Từng bước lập trình cho điện thoại di động J2ME – Phần 5




1 Lập trình mạng

1.1 Khung mạng CLDC tổng quát (Generic CLDC Networking Framework)
Mạng cho phép client di động gởi và nhận dữ liệu đến server. Nó cho phép thiết bị di động sử dụng các ứng dụng như tìm kiếm cơ sở dữ liệu, trò chơi trực tuyến… Trong J2ME, mạng được chia làm hai phần. Phần đầu tiên là khung được cung cấp bởi CLDC và phần hai là các giao thức thật sự được định nghĩa trong các hiện trạng.

CLDC cung cấp một khung tổng quát để thiết lập kết nối mạng. Ý tưởng là nó là đưa ra một khung mà các hiện trạng khác nhau sẽ sử dụng. Khung CLDC không định nghĩa giao thức thật sự. Các giao thức sẽ được định nghĩa trong các hiện trạng.

Hình 1 biểu diễn cách mà khung CLDC làm việc:

Hình 1. Khung mạng CLDC tổng quát
Kết nối mạng được xây dựng bằng phương thức open() của lớp Connector trong CLDC. Phương thức open() nhận một tham số đầu vào là chuỗi. Chuỗi này dùng để xác định giao thức. Định dạng của chuỗi là:
protocol:address;parameters

CLDC chỉ xác định tham số là một chuỗi nhưng nó không định nghĩa bất kỳ giao thức thật sự nào. Các hiện trạng có thể định nghĩa các giao thức kết nối như HTTP, socket, cổng truyền thông, datagram,… Phương thức open() trả về một đối tượng Connector. Đối tượng này sau đó có thể đóng vai trò là một giao thức xác định được định nghĩa trong hiện trạng.
Connector.open(“
:

;
”);
Một số giao thức ví dụ (nhưng không được hỗ trợ bởi CLDC hay MIDP):
Socket: Connector.open(“socket://199.3.122.21:1511”);
Comm port: Connector.open(“comm:0;baudrate=9600”);
Datagram: Connector.open(“Datagram://19.3.12.21:1511”);
Files: Connector.open(“file:/filename.txt”);
MIDP hỗ trợ giao thức HTTP:

HTTP: Connector.open(“http://www.sonyericsson.com”);
Trả về một đối tượng Connection
Ví dụ trên minh họa kết nối socket, cổng truyền thông, datagram, file và HTTP. Tất cả các kết nối mạng đều có cùng định dạng, không quan tâm đến giao thức thật sự. Nó chỉ khác nhau ở chuỗi chuyển cho phương thức open(). Phương thức open() sẽ trả về một đối tượng Connection đóng vai trò là lớp giao thức (ví dụ. HttpConnection) để có thể sử dụng các phương thức cho giao thức đó. J2ME chỉ định nghĩa một kết nối là kết nối HTTP trong MIDP.

1.2 Các lớp giao diện kết nối (Connection Interface Class)

Dẫn xuất từ lớp Connection là nhiều lớp giao diện con cung cấp khung kết nối mạng. Các giao diện khác nhau để hỗ trợ các loại thiết bị di động khác nhau.

Hình 2 . Các lớp kết nối
Sau đây là mô tả các giao diện kết nối được định nghĩa trong CLDC
StreamConnectionNotifier

Giao diệnStreamConnectionNotifier được dùng khi đợi một kết nối phía server được thiết lập. Phương thức acceptAndOpen() bị chặn cho đến khi client thiết lập kết nối.

Giao diện DatagramConnection
Kết nối datagram cung cấp kiểu truyền thông gói không chứng thực. Datagram chứa gói dữ liệu và địa chỉ. Chuỗi địa chỉ có định dạng sau:
datagram:[//{host}]:{port}
Nếu tham số host được xác định, thì datagram mở kết nối ở chế độ client. Nếu tham số host không được xác định, thì datagram được mở ở chế độ server
c = Connector.open(“datagram://192.365.789.100:1234”); // Chế độ client
c = Connector.open(“datagram://:1234”); // Chế độ server
Giao diện InputConnection
Giao diện InputConnection dùng để thực hiện một luồng nhập tuần tự dữ liệu chỉ đọc.
Giao diện OutputConnection
Giao diện OutputConnection dùng để thực hiện một luồng xuất dữ liệu chỉ viết.
Giao diện StreamConnection
Giao diện StreamConnection là kết hợp của cả hai giao diện InputConnection và OutputConnection. Nó dùng cho các thiết bị di động có truyền thông hai chiều.

Giao diện ContentConnection
Giao diện ContentConnection kế thừa giao diện StreamConnection và thêm vào các phương thức getType(), getEncoding(), và getLength(). Nó cung cấp cơ sở cho giao diện HttpConnection của MIDP.
Giao diện HttpConnection
Giao diện HttpConnection được định nghĩa trong MIDP và kế thừa giao diện ContentConnection của CLDC. Giao diện này cung cấp các phương thức thiết lập một kết nối HTTP.

1.3 Kết nối HTTP

Hiện trạng MIDP hỗ trợ kết nối HTTP phiên bản 1.1 thông qua giao diện HttpConnection. Hỗ trợ GET, POST, HEAD của HTTP. Yêu cầu GET (GET request) được dùng để lấy dữ liệu từ server và đây là phương thức mặc định. Yêu cầu POST dùng để gởi dữ liệu đến server. Yêu cầu HEAD tương tự như GET nhưng không có dữ liệu trả về từ server. Nó có thể dùng để kiểm tra tính hợp lệ của một địa chỉ URL.

Phương thức open() của lớp Connector dùng để mở kết nối. Phương thức open() trả về một đối tượng Connection sau đó có thể đóng vai trò là một HttpConnection cho phép dùng tất cả các phương thức của HttpConnection.
Một kết nối HTTP có thể ở một trong ba trạng thái khác nhau: Thiết lập (Setup), Kết nối (Connectd), hay Đóng (Close).

Trong trạng thái Thiết lập, kết nối chưa được tạo. Phương thức setRequestMethod() và setRequestProperty() chỉ có thể được dùng trong trạng thái thiết lập. Chúng được dùng để thiết lập phương thức yêu cầu (GET, POST, HEAD) và thiết lập thuộc tính HTTP (ví dụ. User-Agent). Khi sử dụng một phương thức yêu cầu gởi dữ liệu đến hay nhận dữ liệu về từ server sẽ làm cho kết nối chuyển sang trạng thái Kết nối. Gọi phương thức close() sẽ làm cho kết nối chuyển sang trạng thái Đóng.

Hình 3 minh họa các trạng thái kết nối khác nhau:

Hình 3 . Các trạng thái kết nối HTTP
Lưu ý rằng gọi bất kì phương thức nào liệt kê ở trên (ví dụ. openInputStream(), getLenght()) cũng sẽ làm cho kết nối chuyển sang trạng thái Kết nối.

1.4 Ví dụ HTTP GET

Phương thức HTTP GET cho phép lấy dữ liệu từ server và là phương thức mặc định nếu không xác định phương thức trong trạng thái Thiết lập.
Ví dụ thực hiện một kết nối HTTP GET cơ bản:
void getViaHttpConnection(String url) throws IOException {
HttpConnection c = null; InputStream is = null;
try {
c = (HttpConnection)Connector.open(url); // Mở kết nối HTTP
is = c.openInputStream(); // Mở Input Stream, mặc định GET
type = c.getType();
int len = (int)c.getLength();
if (len > 0) {
byte[] data = new byte[len];
int numBytes = is.read[data]; // Nếu biết chiều dài
processData(data);
} else {
int ch;
while ((ch = is.read()) != -1) { // đọc đến khi nào gặp -1
stringBuffer.append((char)ch);
}
processBuffer(stringBuffer);
}
} finally {
if (is != null) is.close();
if (c != null) c.close();
}
}
getViaHttpConnection() nhận một chuỗi là tham số đầu vào, đó là địa chỉ địa chỉ URL chuyển cho phương thức open() của lớp Connection. Phương thức open() trả về một đối tượng Connection đóng vai trò là một lớp HttpConnection. Phương thức openInputStream() sẽ làm cho kết nối chuyển sang trạng thái Kết nối. Vì không có yêu cầu phương thức nào, kết nối sẽ mặc định là một kết nối HTTP GET.
Phương thức getLength() sẽ trả về chiều dài của dữ liệu gởi từ server. Nếu biết được chiều dài, thì biến len sẽ chứa chiều dài dữ liệu và ta có thể đọc toàn bộ khối dữ liệu. Nếu không thì len sẽ chứa giá trị -1 và dữ liệu phải được đọc từng ký tự một cho đến khi gặp đánh dấu cuối file (-1). Phương thức processData() và processBuffer() xử lý dữ liệu đến từ server. Khối lệnh cuối cùng sẽ đóng tất cả các kết nối không quan tâm đến có lỗi từ khối lệnh try ở trước hay không.

1.5 Ví dụ HTTP POST

HTTP POST cho phép gởi dữ liệu đến server. Dữ liệu gởi đến server qua phương thức GET chỉ giới hạn là dữ liệu chứa địa chỉ URL. Phương thức POST cho phép gởi một luồng byte đến server. Phương thức HTTP POST thực hiện theo cách tương tự với phương thức HTTP GET.
Ví dụ thực hiện một kết nối HTTP POST:
void getViaHttpConnection(String url) throws IOException {
HttpConnection c = null; InputStream is = null;
OutputStream os;
try {
c = (HttpConnection)Connector.open(url); // Mở kết nối
// Thiết lập phương thức POST
// trong khi vẫn ở trạng thái Thiết lập
c.setRequestMethod(HttpConnection.POST);
// Mở luồng output stream và chuyển sang trạng thái Kết nối
os = c.openOutputStream();
// Chuyển đổi dữ liệu thành luồng byte
// và gởi đến server
os.write(“Data Sent to Server\n”.getBytes());
int status = c.getResponseCode();
// Kiểm tra status
if (status != HttpConnection.HTTP_OK) throw new IOException(“not OK”);
int len = (int)c.getLength();
// Giống như ví dụ HTTP GET:
// Kiểm tra length và xử lý tương ứng
} finally {
// Đóng kết nối giống như ví dụ HTTP GET
}
}

Như ví dụ trước, phương thức postViaHttpConnection() nhận tham số đầu vào là một chuỗi là địa chỉ URL được chuyển đến phương thức open() của lớp Connection. Phương thức open() trả về một đối tượng Connection đóng vai trò là một lớp HttpConnection.

Kết nối bây giờ ở trong trạng thái thiết lập và phương thức yêu cầu được đặt là POST bằng phương thức setRequestMethod(). Tất cả các thuộc tính khác phải được thiết lập trong trạng thái này.

Phương thức openOutputStream() sẽ làm cho kết nối chuyển sang trạng thái Kết nối. Phương thức write() và flush() sẽ gởi dữ liệu đến server.
Đoạn mã còn lại giống như phương thức GET. Luồng input được mở, chiều dài của dữ liệu được kiểm tra, và dữ liệu được đọc toàn bộ khối hay từng ký tự một tùy vào chiều dài được trả về. Khối lệnh cuối cùng sẽ đóng kết nối.

1.6 Triệu gọi CGI script

Cả hai phương thức GET và POST có thể được dùng để triệu gọi CGI script (Common Gateway Interface script) và cung cấp dữ liệu nhập. Ví dụ, một MIDlet có một form cho người dùng điền dữ liệu, sau đó có thể gởi dữ liệu kết quả cho server để CGI script xử lý. CGI script có thể được triệu gọi giống như phương thức GET và POST. Tên của CGI script và dữ liệu tham số nhập có thể chuyển trong địa chỉ URL. Nếu cần gởi thêm dữ liệu cho server, thì có thể dùng phương thức POST.

Ví dụ các tham số được gởi là một phần của URL:

url = http://www.asite.com/cgi-bin/getloca…=abc&zip=12345

Trong ví dụ trên, địa chỉ URL có thể được chuyển như là một tham số giống như phương thức getViaHttpConnection() ở ví dụ trước.

1.7 HTTP Request Header

Như ta đã nói trước, HTTP request header phải được thiết lập ở trạng thái Thiết lập bằng phương thức setRequestMethod() và setRequestProperty(). Phương thức setRequestMethod() dùng để thiết lập các phương thức GET, POST, hoặc HEAD.
Phương thức setRequestProperty() dùng để thiết lập các trường trong request header. Ví dụ có thể là “Accept-Language”, “If-Modified-Since”, “User-Agent”.
Phương thức getRequestMethod() và getRequestProperty() có thể được dùng để lấy các thuộc tính trên.

2 Wireless Messaging API

J2ME chứa hầu hết các cấu hình và hiện trạng, kết hợp với nhau để định nghĩa môi trường thực thi Java hoàn chỉnh cho các thiết bị có tài nguyên giới hạn.

Tuy nhiên, đôi khi, cần phải có gói giao diện lập trình ứng dụng (Application Programming Interface – API), có thể chi xẻ bởi các ứng dụng chạy trên các hiện trạng khác nhau. J2ME định nghĩa API như vậy là các gói tùy chọn (optional package), là một tập các lớp và các tài nguyên khác có thể được dùng kết hợp với hiện trạng.

Cũng giống như các thành phần của J2ME, các gói tùy chọn được định nghĩa là yêu cầu đặc tả Java (Java Specification Request – JSR) thông qua Java Community Process. Một trong những gói tùy chọn đầu tiên cho J2ME là JSR 120, bộ API nhắn tin không dây (Wireless Messaging API – WMA), dùng để gởi và nhận các tin nhắn văn bản hoặc nhị phân ngắn trên kết nối không dây.
WMA dựa trên khung kết nối mạng tổng quát (GCF).

Các tin nhắn được gởi và nhận với WMA được gởi trên các mạng không dây của điện thoại di động và các thiết bị tương tự khác, có thể là GSM hay CDMA. WMA hỗ trợ Short Message Service (SMS) và Cell Broadcast Short Message Service (CBS). Mặc dù tin nhắn WMA tương tự như datagram, WMA không sử dụng giao diện datagram được định nghĩa bởi GCF, giao diện này dùng cho kết nối UDP. Thay vào đó, WMA định nghĩa một tập giao diện mới trong gói java.wireless.messaging.

Để gởi hoặc nhận tin nhắn, ứng dụng trước hết phải tạo một instance của giao diện MessageConnection, sử dụng GCF connection factory. Địa chỉ URL chuyển cho phương thức java.microedition.io.Connector.open() chỉ định giao thức sử dụng (SMS hoặc CBS), và số điện thoại đích, cổng, hoặc cả hai. Ví dụ, đây là những URL hợp lệ:

sms://+417034967891

sms://+417034967891:5678
sms://:5678
cbs://:5678

URL trong hai dạng đầu tiên mở kết nối client, ứng dụng kết nối đến một server với địa chỉ thiết bị và cổng chỉ định. Nếu cổng không chỉ định, sẽ dùng cổng nhắn tin mặc định của ứng dụng. Dạng URL thứ ba mở một kết nối server trên thiết bị, cho phép ứng dụng đợi và hồi đáp tin nhắn đến từ các thiết bị khác. Dạng cuối cùng cho phép ứng dụng lắng nghi tin nhắn broadcast từ người điều hành mạng.
Sau đây là một ví dụ đơn giản tạo một kết nối SMS client:
import java.microedition.io.*;
import java.wireless.messaging.*;
…..
MessageConnection conn = null;
String url = “sms://+417034967891”;
try {
conn = (MessageConnection) Connector.open( url );
// thực hiện công việc gì đó
}
catch( Exception e ){
// xử lý lỗi
}
finally {
if( conn != null ){
try { conn.close(); } catch( Exception e ){}
}
}

Để gởi tin nhắn, sử dụng phương thức MessageConnection.newMessage() để tạo một tin nhắn rỗng, thiết lập payload của nó (dữ liệu văn bản hoặc nhị phân để gởi), và triệu gọi phương thức MessageConnection.send():
public void sendText( MessageConnection conn, String text )
throws IOException, InterruptedIOException {
TextMessage msg = conn.newMessage( conn.TEXT_MESSAGE );
msg.setPayloadText( text );
conn.send( msg );
}
Gởi dữ liệu nhị phân cũng hoàn toàn tương tự:
public void sendBinary( MessageConnection conn, byte[] data )
throws IOException, InterruptedIOException {
BinaryMessage msg =conn.newMessage( conn.BINARY_MESSAGE );
msg.setPayloadData( data );
conn.send( msg );
}

Dĩ nhiên, có giới hạn lượng dữ liệu có thể gởi trong một tin nhắn. Thông thường, tin nhắn văn bản SMS bị giới hạn đến 160 hoặc 70 ký tự, tin nhắn nhị phân bị giới hạn đến 140 bytes.
Nhận tin nhắn thậm chí còn đơn giản hơn: Sau khi mở một kết nối server, ứng dụng gọi phương thức receive() của kết nối, phương thức này sẽ trả về tin nhắn có trong cổng đã xác định. Nếu không có tin nhắn, phương thức sẽ đứng (block) cho đến khi có tin nhắn, hoặc cho đến khi có một thread khác đóng kết nối:
import java.io.*;
import java.microedition.io.*;
import java.wireless.messaging.*;
MessageConnection conn = null;
String url = “sms://:5678”; // không có số điện thoại!
try {
conn = (MessageConnection) Connector.open( url );
while( true ){
Message msg = conn.receive(); // blocks
if( msg instanceof BinaryMessage ){
byte[] data =((BinaryMessage) msg).getPayloadData();
// thực hiện công việc gì đó
} else {
String text =((TextMessage) msg).getPayloadText();
//thực hiện công việc gì đó
}
}
}
catch( Exception e ){
//xử lý lỗi
}
finally {
if( conn != null ){
try { conn.close(); } catch( Exception e ){}
}
}

Để bảo đảm tính ổn định của chương trình, việc gởi và nhận thông điệp nên giao cho một thread riêng đảm nhận.

Lê Ngọc Quốc Khánh (step2 – JavaVietnam.Org)

Gửi phản hồi

Please log in using one of these methods to post your comment:

WordPress.com Logo

Bạn đang bình luận bằng tài khoản WordPress.com Log Out / Thay đổi )

Twitter picture

Bạn đang bình luận bằng tài khoản Twitter Log Out / Thay đổi )

Facebook photo

Bạn đang bình luận bằng tài khoản Facebook Log Out / Thay đổi )

Google+ photo

Bạn đang bình luận bằng tài khoản Google+ Log Out / Thay đổi )

Connecting to %s