Sun SPOT 實戰：打造持續集成構建監視器——從金絲雀靈感到無線 LED 可視化

靈感來源：礦井金絲雀與構建監控

早期礦工攜帶金絲雀下井，鳥對毒氣敏感，倒斃即撤離信號。軟件項目同樣需要「高可視、即時、無需查郵箱」的構建狀態指示器。本文記錄如何利用 Sun SPOT (Small Programmable Object Technology) 構建無線構建監視器，集成 CruiseControl 持續集成系統。

Sun SPOT 硬體概覽

系統架構

[CruiseControl 構建服務器] 
      │ (USB) 
[基站 SPOT] ←→ 無線 802.15.4 → [遠程 SPOT (監視器)]
      │
   [CanaryHandler Java SE 應用]

1. CruiseControl 輪詢 SVN，觸發 Maven 構建
2. 構建階段變化 (RUNNING/SUCCESS/FAILED) → 調用 CanaryHandler
3. CanaryHandler 經基站 SPOT 發送無線命令
4. 遠程 SPOT 運行 BuildCanary MIDlet，解析命令驅動 LED

關鍵代碼實現

1. CanaryHandler (構建服務器端)

public class CanaryHandler {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        // 解析參數: --running/--failed/--success --spot "0014.4F01.xxxx.yyyy" --port 100 --serial COM4
        CommandLineParser parser = new PosixParser();
        Options options = buildOptions();
        CommandLine cmd = parser.parse(options, args);
        
        String spotAddr = cmd.getOptionValue("spot");
        String port = cmd.getOptionValue("port");
        String connStr = "radiostream://" + spotAddr + ":" + port;
        System.setProperty("SERIAL_PORT", cmd.getOptionValue("serial"));
        
        StreamConnection conn = (StreamConnection) Connector.open(connStr);
        DataOutputStream dos = conn.openDataOutputStream();
        DataInputStream dis = conn.openDataInputStream();
        
        String msg = cmd.hasOption("running") ? "RUN" :
                     cmd.hasOption("failed") ? "FAIL" : "SUCCESS";
        dos.writeUTF(msg);
        dos.flush();
        System.out.println("SPOT 回應: " + dis.readUTF());
        conn.close();
    }
}

2. BuildCanary (遠程 SPOT MIDlet)

public class BuildCanary extends MIDlet {
    private RadiostreamConnection conn;
    private DataInputStream dis;
    private DataOutputStream dos;
    private Thread colourThread;
    private SetColour setColour;

    protected void startApp() { new Thread(this::updateBuildStatus).start(); }

    private void updateBuildStatus() throws IOException {
        // 就緒指示：全白
        setColour(LEDColor.WHITE, "");
        
        String baseAddr = getAppProperty("BaseStationAddress");
        String port = getAppProperty("PortNumber");
        conn = (RadiostreamConnection) Connector.open("radiostream://" + baseAddr + ":" + port);
        dis = conn.openDataInputStream();
        dos = conn.openDataOutputStream();
        
        while (true) {
            String status = dis.readUTF();  // 阻塞等待命令
            if ("RUN".equals(status)) setColour(LEDColor.BLUE, status);      // 藍色流光
            else if ("SUCCESS".equals(status)) setColour(LEDColor.GREEN, status); // 綠色常亮
            else if ("FAIL".equals(status)) setColour(LEDColor.RED, status);    // 紅色閃爍
            else throw new IllegalArgumentException("Unknown: " + status);
            dos.writeUTF("Updated to " + status);
            dos.flush();
        }
    }

    private void setColour(LEDColor color, String status) {
        if (colourThread != null) colourThread.interrupt();
        setColour = new SetColour(color, status);
        colourThread = new Thread(setColour);
        colourThread.start();
    }

    // 內部類：驅動 8 個 LED
    class SetColour implements Runnable {
        private final ITriColorLED[] leds = EDemoBoard.getInstance().getLEDs();
        private final LEDColor color;
        private final String status;
        
        public void run() {
            try {
                if ("RUN".equals(status)) {
                    while (true) {  // 藍色流光
                        for (int i=0; i<8; i++) {
                            leds[i].setColor(color); leds[i].setOn();
                            Thread.sleep(200);
                            leds[i].setOff();
                        }
                    }
                } else if ("FAIL".equals(status)) {
                    while (true) {  // 紅色閃爍
                        for (int i=0; i<8; i++) { leds[i].setColor(color); leds[i].setOn(); }
                        Thread.sleep(250);
                        for (int i=0; i<8; i++) { leds[i].setOff(); }
                        Thread.sleep(250);
                    }
                } else {  // SUCCESS: 綠色常亮
                    for (int i=0; i<8; i++) { leds[i].setColor(color); leds[i].setOn(); }
                }
            } catch (InterruptedException e) { /* 線程切換顏色，正常退出 */ }
        }
    }
}

3. CruiseControl 配置集成 (config.xml)

<property name="javaExecutable" value="C:\jdk\bin\java.exe"/>
<property name="workingDir" value="C:\CanaryHandler\dist"/>
<property name="libPath" value="-Djava.library.path=C:\SunSPOT\sdk\lib"/>
<property name="commonArgs" value="${libPath} -jar ${workingDir}\CanaryHandler.jar 
    --spot "0014.4F01.0000.3A19" --port 100 --serial COM4"/>

<project name="ci-build">
    <schedule interval="60">
        <composite>
            <exec command="${javaExecutable}" args="${commonArgs} --running"/>  <!-- 構建開始 -->
            <maven2 pomfile="pom.xml" goal="clean compile"/>
        </composite>
    </schedule>
    <publishers>
        <onsuccess><exec command="${javaExecutable} ${commonArgs} --success"/></onsuccess>
        <onfailure><exec command="${javaExecutable} ${commonArgs} --failed"/></onfailure>
    </publishers>
</project>

運行效果演示

技術難點與解決

• CLDC 限制：無反射、無序列化、無正則、無 Swing、集合僅 Vector/Hashtable/Enumeration → 代碼需精簡，避免標準庫依賴。
• 無線可靠性：radiostream 協議提供可靠流式連接，類似 TCP，自動重傳。
• MIDlet 生命周期：startApp() 啟動監聽線程，destroyApp() 釋放連接資源。
• 基站串口鎖定：Windows 下 COM 口唯一佔用，CruiseControl 串行執行避免衝突。

擴展想像空間

Sun SPOT 社區已實現：火箭遙測教學、樹林火災監測、體感遊戲控制器、農業環境感知網絡。構建監視器只是冰山一角——將軟件狀態映射到物理世界的可視/可觸反饋，是物聯網時代開發者的新邊疆。

總結

用約 200 行 Java 代碼 + 一個 CruiseControl 配置片段，構建了「極客桌面上的持續集成儀表盤」。SPOT 的開源性、Java 原生編程模型、豐富傳感器/执行器，讓軟件工程師能以極低門檻跨越到物理計算領域。下次構建失敗時，看一眼桌上的紅燈閃爍，比郵件通知快得多——這就是金絲雀的現代價值。