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Java 技 术 的 势 头 正 劲 清 华 大 学 计 算 机 科 学 与 技 术 系 李 涓 子 徐 鹏 王 克 宏 Java 技 术 已 经 遍 布 世 界 各 个 角 落, 从 智 能 卡 Java 手 机 和 电 话, 到 汽 车 生 产 以 至 于 控 制 火 星 漫 游 者 号 的 临 界 任 务 系 统 都 能 看 到 它 的 作 用,Java 已 经 成 为 一 种 普 遍 深 入 的 技 术 这 主 要 表 现 在 几 个 方 面 : 在 企 业 应 用 领 域,J2EE 作 为 专 业 开 发 商 使 用 的 主 要 语 言, 已 经 成 为 企 业 应 用 开 发 的 标 准 ; 在 移 动 应 用 领 域,Java 技 术 更 是 深 入 人 心, 成 为 嵌 入 式 和 小 型 无 线 设 备 的 首 选 通 用 开 发 平 台, 预 计 到 2004 年, 全 球 将 有 2.67 亿 部 移 动 设 备 采 用 Java 技 术 Java 正 在 成 为 IT 应 用 的 首 选 平 台 现 状 : 三 大 平 台 竞 风 流 Sun 公 司 经 过 多 年 努 力, 在 Java 应 用 方 面 做 出 了 许 多 贡 献 从 1999 年 正 式 发 布 四 大 应 用 平 台 Java Card J2ME J2SE J2EE( 图 1), 到 现 在,Sun 又 将 其 技 术 和 工 具 进 行 整 合, 新 近 推 出 了 六 大 系 统 图 1 Java 的 四 大 平 台 Java Card 是 最 小 的 应 用 平 台, 是 为 Java Smart 信 用 卡 设 置 的 平 台, 已 被 大 量 应 用, 深 受 欢 迎 目 前 国 际 智 能 卡 96% 以 上 的 应 用 程 序 都 是 使 用 Java Card 开 发 的 Java Card 有 一 组 API 接 口, 运 行 在 卡 虚 拟 机 上 J2ME 是 Java 2 平 台 的 微 型 版 本, 它 分 成 连 接 设 备 配 置 (CDC,connected device configuration) 和 连 接 受 限 设 备 配 置 (CLDC,connected limited device configuration) 两 部 分 CDC 运 行 在 连 接 虚 拟 机 上, 为 笔 记 本 电 脑 一 类 较 复 杂 的 移 动 设 备 提 供 应 用 平 台 ;CLDC 运 行 在 核 心 虚 拟 机 (KVM) 上, 它 实 现 MIDP(Mobile Information Device Profile) 移 动 信 息 设 备 应 用 平 台, 是 针 对 手 机 之 类 的 设 备 建 立 移 动 计 算 平 台 J2SE 是 Java 2 平 台 的 标 准 版, 它 适 用 于 桌 面 系 统, 提 供 CORBA 标 准 的 ORB 技 术, 结 合 Java 的 RMI 支 持 分 布 式 互 操 作 环 境, 它 运 行 在 Java 虚 拟 机 上, 具 有 跨 平 台 和 可 扩 展 性 能 J2EE 是 Java 2 平 台 的 企 业 版 J2EE 技 术 的 基 础 就 是 J2SE 标 准 版, 它 保 留 了 标 准 版 中 的 许 多 优 点, 其 最 终 目 的 就 是 成 为 一 个 能 够 使 企 业 开 发 者 大 幅 缩 短 投 放 市 场 时 间 的 体 系 结 构 它 为 1

灵 活 配 置 各 种 多 层 企 业 应 用 软 件, 特 别 是 B2B B2C 等 电 子 商 务 应 用, 提 供 了 强 大 的 服 务 功 能 1. 服 务 器 端 的 J2EE J2EE 已 经 成 为 企 业 应 用 开 发 的 标 准 平 台 为 创 建 部 署 和 管 理 企 业 级 类 应 用 以 及 代 码 的 可 移 植 性 及 重 用 提 供 了 一 个 安 全 的 鲁 棒 的 和 可 扩 展 的 环 境 有 了 它, 开 发 者 只 需 要 集 中 精 力 编 写 代 码 来 表 达 企 业 应 用 的 商 业 逻 辑 和 表 示 逻 辑, 至 于 其 他 系 统 问 题, 如 内 存 管 理 多 线 程 资 源 分 布 垃 圾 收 集 等, 都 将 由 J2EE 自 动 完 成 J2EE 方 案 的 实 施 可 显 著 地 提 高 系 统 的 可 移 植 性 安 全 性 可 伸 缩 性 负 载 平 衡 和 可 重 用 性 J2EE 的 核 心 是 一 组 规 范 和 指 南, 它 定 义 了 一 个 使 用 Java 语 言 开 发 多 层 分 布 式 企 业 应 用 系 统 的 标 准 平 台 开 发 人 员 在 这 些 规 范 和 指 南 的 基 础 上 开 发 企 业 级 应 用, 同 时 由 J2EE 供 应 商 确 保 不 同 的 J2EE 平 台 之 间 的 兼 容 性 图 2 为 J2EE 体 系 中 典 型 的 多 层 应 用 模 型 其 中,Client tier 为 客 户 层, 一 般 为 浏 览 器 或 其 他 应 用 客 户 层 普 遍 地 支 持 HTTP 协 议, 也 称 客 户 代 理 WEB tier 为 WEB 应 用 层 在 J2EE 中, 这 一 层 由 WEB 容 器 运 行, 它 包 括 JSP, SERVLET 等 WEB 部 件 EJB tier 为 企 业 组 件 层 企 业 组 件 层 由 EJB 容 器 运 行, 支 持 EJB, JMS, JTA 等 服 务 和 技 术 EIS tier 为 企 业 信 息 系 统 层 企 业 信 息 系 统 包 含 企 业 内 传 统 信 息 系 统 如 财 务,CRM 等, 特 点 是 有 数 据 库 系 统 的 支 持 J2EE 已 经 成 为 开 发 分 布 式 企 业 应 用 的 开 发 中 被 广 泛 采 用 的 模 式 图 2 J2EE 体 系 中 的 多 层 应 用 模 型 2. 移 动 设 备 上 的 Java Sun 将 J2ME 定 义 为 一 种 以 广 泛 的 消 费 性 产 品 为 目 标 的 高 度 优 化 的 Java 运 行 时 (Run-time) 环 境, 包 括 寻 呼 机 移 动 电 话 可 视 电 话 数 字 机 顶 盒 和 汽 车 导 航 系 统 J2ME 为 小 型 设 备 带 来 了 Java 语 言 的 跨 平 台 功 能, 允 许 移 动 无 线 设 备 共 享 应 用 程 序 Sun 在 推 动 Java 在 无 线 领 域 的 应 用 上 取 得 了 显 著 成 果, 发 布 了 一 系 列 新 产 品 和 项 目, 统 一 了 测 试 认 证 标 准, 为 端 到 端 的 无 线 Java 技 术 应 用 奠 定 了 基 础 2

J2ME 的 核 心 是 配 置 和 简 表 定 制 配 置 将 基 本 运 行 时 环 境 定 义 为 一 组 核 心 类 和 一 个 运 行 在 特 定 类 型 设 备 上 的 特 定 JVM 简 表 定 义 了 应 用 程 序 所 支 持 的 设 备 类 型 特 别 地, 它 向 J2ME 配 置 添 加 了 特 定 于 域 的 类 来 定 义 设 备 的 某 种 作 用 简 表 建 立 在 配 置 的 顶 部 3. 桌 面 端 工 具 J2SE 在 Java 的 几 个 平 台 中,J2SE 是 一 种 特 性 全 面 的 开 发 与 部 署 平 台, 它 提 供 了 编 写 桌 面 / 工 作 站 应 用 程 序 所 有 必 需 的 功 能 J2SE 支 持 整 个 Java 运 行 环 境, 为 开 发 者 提 供 应 用 快 速 开 发 平 台, 从 而 加 快 应 用 实 施 的 速 度 而 且,J2SE 提 供 广 泛 的 平 台 兼 容 性, 改 变 了 传 统 软 件 开 发 与 部 署 的 模 式, 大 力 支 持 中 小 企 业 的 应 用 总 体 而 言, J2SE 是 多 种 不 同 风 格 软 件 的 开 发 基 础, 包 括 客 户 端 Java 小 程 序 和 应 用 程 序 独 立 的 服 务 器 应 用 程 序 等 同 时, 它 还 是 J2ME 的 基 石 和 J2EE 执 行 程 序 的 推 动 力 具 体 而 言,J2SE 的 开 发 工 具 包 是 一 个 套 件, 主 要 包 含 JDK 和 JRE 等 开 发 工 具, 提 供 全 面 的 调 试 编 译 和 运 行 等 必 须 的 软 件 工 具 近 期,Sun 公 司 推 出 了 最 新 的 J2SE 1.4.2 版 本, 提 供 了 一 种 更 高 的 标 准 这 种 新 产 品 可 以 大 大 降 低 企 业 的 商 务 应 用 开 发 成 本 和 开 发 时 间 它 加 强 了 对 客 户 需 求 的 适 应 性, 启 动 速 度 提 高 了 30%, 并 且 支 持 本 机 操 作 系 统, 使 用 感 觉 和 外 观 也 与 Windows Linux 相 似 到 目 前 为 止,Java 技 术 已 经 在 企 业 级 应 用 和 小 型 设 备 应 用 上 得 到 广 泛 应 用, 并 逐 渐 成 为 各 自 应 用 领 域 的 主 流 系 统 开 发 平 台 未 来 : 五 大 领 域 求 发 展 在 Sun 公 司 的 一 系 列 发 布 中, 企 业 应 用 桌 面 端 应 用 和 移 动 应 用 是 贯 穿 Java 技 术 的 三 条 清 晰 的 技 术 路 线 这 一 主 线 还 将 贯 穿 在 未 来 的 Java 技 术 研 究 中, 并 且 使 用 起 来 更 简 便, 应 用 范 围 更 广 泛 1. 与 Web 服 务 结 合 Web 技 术 的 迅 猛 发 展, 使 得 全 人 类 都 能 共 享 Web 上 的 各 类 资 源, 包 括 功 能 强 大 的 计 算 资 源 海 量 信 息 的 数 据 资 源 五 花 八 门 的 多 媒 体 资 源 门 类 齐 全 的 软 件 工 具 资 源 等 任 何 人 能 在 任 何 时 间 任 何 地 点 和 任 何 设 备 上 获 得 所 需 要 的 信 息 资 源 是 人 们 期 望 实 现 的 目 标, 而 Java 和 Web 服 务 是 实 现 这 一 目 标 的 最 佳 工 具 因 此,Sun 公 司 的 软 件 部 门 的 领 军 人 物 Sueltz 女 士 强 调 : 全 世 界 正 把 Java 当 作 构 造 Web 服 务 的 首 选 平 台 业 界 人 士 现 在 已 经 把 Web 服 务 看 成 第 三 代 分 布 式 计 算 模 式, 它 的 实 现 基 础 就 是 Java 和 XML 技 术 具 体 实 现 技 术 包 括 : 简 单 对 象 访 问 协 议 SOAP(Simple Object Access Protocol) Web 服 务 描 述 语 言 WSDL(Web Services Description Language) 和 通 用 描 述 发 现 集 成 规 范 UDDI(Universal Describe Discovery Integration) 为 了 实 现 Java 技 术 与 Web 服 务 的 融 合,Sun 公 司 在 强 化 的 J2EE 1.4 版 本 中, 增 加 了 对 Web 服 务 中 技 术 规 范 的 支 持, 提 供 企 业 开 发 和 配 置 Web 服 务 的 工 具 在 已 经 提 供 的 Java WSDP 1.2 版 中, 提 供 了 有 效 应 用 于 开 发 Web 服 务 的 Java 技 术 和 编 程 模 式, 包 括 怎 样 建 立 基 于 同 步 和 异 步 消 息 的 Web 服 务, 怎 样 将 多 个 Web 服 务 集 成 到 业 务 处 理 过 程 中, 以 及 如 何 将 现 有 一 个 Web 服 务 与 已 有 系 统 集 成 2. 面 向 企 业 级 J2EE 平 台 的 核 心 技 术 从 2001 年 的 JavaOne 会 议 开 始,J2EE 就 开 始 红 火 起 来 特 别 是 近 来 人 们 通 过 3

统 计 比 较, 发 现 J2EE 要 稍 稍 胜 过.NET, 加 之 像 通 用 电 气 波 音 这 样 的 超 级 航 母 都 在 使 用 J2EE 作 为 开 发 平 台, 使 得 J2EE 的 热 度 越 来 越 高, 甚 至 一 些 中 小 企 业 都 开 始 关 注 如 何 利 用 J2EE 架 构 自 己 的 信 息 平 台 J2EE 之 所 以 这 么 火 红, 首 先 因 为 它 建 立 在 Java 基 础 架 构 之 上, 具 有 跨 平 台 能 力, 为 各 类 用 户 提 供 了 开 发 企 业 级 应 用 的 基 础 ; 其 次,J2EE 提 供 了 丰 富 的 类 库 扩 充 功 能, 为 用 户 奠 定 了 创 造 各 类 信 息 服 务 系 统 的 基 础 框 架 除 此 之 外,J2EE 众 多 的 成 功 应 用 案 例 也 是 吸 引 客 户 的 重 要 因 素 虽 然 在 业 界,J2EE 与.NET 之 争 一 直 没 有 停 息, 但 人 们 已 经 不 再 关 心 谁 长 谁 短, 而 是 关 心 谁 最 能 用 它 尽 快 赚 到 钱 实 践 证 明, 在 用 J2EE 为 用 户 创 造 开 发 环 境 上,J2EE 要 比.NET 更 胜 一 筹 3. 使 Java 无 处 不 在 的 移 动 计 算 技 术 在 2003 年 的 JavaOne 会 议 上, 最 吸 引 人 的 是 Java 在 移 动 领 域 的 应 用 不 少 厂 商 带 来 了 各 色 各 样 的 Java 化 电 子 设 备,PDA 手 机 汽 车 驾 驶 盘 控 制 屏 等, 真 正 做 到 了 任 何 人 在 任 何 地 方 用 任 何 移 动 设 备 获 得 所 需 要 的 信 息 而 这 些 移 动 设 备 均 是 在 J2ME 平 台 的 支 持 下, 例 如 Sun 公 司 开 发 出 移 动 信 息 开 发 平 台 (MIDP) 已 经 成 功 应 用 到 手 机 此 外, 摩 托 罗 拉 和 诺 基 亚 等 大 牌 手 机 生 产 厂 商 都 相 继 推 出 具 有 多 种 功 能 的 Java 手 机 业 界 人 士 预 测,Java 在 移 动 电 话 市 场 将 会 有 较 大 幅 度 的 增 长, 日 本 的 DCOMO 的 Java 手 机 卖 得 就 很 红 火, 尤 其 在 年 轻 人 中 间, 常 常 以 拥 有 一 部 Java 手 机 为 自 豪 在 未 来, 人 们 通 过 手 机 可 做 的 事 情 实 在 太 多 了 : 查 询 天 气 预 报 股 票 信 息 旅 游 信 息, 甚 至 实 时 浏 览 足 球 比 赛 实 况 转 播 总 之, 移 动 实 时 信 息 处 理 将 会 有 很 大 的 发 展, 而 J2ME 则 是 一 个 很 好 的 发 展 平 台 2. 嵌 入 式 Java 技 术 未 来 在 家 庭 网 络 系 统 中, 各 种 家 用 电 器 的 控 制 都 可 以 用 到 Java 技 术, 如 在 电 冰 箱 中 嵌 入 Java 芯 片, 可 以 上 网 采 购 食 物, 获 得 各 种 食 谱 烹 调 方 法 等 信 息 ; 又 如 用 户 可 以 按 照 个 人 爱 好 进 行 视 频 点 播, 嵌 入 式 Java 芯 片 技 术 就 会 发 挥 作 用 3. 实 时 Java 技 术 在 工 业 过 程 控 制 中 的 一 些 实 时 信 息 采 集 实 时 控 制, 甚 至 一 些 军 用 实 时 控 制 应 用 都 在 利 用 Java 技 术 可 以 说, 除 了 那 些 时 间 要 求 十 分 苛 刻 的 情 况 ( 如 中 短 期 天 气 预 报 飞 行 器 的 实 时 控 制 等 ), 其 他 的 实 时 应 用 都 可 以 用 Java 技 术 实 现 应 用 前 景 作 为 一 个 专 门 网 络 编 程 语 言,Java 技 术 将 支 持 各 种 类 型 Web 应 用 Bill Joy 向 人 们 描 绘 了 将 来 的 Web 技 术 在 人 们 生 活 和 工 作 中 产 生 的 巨 大 影 响 他 把 今 后 的 Web 分 为 类 :Near Here Far 和 Voice Web, 以 及 面 向 B2B 的 电 子 商 务 Web 和 设 备 Web Near Web 就 是 我 们 现 在 看 到 的 坐 在 台 式 机 前 就 能 够 看 到 的 Web Here Web 是 移 动 Web, 不 论 你 在 哪 里, 无 论 你 使 用 的 是 什 么 设 备,Here Web 始 终 在 你 的 身 边, 你 都 可 以 通 过 你 随 身 携 带 的 设 备 如 移 动 电 话 PDA 来 获 取 Web 上 的 信 息 Here Web 最 终 将 替 代 信 用 卡, 成 为 人 们 购 物 和 获 取 服 务 的 主 要 手 段 Far Web 是 用 于 娱 乐 的 Web, 使 你 能 够 坐 在 沙 发 里 通 过 电 视 机 使 用 遥 控 器 进 行 游 戏 大 战, 而 你 的 对 手 可 能 远 在 他 乡 异 国 或 许 有 一 天, 迪 斯 尼 中 的 卡 通 人 物 会 通 过 Far Web 以 个 性 化 的 方 式 与 您 的 孩 子 交 谈 Voice Web 是 几 种 Web 中 最 接 近 人 类 交 流 方 式 的 一 种 Web, 你 发 出 声 音 4

控 制 信 息, 语 音 识 别 装 置 理 解 它 并 且 作 出 正 确 响 应 而 还 有 两 种 Web 是 无 声 的 Web, 他 们 不 需 要 与 人 交 互 E-commerce Web 是 由 Java 和 XML 技 术 驱 动 的, 可 以 使 计 算 机 之 间 进 行 通 信, 自 动 完 成 订 货 付 款 和 分 发 的 交 易 处 理 在 Device Web 中, 不 同 的 设 备 在 网 上 互 相 了 解 对 方, 知 道 他 们 做 什 么, 以 及 他 们 所 提 供 的 服 务 Device Web 将 使 用 MEMS 技 术 和 传 感 器, 它 可 以 使 Java 技 术 渗 透 到 生 活 中 的 每 一 部 分, 使 您 在 超 市 购 物 时 不 需 要 等 待 收 银 员 去 扫 描 您 购 买 商 品 上 的 条 形 码, 而 只 需 要 将 商 品 放 在 一 个 固 定 的 平 台 上 就 能 够 直 接 算 出 这 些 商 品 的 价 格 您 在 驾 驶 时 可 以 通 过 手 机 让 汽 车 上 的 立 体 音 响 为 您 服 务 这 就 是 Java 的 普 适 计 算 技 术 六 种 web 中 每 一 种 都 有 其 特 征 和 标 记 语 言, 如 HTML WAP XML VRML 等 技 术 的 关 键 是 要 充 分 利 用 这 些 特 征 来 增 强 Web 的 普 适 性 如 果 每 种 Web 设 计 得 合 理, 转 换 机 制 就 能 够 将 一 种 Web 翻 译 成 另 一 种 Web Java 技 术 的 正 式 推 出 至 今 已 经 有 8 年 多 时 间, 她 的 成 长 与 壮 大 除 了 其 本 身 的 跨 平 台 面 向 对 象 等 优 势 外, 很 重 要 的 是 与 涌 现 出 许 多 成 功 的 应 用 案 例 分 不 开 一 项 技 术 再 好, 如 果 用 的 人 不 多, 得 不 到 推 广, 也 不 能 得 到 支 持 和 发 展 相 关 链 接 清 华 大 学 的 Java 应 用 研 究 清 华 大 学 计 算 机 系 知 识 工 程 研 究 室 多 年 来 坚 持 以 Java XML 和 构 件 技 术 为 基 础, 以 研 究 开 发 具 有 实 用 性 先 进 性 开 放 性 跨 平 台 和 可 扩 展 性 的 软 件 为 目 标, 一 直 致 力 于 网 络 计 算 模 式 下 知 识 处 理 的 研 究 近 年 来, 他 们 利 用 Java 技 术, 在 基 于 XML 的 数 据 处 理 语 义 Web 和 Web 服 务 以 及 桌 面 和 移 动 电 子 商 务 的 关 键 技 术 研 究 上 取 得 了 较 好 的 研 究 成 果 已 有 一 些 软 件 产 品 在 国 内 外 得 到 较 好 应 用 其 中 电 子 表 单 自 动 生 成 系 统 及 其 可 视 化 开 发 工 具 (Web Form) 基 于 XML/XSL 的 数 据 处 理 引 擎 及 其 可 视 化 开 发 环 境 (X2P), 已 经 应 用 于 日 本 的 多 家 著 名 公 司 利 用 J2EE 开 发 的 具 有 实 时 在 线 处 理 能 力 的 旅 游 电 子 商 务 平 台 (www.luopan.com) 已 经 投 入 运 营 目 前, 他 们 针 对 Java 应 用 的 主 要 研 究 项 目 有 以 下 三 个 : 1. 网 络 环 境 下 基 于 XML 的 数 据 处 理 平 台 这 是 面 向 Web 的 信 息 服 务 和 内 容 管 理 利 用 数 据 挖 掘 和 知 识 发 现 技 术, 他 们 研 究 建 立 了 一 套 基 于 XML 的 数 据 处 理 可 视 化 工 具 以 及 半 结 构 化 数 据 智 能 处 理 模 型 现 有 的 功 能 包 括 : 电 子 表 单 自 动 生 成 系 统 及 其 可 视 化 开 发 工 具 (Web Form); 基 于 XML/XSL 的 数 据 处 理 引 擎 及 可 视 化 开 发 环 境 (X2P); 基 于 XML 的 数 据 转 换 可 视 化 工 具 (XML translator); 基 于 XML 的 数 据 表 示 和 查 询 引 擎 ; 半 结 构 化 文 档 的 逻 辑 视 图 语 义 视 图 以 及 表 示 视 图 的 信 息 表 示 抽 取 和 查 询 2. 基 于 本 体 的 知 识 处 理 平 台 语 义 Web 作 为 下 一 代 的 互 联 网, 其 概 念 一 经 推 出, 就 得 到 许 多 大 学 和 科 研 机 构 的 广 泛 研 究, 清 华 大 学 计 算 机 系 知 识 工 程 研 究 室 建 立 的 基 于 本 体 的 知 识 处 理 平 台 将 Web 技 术 与 人 工 智 能 技 术 结 合, 进 行 网 络 环 境 下 的 本 体 的 建 立 存 储 管 理 和 处 理, 5

为 语 义 Web 提 供 基 础 软 件 目 前 已 经 完 成 的 基 于 Web 的 分 布 式 本 体 系 统 (WODODS) 具 有 大 规 模 文 本 中 领 域 本 体 的 抽 取 基 于 RDF 的 分 布 式 本 体 的 存 储 和 访 问 基 于 F -Logic 的 本 体 推 理 等 特 性 3. 面 向 智 能 Web 服 务 的 电 子 商 务 平 台 利 用 Java 的 先 进 技 术 建 立 面 向 4A 的 电 子 商 务 平 台, 目 前 他 们 已 经 利 用 J2EE 研 究 开 发 了 具 有 实 时 处 理 能 力 的 旅 游 电 子 商 务 平 台, 建 立 了 移 动 电 子 商 务 的 集 成 开 发 环 境 M-Commerce IDE, 在 移 动 电 子 商 务 的 关 键 技 术 上 取 得 了 突 破 性 的 进 展 6