Java是在C++基礎(chǔ)上改進(jìn)了的面向?qū)ο蟮恼Z言。它可以得到類的封裝、繼承、多態(tài)等的優(yōu)異重用性的好處，Java的小應(yīng)用程序（Java Applet）還特別適合于上網(wǎng)�？磥�，用Java開發(fā)上的網(wǎng)的嵌入式應(yīng)用應(yīng)是很理想的，可惜，實(shí)現(xiàn)起來受嵌入式設(shè)備硬件在速度、存儲(chǔ)器容量、和其它資源的限制，加上桌面Java語言操作不到硬件，和執(zhí)行時(shí)間的不確定性，使Java應(yīng)用于嵌入式系統(tǒng)遇到新的問題。Sun公司按PersonalJava規(guī)范開發(fā)的J2ME（Java 2 Micro Edition），是專用研制用于開發(fā)嵌入式的上網(wǎng)個(gè)人消費(fèi)類設(shè)備的。因此J2ME除有面向?qū)ο蟮膬?yōu)點(diǎn)外，還包含了Web能力。J2ME使用的是Java API的一個(gè)子集，它僅保留了API的關(guān)鍵特性并適當(dāng)?shù)刈髁撕?jiǎn)化。同時(shí)，又規(guī)定了兩種可有存儲(chǔ)模式：一個(gè)模式的內(nèi)存為128～256KB，另一種模式是256KB以上的。其他，如類包也根據(jù)存儲(chǔ)模式選用。

下面為避免混淆，在文中凡未加特殊說明的Java，統(tǒng)指桌面Java而言。

一、 問題提出

*常用的解釋性Java(Java Applet)的執(zhí)行速度慢，不適于嵌入式的應(yīng)用。

*Java要求過大的內(nèi)存。

*嵌入式設(shè)備要求操作硬件。因Java廢棄了C語言所使用的指針，且在Web環(huán)境下使用了Java虛擬機(jī)（JVM），使Java無力直接甚至間接地用指針操作硬件。

*Java使用一些自動(dòng)功能會(huì)引起執(zhí)行時(shí)間的不確定性，成為嵌入式的大忌。如垃圾自動(dòng)收集器。本是對(duì)于C的重大改進(jìn)，但卻因程序自動(dòng)地回收垃圾，從而引入了實(shí)時(shí)的時(shí)間不確定性。

二、解決方案

使用AOT編譯器

為解決解釋性Java(Java Applet)執(zhí)行速度過慢的問題，發(fā)展了AOT（ahead-of-time）編譯器。大家喜歡在Internet上使用Java的一個(gè)原因是其字節(jié)碼具有跨平臺(tái)性，即同一Java代碼可以運(yùn)行于PC、Mac、Solaris，甚至于主機(jī)之上。為此，在英文叫它WORA（寫一次即可通行于任意機(jī)）。這是因?yàn)槊恳徊僮飨到y(tǒng)平臺(tái)上都有符合自己機(jī)型的專用Java虛擬機(jī)（JVM），由它對(duì)字節(jié)碼進(jìn)行解釋運(yùn)行。因?yàn)榻忉尦绦蛐柘缺唤忉屧俦粓?zhí)行，多了解釋環(huán)節(jié)，延誤數(shù)秒鐘時(shí)間。如果是撥打電話，這個(gè)時(shí)間足以令人生厭�，F(xiàn)在使用AOT（ahead-of-time）超前編譯器，提前將解釋碼轉(zhuǎn)換為本平臺(tái)所用的并經(jīng)優(yōu)化過的二進(jìn)制碼，速度提高很多�，F(xiàn)有Cygnus公司聲稱，它開發(fā)的AOT編譯器執(zhí)行速度是原解釋程序的8倍。NewMonics說它的QuickPERC編譯器是原解釋程序的20倍。當(dāng)然，AOT編譯器也有不足，就是他犧牲了Java的WORA。

減少內(nèi)存的占用

所有的面向?qū)ο笳Z言，比C及匯編語言點(diǎn)用內(nèi)存都多。這個(gè)問題對(duì)于桌面系統(tǒng)早已不再是考慮的因素了，如服務(wù)器平均占用數(shù)GB的內(nèi)存已司空見慣。但是，對(duì)于嵌入式系統(tǒng)卻不能不考慮。用Java開發(fā)的信息家電產(chǎn)品可能需要把內(nèi)存限制到512KB以下。如果嵌入式系統(tǒng)使用的是規(guī)模為1MB的核心類庫，那就是說，一句代碼尚未寫，內(nèi)存早就不夠用了。

為此，需要把用不到的類、類方法和代統(tǒng)統(tǒng)從程序中剔除。（AOT超前編譯器可以幫助解決這個(gè)問題。）再就是自己開發(fā)本平臺(tái)專用的，既短小高效、又符合Java API標(biāo)準(zhǔn)的Java核心類庫。

開發(fā)能混合編程的IDE

一般認(rèn)為，用C語言寫的程序，指鍺使用不當(dāng)引起的缺陷占總?cè)毕莸?0%左右。Java語言，出于安全的考慮，才廢棄了使用指針。但是，指針卻能夠最直接地訪問到存儲(chǔ)器和真實(shí)的硬件�，F(xiàn)在，為在嵌入式Java中能夠訪問到硬件，不得不改用本地接口，即從嵌入式Java中利用能夠訪問到硬件的C語言函數(shù)來實(shí)行交叉編程。這就意味著增加了復(fù)雜性。開發(fā)人員需要具備多語言以及多層次的混合編程和混合調(diào)試的能力。發(fā)展多語言多層次混合編程的IDE，無疑十分有助于一般開發(fā)人員完成這一相當(dāng)復(fù)雜的課題。Metrowerks的CodeWorrior和IBM的VisualAge就是新開發(fā)的基于J2ME的這樣的IDE。

克服時(shí)間的不確定性

Java最主要的問題是時(shí)間不確定性，主要來源于存儲(chǔ)器殘?jiān)淖詣?dòng)收集再生器。這種垃圾收集再生器工作的時(shí)候，自動(dòng)地決定何時(shí)停下其他程序的執(zhí)行，再根據(jù)當(dāng)時(shí)殘?jiān)膶?shí)際情況或長(zhǎng)或短地完成任務(wù)。所以，它嚴(yán)重地干擾實(shí)時(shí)應(yīng)用所要求的時(shí)間確定性。為解決這一問題，不同公司采用不同的方法和垃圾收集的算法