerput(“title”，“yahoonews”)；JSONObject childObj=new JSONObject()；header.put(“child”,childObj)；JSONArray arrayObj=new JSONArray()；headerput(“array”，arrayObj)；②反序列化JSON格式消息。反序列化也包括3種情況：簡(jiǎn)單的JSONObject對(duì)象、嵌套的JSONObject對(duì)象、數(shù)組對(duì)象。具體實(shí)現(xiàn)如下：JSONObject bj=new JSONObject(str)；String title=obj-getString(“title”)；intcount=obj.getInt(“count”)；JSONObject body=obj.getJSONObject(“body”)；JSONArray arrayObj=obj.getJSONArray(“array”)；

5.4 傳輸協(xié)議層

客戶端和服務(wù)器端之間的通信采用HTTP協(xié)議。HTTP協(xié)議是一種廣泛使用的協(xié)議，所有MIDP設(shè)備都支持HTTP協(xié)議。且在各種不同的無線網(wǎng)絡(luò)上，HTTP協(xié)議實(shí)現(xiàn)相對(duì)較容易。HTTP協(xié)議請(qǐng)求方式有GET和POST兩種。由于GET請(qǐng)求發(fā)送大數(shù)據(jù)塊時(shí)對(duì)URL字符串長(zhǎng)度有限制。對(duì)象JSON字符串長(zhǎng)度可能很長(zhǎng)，尤其當(dāng)使用極其復(fù)雜的對(duì)象時(shí)。

同時(shí)，在跨域網(wǎng)絡(luò)以純文本方式發(fā)送所有數(shù)據(jù)，安全性難以保證．因此建議采用POST方式發(fā)送機(jī)密或內(nèi)容極長(zhǎng)的請(qǐng)求。

6 結(jié)束語(yǔ)

通過分析JSON、XML與自定義數(shù)據(jù)交換格式，提出以JSON作為輕量級(jí)數(shù)據(jù)交換格式，并給出其在客戶端(J2ME)與服務(wù)器端(J2EE)解決方法的一般框架，解決了自定義和使用XML數(shù)據(jù)交換格式所帶來的繁瑣、耗費(fèi)資源的缺陷。