Présentation de la plate-forme J2ME / Java ME...Programmation J2ME Embarquée Chapitre 1 : Présentation de la plate-forme J2ME AU 2012-2013 2 Les packages optionnels : définissent

Programmation J2ME Embarquée Chapitre 1 : Présentation de la plate-forme J2ME

AU 2012-2013 1

Présentation de la plate-forme

J2ME / Java ME

J2ME est la plate-forme Java pour développer des applications sur des appareilsmobiles tels que des PDA, des téléphones cellulaires, des terminaux de points devente, des systèmes de navigation pour voiture, etc.

C'est une sorte de retour aux sources puisque Java avait été initialement développépour piloter des appareils électroniques avant de devenir une plate-forme pour ledéveloppement et l'exécution des applications polyvalentes.

Un environnement J2ME est composé de plusieurs éléments :

Une machine virtuelle dédiée tenant compte des ressources limitées dumatériel cible ;

Un ensemble d'API de base ;

Des API spécifiques.

Pour répondre à la plus large gamme d'appareils cibles, J2ME est modulaire grâce àtrois types d'entités qui s'utilisent par composition :

Les configurations : définissent des caractéristiques minimales d'un large soustype de matériel, d'une machine virtuelle et d'API de base ;

Les profiles : définissent des API relatives à une fonctionnalité commune à unensemble d'appareils (exemple : interface graphique, etc.)


AU 2012-2013 2

Les packages optionnels : définissent des API relatives à une fonctionnalitéspécifique dont le support est facultatif.

1. Historique de la plate-formeLe langage Java a été développé à son origine pour la programmation d'appareilsélectroniques de grande consommation (langage Oak par James Gosling in 1991).Cependant au fil des années, Java a évolué pour être principalement utilisé pour ledéveloppement d'applications standalone et serveurs. La plate-forme Java ME peutainsi être vue comme un retour aux buts originaux de Java.

Historiquement, Sun a proposé plusieurs plateformes pour le développementd'applications sur des machines possédant des ressources réduites, typiquementcelles ne pouvant exécuter sur une machine virtuelle de type JVM répondant auxspécifications complètes de la plate-forme Java SE.

JavaCard (1996) : pour le développement sur des cartes à puces ;

PersonnalJava (1997) : pour le développement sur des machines possédant aumoins 2Mo de mémoire ;

EmbeddedJava (1998) : pour des appareils avec de faibles ressources ;

En 1999, Sun propose de mieux structurer ces différentes plateformes sousl'appellation J2ME (Java 2 Micro Edition). En 2000, la plate-forme J2ME est créée pourle développement d'applications sur appareils mobiles ou embarqués tels que destéléphones mobiles, des PDA, des terminaux, etc. : elle est donc la descendante desdifférentes plateformes antérieures relatives aux appareils mobiles. Seule la plate-forme JavaCard n'est pas incluse dans Java ME et reste à part.

Java ME cible de très nombreux appareils électroniques possédant différentescaractéristiques dans une même plate-forme.

2. Présentation de J2ME / Java MELa plateforme Java Mobile Edition (J2ME/Java ME) cible le marché des appareilsélectroniques et embarqués tels que les pagers, les téléphones cellulaires, les PDA, lesset top boxes, etc. Elle est composée de plusieurs éléments :

Des spécifications (JSR « Java Specification Requests ») ;

Des machines virtuelles ;

Des API dédiées ;

Des outils pour le développement, le déploiement et la configuration.

La plateforme Java ME cible des appareils électroniques mobiles ou embarqués dontles caractéristiques peuvent être particulièrement différentes et qui représentent unnombre très important d'appareils différents. La grande difficulté est donc de définir


AU 2012-2013 3

une plateforme qui propose des services pour le plus grand nombre d'appareilspossible.

La seule solution pour répondre à cette problématique est de rendre la conception dela plate-forme modulaire. L'ensemble des appareils sur lequel peut s'exécuter uneapplication écrite avec J2ME est tellement vaste et disparate que J2ME est composéde plusieurs parties : les configurations et les profiles qui sont spécifiés par le JCP.J2ME propose donc une architecture modulaire.

J2ME définit deux grandes familles d'appareils :

Appareils à fonctionnalités dédiées ou limitées : ressources et interfacegraphique limitées, peuvent se connecter par intermittence au réseau(téléphone mobile, agenda électronique, PDA, pagers, etc.) ;

Appareils proposant une interface graphique riche, possédant une connexioncontinue au réseau (PDA haut de gamme, smartphone, set top boxes, systèmede navigation, etc.) ;

La modularité de la plate-forme est assurée par trois concepts :

Configuration : définit une spécification de la plate-forme Java pour une desdeux familles définies, une machine virtuelle et des API de base ;

Profile : définit des API pour des fonctionnalités communes pour unecatégorie d'appareils similaires. Un profile est définit pour une configurationsur laquelle il s'appuie et peut s'appuyer un autre profile ;

Package optionnel : définit des API pour des fonctionnalités spécifiques.

Java ME ne définit pas un nouveau langage de programmation mais adapte la technologieJava aux appareils mobiles et embarqués. En fait, Java ME tente de conserver autant quepossible la compatibilité avec Java SE. Pour répondre aux besoins spécifiques desappareils mobiles, Java ME remplace certaines API ou en propose de nouvelles.

Une application Java ME est organisée en plusieurs couches logicielles :

Application Java ME

Packages optionnels, API tiers

Profiles

Configuration

Machine virtuelle (VM)

Appareil


AU 2012-2013 4

Une application est développée en reposant sur une configuration qui cible une largefamille d'appareils cibles, un ou plusieurs profiles qui fournissent des fonctionnalitésde base et des packages optionnels ou des API tiers pour des fonctionnalitésspécifiques. Chaque configuration peut être utilisée avec un ensemble de packagesoptionnels qui permet d'utiliser des technologies particulières (Bluetooth, servicesweb, lecteur de codes barre, etc.). Ces packages sont le plus souvent dépendant dumatériel.

Les API tiers ne font pas partie de Java ME mais elles s'appuient sur elle oul'étendent pour définir des API spécifiques à un appareil ou une fonctionnalité. Parrapport à Java SE, Java ME utilise des machines virtuelles différentes. Certainesclasses de base de l'API sont communes avec cependant de nombreuses omissionsdans l'API Java ME.

3. Les Machines virtuelles

En fonction de l’appareil cible, la machine virtuelle pourra être allégée afin deconsommer plus ou moins de ressources. Les deux principales machines virtuellessont KVM et CVM :

KVM ou Kilobyte Virtual Machine est une machine virtuelle dontl’'empreinte mémoire varie entre 40 et 80 Ko selon les options de compilationet la plateforme. Cette taille restreinte lui permet de s'exécuter sur desappareils de seulement 128 Ko de mémoire.

CVM ou C-Virtual Machine est la machine virtuelle qu’adhère complètementaux spécifications des machines virtuelles de J2SE, mais est optimisée pour lesapplications mobiles.

4. Les Configurations

Les configurations définissent les caractéristiques de bases d'un environnementd'exécution pour un certain type de machine possédant un ensemble descaractéristiques et de ressources similaires. Elles se composent d'une machinevirtuelle et d'un ensemble d'API de base. Deux configurations sont actuellementdéfinies :

CLDC (Connected Limited Device Configuration);

CDC (Connected Device Configuration).

La CLDC 1.0 est spécifiée dans la JSR 030 : elle concerne des appareils possédant desressources faibles (moins de 512 Kb de RAM, faible vitesse du processeur, connexionréseau limitée et intermittente) et une interface utilisateur réduite (par exemple untéléphone mobile ou un PDA "entrée de gamme"). Elle s'utilise sur une machinevirtuelle KVM. La version 1.1 est le résultat des spécifications de la JSR 139 : une desaméliorations les plus importantes est le support des nombres flottants.


AU 2012-2013 5

La CDC est spécifiée dans la JSR 036 : elle concerne des appareils possédant desressources plus importantes (au moins 2Mb de RAM, un processeur 32 bits, unemeilleure connexion au réseau), par exemple un set top box ou certains PDA "haut degamme". Elle s'utilise sur une machine virtuelle CVM.

5. Les profils

Les profiles se composent d'un ensemble d'API particulières à un type de machinesou à une fonctionnalité spécifique. Ils permettent l'utilisation de fonctionnalitésprécises et doivent être associés à une configuration. Ils permettent donc d'assurerune certaine modularité à la plate-forme J2ME.

Il existe plusieurs profiles :

Profil Configuration JSR

MIDP 1.0 CLDC 37 Package javax.microedition.*

Foundation Profile CDC 46

Personal Profile CDC 62

MIDP 2.0 CLDC 118

Personal Basis Profile CDC 129

RMI optional Profile CDC 66

Mobile Media API (MMAPI) 1.1 CLDC 135 Lecture de clips audio et vidéo

PDA 75

JDBC optional Profile CDC 169

Wireless Messaging API (WMA) 1.1 CLDC 120 Envoi et la réception de SMS

Les utilisations possibles des profils sont :

Application Midlet

MIDP

CLDC

KVM

Application pour Palm

MIDP for Palm OS

CLDC

KVM

Application

Personal Profile

Personal Basis Profile

Foundation Profile

CDC

CVM

MIDP est un profile standard qui n'est pas défini pour une machine particulière maispour un ensemble de machines embarquées possédant des ressources et une interfacegraphique limitée.


AU 2012-2013 6

Il existe aujourd’hui deux implémentations majeures de profiles MIDP.

La première est plus spécifique, destinée aux Assistants de type Palm Pilot(PalmOs) ;

La deuxième est totalement générique, proposée par Sun commeimplémentation de référence (RI) .

Le Foundation Profile est un profil de base qui s'utilise avec CDC. Ce profil nepermet pas de développer des IHM. Il faut lui associer un des deux profils suivants :

le Personal Basic Profile permet le développement d'application connectéeavec le réseau ;

le Personal Profile est un profil qui permet le développement complet d'uneIHM et d'applet grâce à AWT.

Le choix du ou des profils utilisés pour les développements est important car ilconditionne l'exécution de l'application sur un type de machine supporté par leprofil.

Cette multitude de profils peut engendrer un certain nombre de problèmes lors del'exécution d'une application sur différents périphériques car il n'y a pas la certituded'avoir à disposition les profils nécessaires. Pour résoudre ce problème, unespécification particulière issue des travaux de la JSR 185 et nommée Java Technologyfor the Wireless Industry (JTWI) a été développée. Cette spécification impose auxpériphériques qui la respectent de mettre en œuvre au minimum : CLDC 1.0, MIDP2.0, Wireless Messaging API 1.1 et Mobile Media API 1.1. Son but est donc d'assumerune meilleure compatibilité entre les applications et les différents téléphones mobilessur lesquelles elles s'exécutent.


AU 2012-2013 7

Les machines virtuelles

En fonction de l’appareil cible, la machine virtuelle pourra être allégée afinde consommer plus ou moins de ressources. Les deux principales machinesvirtuelles sont KVM et CVM :

KVM ou Kilobyte Virtual Machine est la machine virtuelle dela configuration CLDC. L'empreinte mémoire de KVM varie entre 40 et 80Ko selon les options de compilation et la plateforme. Cette taille restreintelui permet de s'exécuter sur des appareils de seulement 128 Ko demémoire.

CVM ou C-Virtual Machine est la machine virtuelle de la configurationCDC. Elle adhère complètement aux spécifications des machinesvirtuelles de J2SE, mais est optimisée pour les applications mobiles.

6. J2ME Wireless Toolkit 1.0.4

Sun propose un outil pour développer des applications J2ME utilisant CLDC/MIDP.Cet outil peut être téléchargé à l'url suivante: http://www.oracle.com/technetwork/java/sjwtoolkit-138075.html

La version 1.0.4 de cet outil permet de développer des applications utilisant MIDP1.0.

6.1 Installation du J2ME Wireless Toolkit 1.0.4

L'installation ci-dessous concerne la version 1.0.4.

Il faut exécuter le fichier j2me_wireless_toolkit-1_0_4_01-bin-win.exe


AU 2012-2013 8

Il faut suivre les instructions suivantes, guidées par l'assistant d'installation :

sur la page d'accueil (welcome) , cliquez sur "Suivant"

sur la page d'acceptation de la licence, lire la licence et l'approuver en cliquantsur "Yes"

sur la page de sélection de localisation de la JVM, cliquez sur "Next"(sélectionner l'emplacement si aucune JVM n'a été détectée automatiquement)

sélectionner l'emplacement de l'installation de l'outil et cliquez sur "Next"

cliquez sur "Next" pour accepter le menu par défaut dans le menu"Démarrer/Programme"

sur la page de résumé des opérations, cliquez sur "Next"

sur le dernière page (Complete), cliquez sur "Finish"

6.2 Les premiers pas


AU 2012-2013 9

Il faut exécuter l'outil KToolBar.

Pour créer un projet, il faut cliquer sur le bouton "New Project" ou sur l'option "NewProject" du menu "File".

Il faut saisir le nom du projet et le nom qualifié de la midlet puis cliquer sur "CreateProject".


AU 2012-201310

Il faut ensuite créer la ou les classes dans le répertoire src de l'arborescence du projet.

Pour construire le projet, il faut cliquer sur le bouton "Build".

Pour exécuter le projet, il suffit de choisir le type d'émulateur à utiliser et cliquer surle bouton "Run".

Exemple : avec l'émulateur de téléphone par défaut.

Cliquer sur l'application "Test" puis cliquer sur le bouton entre les flèches


AU 2012-201311

Il est aussi possible d'utiliser l'émulateur Palm POSE (Palm O.S. Emulator). L'outildemande le chemin d'accès à POSE,

Puis l'outil génère un fichier .prc.


AU 2012-201312

Enfin, il lance l'émulateur et installe le fichier pour l'exécuter.

Pour plus de détails, voir la section sur MIDP for Palm OS.

7. J2ME wireless toolkit 2.1

La version 2.0 permet d'utiliser MIDP 1.0 ou 2.0 ainsi que les API optionnels MobileMedia et Wireless Messaging . Il peut être intégré dans d'autres IDE tels que SunStudio Mobile Edition ou JBuilder.

La version 2.1 permet d'utiliser CLDC 1.1 et l'API J2ME Web service et de développerdes applications pour des périphériques qui respectent les spécifications JTWI.

7.1 Installation du J2ME Wireless Toolkit 2.1

La version 2.1 du J2ME Wireless Toolkit nécessite la présence sur le système d'unJ2SE 1.4 minimum.


AU 2012-201313

Elle permet le développement d'applications répondant aux spécifications de la JSR-185 (Java Technology for the Wireless Industry) qui inclue : CLDC 1.1, MIDP 2.0,WMA 1.1 MMAPI 1.1.

Elle permet aussi l'utilisation de la JSR-172 (J2ME Web Services Specification).

Lancer l'application j2me_wireless_toolkit-2_1-windows.exe. Un assistant guidel'utilisateur dans les différentes étapes de l'installation :

sur la page d'accueil, cliquez sur le bouton « Next »

sur la page « License Agreement » : lire la licence et si vous l'acceptez, cliquezsur le bouton « Yes »

sur la page « Java Virtual Machine Location » : le programme détecteautomatiquement la présence d'un JDK 1.4 ou supérieure, cliquez sur lebouton « Next »

sur la page « Choose Destination Location » : sélectionnez le répertoired'installation de l'application et cliquez sur le bouton « Next »

sur la page « Select Program Folder » : saisissez ou sélectionner le dossier dumenu démarrer qui va contenir les raccourcis vers l'application si celui pardéfaut ne convient pas. Cliquez sur le bouton « Next »

sur la page « Start Copying files » : un résumé des options d'installation estaffiché. Cliquez sur le bouton « Next »

les fichiers de l'application sont copiés. Une fois celle-ci terminée, la page« Installshield Wizard Complete » s'affiche. Cliquez sur le bouton « Finish ».

L'installation créé les répertoires suivants :

appdb\ contient les bases de données de type RMS desapplications

apps\ contient les applications développées comme applicationsde démo

bin\ contient les outils du WTK

docs\ contient la documentation du WTK et des API

lib\ contient les bibliothèques des API


AU 2012-201314

7.2 Les premiers pas

L'outil Ktoolbar est un petit IDE qui permet de compiler, pré-vérifier, packager etexécuter des applications utilisant le profile MIDP. Il ne permet pas l'édition du codedes applications : il faut utiliser un éditeur externe pour réaliser cette tâche.

La première chose à faire pour créer une application est de créer un nouveau projet.Pour cela, il faut sélectionner l'option « File/New Project » du menu ou cliquer sur lebouton « New Project » dans la barre d'outils.

Il faut saisir le nom du projet et le nom de la classe de la Midlet.

La création du projet permet la création d'une structure de répertoires dans le sous-répertoire apps du répertoire du WTK. Dans ce répertoire apps, un répertoire est créénommé du nom du projet. Ce répertoire contient lui même plusieurs sous-répertoires :

%WTK%/apps/nom_projet/bin contient le fichier jar, jad et lefichier manifest

%WTK%/apps/nom_projet/classes contient les classes compilées

%WTK%/apps/nom_projet/lib contient les bibliothèquesutiles à l'application


AU 2012-201315

%WTK%/apps/nom_projet/res contient les ressources utiles àl'application

%WTK%/apps/nom_projet/src contient les sources desclasses

La page des propriétés du projet est différente de celle proposée dans la version 1.0.Pour l'utiliser, il faut utiliser l'option « Project/settings » ou cliquer sur le bouton« Settings » de la barre d'outils.

L'onglet « API sélection » permet de sélectionner la plateforme cible ainsi que les APIparticulières qui vont être utilisées par l'application.

Le « target plateform » permet de sélectionner le type de plate-forme cible utilisée :

JTWI : plate-forme répondant aux spécifications de la JSR-185


AU 2012-201316

MIDP 1.0 : plate-forme composée de CLDL 1.0 et MIDP 1.0

Custom : plate-forme personnalisée pour laquelle il faut préciser toutes lesAPI utilisées

L'onglet « Required », « Optionnal » et « User defined » permet de préciser lesattributs respectivement obligatoires, optionnels et particuliers à l'application dans lefichier manifest sous la forme de paires clé/valeur.

L'onglet « Midlets » permet de saisir les Midlets qui composent la suite de Midlets del'application.

Pour créer et éditer le code des classes qui composent l'application, il faut utiliser unoutil externe dans le répertoire %WTK%/apps/nom_projet/src, en respectant lastructure des répertoires correspondant aux packages des classes.

La compilation et la pré-vérification des sources se fait en utilisant l'option « Build »du menu « Project » ou en cliquant sur le bouton « Build ».


AU 2012-201317

Si aucune erreur de compilation n'est détectée, il est possible d'exécuter le code enutilisant l'option « Run » du menu « Project » ou en cliquant sur le bouton « Run » dela barre d'outils.

Avant de lancer l'exécution, il est possible de sélectionner l'émulateur depériphérique (device) utilisé pour exécuter le code. Le J2ME Wireless Toolkit 2.1 estfourni avec quatre émulateurs :

DefaultColorPhone : un téléphone mobile avec un écran couleur. C'estl'émulateur par défaut.

DefaultGrayPhone : un téléphone mobile avec un écran monochrome

MediaControlSkin : un téléphone mobile avec des capacités multimédiaaccrues (video et audio)

QwertyDevice : un périphérique avec un clavier Qwerty


AU 2012-201318

L'option « Clean » du menu « Project » permet de faire du ménage dans les fichierstemporaires générés lors des différents traitements.

Le bouton « Clear console » permet d'effacer le contenu de la console.


AU 2012-201319

L'option « Package » du menu « Project » propose deux options pour packagerl'application une fois celle-ci mise au point :

« Create package » : permet de créer un package sous la forme de fichiers .jaret .jad

« Create obfuscated package » : permet de créer un package sous la forme d'unfichier .jad et d'un fichier .jar plus compact, et ceci grâce à un outil tiers nonfourni réalisant l'opération d'obscurcissement

Documents

Présentation de la plate-forme J2ME / Java ME...Programmation J2ME Embarquée Chapitre 1 : Présentation de la plate-forme J2ME AU 2012-2013 2 Les packages optionnels : définissent