Từng bước lập trình cho điện thoại di động J2ME – Phần 7




Lập trình Web Service với MIDP
Lập trình mạng MIDP trên HTTP client
Khái quát

Đặc tả MIDP 1.0 phát biểu rằng các triển khai của MIDP trên thiết bị di động bắt buộc phải hỗ trợ ít nhất là kết nối HTTP 1.1 sử dụng khung kết nối chung (GCF – Generic Connection Framework). Sử dụng kết nối client HTTP 1.1 nghĩa là thiết bị gởi một yêu cầu (request) và server gởi về một hồi đáp (response) tương ứng.

Hình 1. HTTP client request-response
Bằng cách chỉ dùng kết nối HTTP client nghĩa là server không thể thiết lập liên lạc với thiết bị ngoại trừ bằng cách hồi đáp một request. Một MIDlet HTTP client thông thường sẽ dùng cả hai phương thức HTTP GET và POST.
Đặc tả MIDP 2.0 phát biểu rằng cả HTTP và HTTPS bắt buộc phải được hỗ trợ.
Thân của thông điệp HTTP
Thông tin gởi trong thân thông điệp HTTP request và response đơn giản là một luồng byte. MIDlet và servlet chọn kiểu định dạng thông tin để mã hóa các byte này.
Thân của thông điệp SOAP/HTTP
Các điểm cuối dịch vụ Web dựa trên SOAP trao đổi các thông điệp SOAP với nhau. HTTP là một cơ chế mặc định dùng để truyền thông điệp SOAP. Thông điệp SOAP chứa dữ liệu theo định dạng XML. Thông điệp XML có thể dùng cả UTF-8 hay UTF-16 để làm bảng mã và mã hóa.
Khái quát về dịch vụ Web (Web service), SOAP và WSDL
Thuật ngữ “Dịch vụ Web” (Web service) nói đến truyền thông ứng dụng-đến-ứng dụng (application-to-application). Một dịch vụ Web đơn giản là một dịch vụ trên Internet có khả năng được truy xuất thông qua giao diện theo khuôn dạng sử dụng các giao thức Internet chuẩn như HTTP.
World Wide Web Consortium (W3C) định nghĩa dịch vụ Web như sau:
Một dịch vụ Web là một hệ thống phần mềm được nhận dạng bằng một URI (Uniform Resource Identifier), mà các giao diện chung và sự gắn kết của nó được định nghĩa và mô tả bằng XML. Định nghĩa của nó có thể được nhận ra bằng các hệ thống phần mềm khác. Các hệ thống này sau đó có thể tương tác với dịch vụ Web theo phương cách được mô tả trong định nghĩa của nó, sử dụng các thông điệp theo XML được chuyển bằng các giao thức Internet.
Hai đặc tả quan trọng về dịch vụ Web là Ngôn ngữ mô tả dịch vụ Web (Web Services Description Language – WSDL) và Giao thức truy xuất đối tượng đơn giản (Simple Object Access Protocol – SOAP). WSDL được dùng để mô tả một dịch vụ Web đã được triển khai. SOAP được dùng để định nghĩa định dạng của thông điệp được trao đổi giữa các điểm cuối (thí dụ như client và server) của dịch vụ Web trong suốt quá trình hoạt động của dịch vụ Web đó. Một dịch vụ Web có thể tự đăng ký ở một nơi đăng ký thích hợp (ví dụ bằng cách cung cấp mô tả WSDL của nó) để client có thể nhận ra nó. Các tiến trình này được gọi là quá trình đăng ký và nhận biết dịch vụ.
Java, Web service và SOAP
Lĩnh vực dịch vụ Web đang phát triển nhanh chóng. Tại thời điểm này Ủy ban công nghệ Java (Java Techonology Community) đã xây dựng phiên bản đầu tiên của Java API cho RPC dựa trên XML (Java API for XML-based RPC – JAXRPC) cho J2SE. Một gói tùy chọn cho dịch vụ Web trên J2ME cũng đang được xây dựng.
Đặc tả MIDP 1.0 và MIDP 2.0 không xác định bất kỳ hỗ trợ nào cho XML hay SOAP. Các nhà phát triển MIDP muốn sử dụng XML hay SOAP thường phải sử dụng các thư viện bên ngoài. Điều này rất bất lợi vì mỗi MIDlet phải chứa các thư viện này. Các thư viện như vậy thường khoảng 25 đến 50 KB (kích thước file .class). Điều này có khả năng sẽ làm giảm không gian cho ứng dụng MIDlet.
Luận án này được phát triển bằng các thư viện mở KXML và KSOAP. Một vài thư viện XML và SOAP khác nhắm đến thiết bị J2ME cũng có thể dễ dàng được tìm thấy, và có thể được sử dụng theo phương cách tương tự.
Tối ưu hóa truyền thông Client/Server cho các ứng dụng di động
Ứng dụng di động client/server
Ngoài các ứng dụng chạy đơn trên thiết bị di động không cần tương tác với tài nguyên bên ngoài, còn có nhu cầu một môi trường phân tán với client có nhu cầu liên lạc với server sử dụng kết nối IP. Ta sẽ xét một số vấn đề điển hình về liên lạc client/server có thể phát sinh trong quá trình kết nối giữa Java 2 Platform, Enterprise Edition (J2EE), nền tảng server và MIDlet. Tiếp theo sẽ so sánh các giao thức khác nhau, có thể được dùng để phát triển các loại ứng dụng phân tán này.
Ngoài ra, lập trình viên có thể sử dụng thêm các tầng trừu tượng giữa giao thức chuyển vận, dựa trên HTTP, và chính ứng dụng để xây dựng một kiến trúc linh động có thể được tối ưu hóa. Với cách tiếp cận này, giao thức chuyển vận được chọn có thể được chuyển đổi tương đối dễ dàng mà không cần phải hiệu chỉnh logic của ứng dụng.
Ở đây ta sẽ dùng một proxy servlet để có thể nâng cao hiệu quả của các ứng dụng di động client/server.
Trên thực tế, vô số ứng dụng Mobile Information Device Profile (MIDP) không chỉ chạy trên các thiết bị di động, mà cũng có truy xuất đến server, và do đó thể hiện một ứng dụng phân tán. Nhiều ứng dụng di động chỉ thật sự hoạt động khi kết nối đến server. Kết nối có thể “luôn luôn mở (always on)” hay chỉ mở khi ứng dụng cần liên lạc với server. Sử dụng cách tiếp cận phân tán, ứng dụng di động có thể truy xuất đến các cơ sở dữ liệu ngoại, vì những công việc quá phức tạp đối với khả năng hạn chế của thiết bị MIDP có thể được chuyển đến cho một server mạnh hơn. Do đó, lời giải cho ứng dụng di động doanh nghiệp chỉ có thể thực hiện thông qua tương tác giữa J2EE và Java 2 Platform, Micro Edition (J2ME). Tuy nhiên, trong quá trình trao đổi dữ liệu giữa server và client di động, cần phải quan tâm đến các vấn đề liên quan, đặc biệt là các vấn đề liên quan đến hiệu suất truyền tải và xử lý dữ liệu trên thiết bị.
Đối với giải pháp doanh nghiệp dựa trên công nghệ J2ME, cần phải quan tâm đến sự hạn chế của cả kết nối mạng và tài nguyên của thiết bị, không giống như môi trường thông thường của máy tính cá nhân với kết nối mạng cố định. Điều này có nghĩa là nhà phát triển nên lường trước được các khoảng thời gian trễ dài trên băng thông hạn chế. Hơn nữa, bất kỳ trong tình huống nào cũng không nên cho rằng thiết bị di động luôn luôn có kết nối. Về tài nguyên, ta phải đối mặt với vấn đề khả năng tính toán hạn chế cùng với khả năng lưu trữ tương đối của thiết bị. Do đó, trước khi phát triển một ứng dụng phân tán cho client di động, ta cần phải xem xét kỹ các yếu tố trước khi chọn giao thức, bởi vì quyết định này có thể có ảnh hưởng lớn đến hiệu suất của ứng dụng.
HTTP là một giao thức liên lạc client/server lý tưởng cho ứng dụng Java di động. Đối với mỗi đặc tả, thiết bị tương thích MIDP 1.0 phải hỗ trợ HTTP. Các giao thức khác như TCP hay UDP là tùy chọn. Bởi vì không phải tất cả thiết bị MIDP đều hỗ trợ truyền thông socket hay datagram, do đó triển khai HTTP trên thiết bị di động cho phép tối ưu khả năng chuyển đổi giữa các thiết bị từ các nhà sản xuất khác nhau. Mặc dù một số thiết bị, như Nokia 6800 hỗ trợ kết nối socket, nhưng để tương thích tối đa, nên sử dụng HTTP làm giao thức trao đổi giữa client và server.
Một lợi điểm khác nữa là giao thức HTTP được hưởng truy xuất không lỗi (trouble-free access) thông qua tường lửa. Bởi vì server và client di động hầu như được tách biệt bằng firewall, HTTP không cần phải cấu hình thêm. Mặc dù vậy, ta cũng nên qua tâm đến các rủi ro bảo mật có thể có khi mở kết nối HTTP ra thế giới bên ngoài. Java cung cấp API lập trình mạng, hỗ trợ giao thức HTTP 1.1. Ta dễ dàng tạo ra các request GET, POST, và HEAD trong ứng dụng Java.
Các loại giao thức khác nhau
Bây giờ ta đã chọn HTTP làm giao thức chuyển vận, vai trò của người phát triển là phải quyết định định dạng thông điệp để trao đổi dữ liệu giữa server và client. Nền tảng J2ME không đưa ra các cơ chế đã được chuẩn hóa như Java Remote Method Invocation (RMI) và Java API for XML-based Remote Procedure Call (JAX-RPC) (vốn rất tốn tài nguyên), người phát triển phải tự mình định nghĩa định dạng và lớp truyền thông trên lớp chuyển vận HTTP. Có nhiều sự lựa chọn, ta sẽ xem xét chi tiết dưới đây.
Chủ yếu có hai cách định nghĩa định dạng thông điệp: Một là định dạng thuần nhị phân, được tối ưu hóa để bảo đảm hiệu suất cao nhất. Hai là định dạng phức tạp dựa trên XML, ví dụ như SOAP, cung cấp khả năng đọc và khả chuyển cao, nhưng hiệu suất rất kém, đặc biệt là với các thiết bị di động với băng thông và tốc độ xử lý hạn chế. Người phát triển phải đối mặt với thử thách là phải lựa chọn giải pháp tốt nhất cho ứng dụng. Về cơ bản, kích thước của giao thức tăng tương ứng với khả năng tự mô tả, do đó làm giảm hiệu quả truyền thông trên mạng điện thoại di động băng thông hẹp. Tăng khả năng human-readability, thì đồng thời cũng gia tăng các định dạng dựa trên XML, cũng như hiệu suất tính toán để phát sinh và phân tích các thông điệp đến.

Hình 2. Biểu đồ so sánh các giao thức liên lạc khác nhau
Định dạng nhị phân độc quyền (Proprietary Binary Format)

Định dạng này có khả năng linh động cao và có thể được phát sinh một cách dễ dàng.

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