Java ME. Anwendungsentwicklung für Handys, PDA und Co. von Ulrich Breymann, Heiko Mosemann. 1. Auflage

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1 Java ME Anwendungsentwicklung für Handys, PDA und Co. von Ulrich Breymann, Heiko Mosemann 1. Auflage Java ME Breymann / Mosemann schnell und portofrei erhältlich bei beck-shop.de DIE FACHBUCHHANDLUNG Hanser München 2006 Verlag C.H. Beck im Internet: ISBN Inhaltsverzeichnis: Java ME Breymann / Mosemann

2 Java ME Heiko Mosemann, Ulrich Breymann Anwendungsentwicklung für Handys, PDA und Co. ISBN Vorwort Weitere Informationen oder Bestellungen unter sowie im Buchhandel

3 Vorwort Mobile Computer überall Computer sind komplexe Werkzeuge, die wie in der Vergangenheit auch heute noch Spezialwissen zur Bedienung erfordern. Als es nur wenige Computer gab, wurden sie von hoch spezialisierten Wissenschaftlern und Ingenieuren entwickelt und bedient. Der Begriff Computer wird heute meist mit dem PC assoziiert. Computerkenntnis kann die Fähigkeit zur Entwicklung von Hardware und Programmierung von Software sein. Heutzutage, zum Beispiel in Stellenanzeigen, wird häufig auch nur die Fähigkeit der Bedienung eines Office-Pakets gemeint, also einer Software, die auf einem PC installiert ist. In beiden Fällen steht der Computer im Mittelpunkt, und der Mensch muss lernen, damit umzugehen, sich an die Maschine anzupassen. Wir stellen sie in Räume mit anti-statischen Teppichböden oder tragen sie im Fall von Laptops mit uns herum. Wenn wir mit Computern kommunizieren wollen, müssen wir auf der Tastatur tippen oder die Maus bewegen, entsprechend ihren Regeln, nicht unseren. Dieses Bild ist heute nicht mehr ganz zutreffend. In zunehmendem Maße umgeben uns Computer einer ganz anderen Art, die wir gar nicht sehen und nur unbewusst als solche benutzen. Beim Autofahren hilft im Notfall der Bremsassistent, ein in das Auto eingebauter Computer, der nicht direkt mit uns, sondern mit seiner speziellen Umwelt Nachrichten austauscht. In modernen Waschmaschinen sorgt ein Computer für die richtige Wassertemperatur und den Waschablauf. Der Unterschied zum Bild des Computers im vorhergehenden Absatz ist, dass nicht wir uns dem Computer anpassen müssen, sondern er sich uns. Wir nehmen ihn nicht wahr, es ist ein anonymes Gerät, das im Hintergrund seine Arbeit tut. In unserem Alltag werden immer mehr kleine, in Gebrauchsgegenstände eingebettete (engl. embedded) Computer eine Rolle spielen sie sind überall, wie der englische Ausdruck ubiquitious computing ausdrückt, heute pervasive computing genannt (pervasive = durchdringend, beherrschend). Natürlich sind die Grenzen fließend. Das, was früher nur ein tragbares Telefon war, ist heute ein Gerät, mit dem man fotografieren, Musik hören und Videos abspielen kann und auch noch telefonieren. Die Miniaturisierung des PCs führte über den Laptop zum PDA (Personal Digital Assistant) 1. Mittlerweile gibt es die Kombination aus PDA und Handy, den MDA (Mobile Digital Assistant), der letztlich nichts 1 Abkürzungen werden im Glossar ab Seite 387 erläutert, sofern sie nicht am Ort der Verwendung erklärt werden.

4 12 Vorwort anderes als ein Universalrechner mit vielen Zusatzfunktionen ist. Mobile Computer können also eine Benutzungsschnittstelle für Menschen haben oder auch nicht, je nach Einsatzgebiet und Art des Geräts. Vernetzung Um unseren Bedürfnissen besser dienen zu können, werden diese kleinen Helfer zur gegenseitigen Verständigung vernetzt sein. Schon heute kann unser Head-Set per Funk (Bluetooth) mit der HiFi-Anlage kommunizieren oder der Drucker mit der Infrarot-Schnittstelle des PCs. Mit manchen Mobiltelefonen kann man fotografieren und die Bilder drahtlos auf einen lokalen oder einen entfernten Rechner übertragen. Mit einem Funkschlüssel wird ein Auto geöffnet oder abgeschlossen. Die Vernetzung muss sich nicht auf die Nähe beschränken, sie kann weltweit sein. Sie wird durch RFIDs oder andere Sensoren zusammen mit ihrer technischen Infrastruktur zum Lesen und Übermitteln der Daten unterstützt. Besonders interessant ist die Möglichkeit, in Abhängigkeit vom Ort zu reagieren (location based service). Zum Beispiel könnte ein Handy die Lage des nächstgelegenen italienischen Restaurants anzeigen. Dazu muss allerdings das Handy den eigenen Ort kennen, oder der per Funk mit dem Handy verbundene Computer muss den Ort des Handys kennen. Das kann über die nächste Funkzelle, mit der das Handy verbunden ist, geschehen oder über das GPS (Global Positioning System). Die zweite Möglichkeit setzt einen GPS-Empfänger im Mobiltelefon selbst oder die Verbindung zu einem mitgenommenen GPS-Empfänger voraus. Bergsteigern in Schwierigkeiten, Wanderern oder Kindern, die sich verlaufen haben, könnte geholfen werden: Eine Anfrage an ihr Handy genügt, um die Koordinaten gesendet zu bekommen sofern sich das Handy nicht in einem Gebiet ohne Funkverbindung befindet. Japan fördert GPS-fähige Mobiltelefone sehr stark. Alle ab April 2007 erscheinenden neuen Geräte müssen nach einem Erlass vom 17. Mai 2004 in der Lage sein, Ortsinformationen zu liefern. Man rechnet damit, dass % und 2011 etwa 90% aller japanischen Mobiltelefone GPS-fähig sind [GPSJ]. Die amerikanische FCC (Federal Communications Commission) fordert die Industrie mit der»enhanced 911«-Regel auf, dafür Sorge zu tragen, dass bei Wahl der Notrufnummer 911 die Telefonnummer des Anrufenden und sein Ort mit einer Genauigkeit von etwa m übertragen werden [E911]. Man kann davon ausgehen, dass diese Entwicklung hierzulande nachvollzogen wird, wenn auch mit Verzögerung. Für wen ist dieses Buch geschrieben? Dieses Buch ist für diejenigen geschrieben, die einen Einstieg in die Konzepte und technischen Grundlagen der Programmierung mobiler Endgeräte mit Java suchen. Der Schwerpunkt wird auf Geräte gelegt, die eine Benutzungsschnittstelle haben, also auf nicht reine»eingebettete«systeme. Zur Zielgruppe des Buchs gehören Studierende und Dozenten der Informatik, professionelle Softwareentwickler oder Archi-

5 Vorwort 13 tekten mobiler Anwendungen. Grundkenntnisse des Internets und der Softwareentwicklung mit Java werden vorausgesetzt. Ziel des Buchs Das Buch beschreibt die Konzepte der Software mobiler Anwendungen, deren technische Realisierung und die verwendete Technologie auf Basis der Java Micro Edition (Java ME). Der Schwerpunkt liegt dabei auf der Entwicklung von Software für Geräte mit begrenzten Ressourcen wie einfache PDAs und Mobiltelefone. Es vermittelt die Kenntnisse, die notwendig sind, um eigene Programme zu schreiben und diese als Dienstleistungen auf einem Server anzubieten. Sowohl die Client- als zum geringen Teil auch die Server-Sicht werden behandelt. Es werden einige ausgewählte Werkzeuge zur Entwicklung mobiler Anwendungen mit Java vorgestellt, wobei die meisten Beispiele mit dem Toolkit von Sun entwickelt und auf verschiedener Hardware getestet wurden. Mit dem Thema in Zusammenhang stehende Technologien wie XML oder HTTP werden kurz einführend beschrieben. Das umfangreiche Literaturverzeichnis bietet dafür und für die anderen der angesprochenen Themen viele weiterführende Verweise auf Literatur und Internetadressen an. An vielen Hochschulen wird Java als erste Programmiersprache gelehrt. Studierende haben oft nicht die Mittel, sich teure Software-Pakete zu beschaffen. Auch scheint Software besser geeignet, die nicht nur auf einem Betriebssystem läuft. Aus diesem Grund wird Java und Open Source Software in den Beispielen verwendet oder Software, die wenigstens für den nicht-kommerziellen Einsatz kostenfrei erhältlich und nutzbar ist. Aufbau Nach einer Einführung wird gleich mit einem einfachen, aber vollständigen Beispiel begonnen, um einen ersten Eindruck der Technologie zu vermitteln. Erst danach folgen die technischen Konzepte im Detail. In weiteren Kapiteln wird auf den Lebenszyklus der Programme, auf die grafischen Benutzungsschnittstellen, persistente Datenhaltung, Internetanbindung und vieles mehr eingegangen. Um das Ziel einer Einführung in die Java ME zu erreichen, ohne das Buch mit Material zu überfrachten, wird der Weg gewählt, die Beispiele in den ersten zehn Kapiteln ausführlich zu behandeln, sodass in den darauf folgenden Kapiteln auf Grundlagen, wie etwa die Einbindung eines Beispielprogramms in ein MIDlet, verzichtet werden kann. Der Aufbau ist im Einzelnen: Im Kapitel Einführung wird die Wahl von Java begründet und die Java ME mit ihren Einschränkungen gegenüber der Java SE (Standard Edition) kurz dargestellt. Das Kapitel Erste Schritte zeigt ein einfaches, aber vollständiges Beispiel. Dabei

6 14 Vorwort werden alle Schritte von der Programmerstellung bis zur Übertragung per Funk erläutert. Der Schwerpunkt des Kapitels Konfigurationen und Profile sind die technischen Konzepte, auf denen die Java ME beruht. Im Kapitel MIDlet-Grundlagen geht es um die Struktur und den Lebenszyklus von MIDlets, wie Java-Applikationen für mobile Geräte genannt werden. Das Kapitel Benutzungsschnittstellen beschreibt ausführlich die programmtechnische Ansteuerung des Bildschirms, vorgefertigte grafische Komponenten zur Gestaltung der Kommunikation des Benutzers 2 mit dem Gerät und die Abfrage von Tastaturereignissen. In den drei Kapiteln Record Management System, Dateisystem und Persönliche Informationen verwalten geht es um die Verwaltung und Speicherung von Daten, die auch nach dem Ausschalten des Geräts erhalten bleiben (persistente Daten). Das Kapitel Multimedia erklärt die Bearbeitung und Erzeugung von Audio und Video anhand vieler Beispiele. Die verschiedenen Arten der Verbindung mit dem Internet per Programm sind Thema des Kapitels Internet-Anbindung. Die Funktionen für dreidimensionale grafische Darstellungen basieren auf der Open-GL-Bibliothek. Sie werden in Kapitel 3 D-Grafik behandelt. Das Kapitel SMS senden und empfangen beschreibt unter anderem, wie Kurznachrichten (SMS) versendet und empfangen werden können. Ein wichtiger Aspekt dabei ist die Reaktion auf eine eingegangene SMS per Programm. Das Kapitel Bluetooth geht auf die programmtechnische Nutzung der Kopplung Bluetooth-fähiger mobiler Endgeräte mit anderen Geräten ein. Im Kapitel Location API geht es darum, den Ort des mobilen Endgeräts herauszufinden und diese Information zu nutzen. Das Kapitel Web-Services beschreibt, wie innerhalb einer mobilen Applikation andere, auf einem entfernten Server liegende Anwendungen mit Hilfe eines XMLbasierten Protokolls aufgerufen werden können. Damit ist eine herstellerunabhängige Kommunikation zwischen kommerziellen Programmen möglich. Alltägliche Probleme der Entwicklung von Software für Handys, PDA und Verwandte finden Sie im Kapitel Es funktioniert nicht! Warum?. Dort gibt es auch Hinweise zum Vorgehen bei der Problemlösung. Das letzte Kapitel Werkzeuge enthält ergänzendes Material zu verbreiteten Software-Werkzeugen mit Hinweisen zur Installation und Konfiguration. 2 Geschlechtsbezogene Formen meinen hier und im Folgenden stets Männer und Frauen.

7 Vorwort 15 Programmbeispiele Um nicht abstrakt zu bleiben, wird zu jedem Aspekt vertiefend die Realisierung als Java-Programm gezeigt, teilweise als vollständiges Beispielprogramm, teilweise als Programmfragment, die das Wesentliche verdeutlichen, ohne Platz durch Wiederholung von Programmcode zu verschwenden. Zu den meisten Fragmenten gibt es vollständige Beispielprogramme, die von der Web-Seite zum Buch heruntergeladen werden können ( Vollständige Beispielprogramme sind im Text (außer im Anhang) durch einen Rahmen um den Programmcode gekennzeichnet. Schreibweise Auch wenn eine deutsche Übersetzung englischer Begriffe möglich ist, ist sie doch oft nicht verbreitet und wirkt gestelzt. Aus diesem Grund werden viele Begriffe nicht übersetzt. Eine Web-Site ist ein Einstiegspunkt zu Web-Seiten (web pages) es kommen also auch deutsch/englisch-gemischte Schreibweisen wie bei»web- Seiten«vor. Wer Anglizismen nicht mag, möge uns verzeihen und bei Übertreibungen einen Verbesserungsvorschlag per senden. Aus Platzgründen wurde auf eine JavaDoc-konforme Kommentierung der Beispielprogramme verzichtet. Auch wurden Programmierstilkonventionen gelegentlich nicht eingehalten, nämlich dann, wenn wegen des Seitenumbruchs Programmcode mit weniger Zeilen auskommen musste. Wo finden Sie was? Erklärungen zu Abkürzungen, Akronymen und den wesentlichen Begriffen sind im Glossar ab Seite 387 aufgeführt. Es gibt ein umfangreiches Stichwortverzeichnis (ab Seite 395) und ein detailliertes Inhaltsverzeichnis. Programmcode zu den Beispielen und ergänzendes Material können von der Internetseite zum Buch ( heruntergeladen werden. Das Gebiet der Computer-Anwendungen für mobile Endgeräte ist relativ neu und in starker Bewegung. Die im Literaturverzeichnis und im Glossar angegebenen Internetadressen zeigen den aktuellen Stand zum Zeitpunkt kurz vor Drucklegung (August 2006). Es ist daher nicht auszuschließen, dass einige dieser Internetadressen danach nicht mehr gültig sind. Die für dieses Buch benutzten Quellen finden Sie unter [Sun, SunD] sowie von dort weiterführenden Verweisen.

8 16 Vorwort Anregungen und Kritik Anregungen und Kritik sind erwünscht. Wenn Sie Fehler mitteilen oder Anregungen und Kritik äußern möchten, können Sie die Autoren direkt über erreichen bzw. Zu guter Letzt An einem Lehrbuch sind immer mehrere beteiligt: Vom Autor werden viele Elemente zusammengetragen, variiert und verbunden, um ein Thema geschlossen darstellen zu können. In diesem Fall basiert das Buch nicht nur auf eigenen Überlegungen und Erfahrungen aus Projekten, sondern, wie das Literaturverzeichnis zeigt, zum großen Teil auf öffentlich zugänglichen Quellen verschiedener Firmen und Organisationen, an deren Erarbeitung viele Personen beteiligt waren. Den Autoren sei an dieser Stelle herzlich gedankt, ebenso Frau Margarete Metzger und Frau Irene Weilhart vom Hanser Verlag für die Anregung zu diesem Buch und die (wieder einmal) sehr gute Zusammenarbeit. Bremen, im Juli 2006 Ulrich Breymann Heiko Mosemann