采用JSON數(shù)據(jù)交換格式實現(xiàn)數(shù)據(jù)交換框架的設(shè)計

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、PDA等小型消費類和嵌人式設(shè)備的無線移動應(yīng)用越來越廣泛。在可編程手機中，基于Java的手機最為通行，事實上，Java已為多數(shù)手機制造商所接受，成為手機應(yīng)用與服務(wù)的標(biāo)準(zhǔn)。構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)感知軟件時，選擇正確的數(shù)據(jù)交換格式是一項重要的設(shè)計決策，尤其在設(shè)計移動和嵌入式應(yīng)用程序時，此時，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，因為它們可轉(zhuǎn)化為較低的計算要求和功耗使用、能發(fā)揮更好的性能以及較低的運營成本。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，并提出在客戶端（J2ME）與服務(wù)器端（J2EE）之間采用JSON數(shù)據(jù)交換格式的一般實現(xiàn)框架。

2 J2ME／J2EE簡介

J2ME（Java 2 Platform. MICRO Edition）是Java 2的一部分。將Java語言與平臺無關(guān)的特性移植到小型電子設(shè)備上，允許移動無線設(shè)備之間共享應(yīng)用程序。J2ME是針對有限硬件、有限功率、有限網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備進行應(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)備上很好的運行。

J2EE是Java 2平臺的企業(yè)版，是一種利用Java 2平臺簡化企業(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運行在客戶端機器上的客戶層組件，如Web瀏覽器、Java Applet等；②運行在J2EE服務(wù)器上的Web層組件，如Servlet和JSP；③運行在J2EE服務(wù)器上的業(yè)務(wù)邏輯層組件（EJB）；④運行在EJS（Enterprise Information System）服務(wù)器上的企業(yè)信息系統(tǒng)層軟件。

3 JSON簡介

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

JSON格式的數(shù)據(jù)有對象和數(shù)組兩種。對象是一個無序的“名稱／值”對集合。一個對象以“{”開始，“}”結(jié)束。每個“名稱”后跟一個“：”；“名稱／值”對之間使用“，”分隔。數(shù)組值（value）的有序結(jié)合。一個數(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格式的語言，其優(yōu)點是健壯性和描述性強，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)交換格式或可擴展標(biāo)記語言XML。前者的優(yōu)勢是可針對特定情況進行調(diào)整，從而最大限度地提高性能，并最大限度地利用計算資源。當(dāng)在HTTP上使用后者時，其優(yōu)勢在于它是事實上的數(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，對于移動和嵌入式應(yīng)用程序尤其如此。

JSON是一種輕量級的數(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。對于輕量級應(yīng)用，JSON數(shù)據(jù)交換格式能夠較好的節(jié)省手機的計算資源，減少網(wǎng)絡(luò)傳輸時間，加快網(wǎng)絡(luò)傳輸速度。

5 數(shù)據(jù)交換框架實現(xiàn)

5.1 框架總體設(shè)計

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)?？蛻舳耸褂肏TTP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)客戶端請求進行相應(yīng)的操作后，把請求的結(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JSON進行反序列化操作，得到所需的詳細信息。根據(jù)JSON格式的數(shù)據(jù)類型，需要分3種情況對JSON格式的數(shù)據(jù)進行反序列化：①簡單的對象形式。實現(xiàn)方法：創(chuàng)建一個JSONObiect實例，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對象里面嵌套對象的形式。實現(xiàn)方法：在原對象基礎(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。實現(xiàn)方法：在原對象的基礎(chǔ)上調(diào)用其getJSONArray（），得到一個數(shù)據(jù)類型為JSONOebject的數(shù)組。反序列化得到請求的詳細信息后，J2EE端根據(jù)請求進行其他操作，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。JSONObject可以添加3種對象：簡單的對象、JSONObject對象、JSONArray對象。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：簡單的JSONObject對象、嵌套的JSONObject對象、數(shù)組對象。具體實現(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)議實現(xiàn)相對較容易。HTTP協(xié)議請求方式有GET和POST兩種。由于GET請求發(fā)送大數(shù)據(jù)塊時對URL字符串長度有限制。對象JSON字符串長度可能很長，尤其當(dāng)使用極其復(fù)雜的對象時。

同時，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)送機密或內(nèi)容極長的請求。

6 結(jié)束語

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、耗費資源的缺陷。

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