導語

當全球開發(fā)者默認將Python視為樹莓派的"母語"時，一個顛覆認知的工具鏈正在Java開發(fā)者群體中口口相傳——Pi4J讓Java代碼直接操控GPIO、I2C、SPI等硬件接口，而JBang更將開發(fā)門檻壓到不可思議的"單文件即運行"，方便易用程度堪比Python腳本。

從2012年與初代樹莓派同步誕生，到如今擁抱Java 21甚至劍指JEP 454黑科技。當Java的跨平臺基因注入電子元件，當主流嵌入式開發(fā)框架集體轉身LTS版本之爭，一場屬于JVM的硬件革命正悄然改寫開發(fā)者的工具鏈認知...

Pi4J的歷史

Pi4J 項目于2012 年啟動，同年推出 Raspberry Pi，作為一種工具，為 Java 開發(fā)人員提供一個簡單、熟悉的面向對象接口庫，以訪問 Raspberry Pi 的低級 I/O 功能，包括GPIO、I2C、 SPI、PWM和串行通信。

項目使命/目標

Pi4J 項目的使命是提供一個豐富、強大但使用簡單、Java 友好的 API 庫，實現(xiàn)對 Raspberry Pi 等嵌入式平臺的低級硬件 I/O 功能進行編程訪問。

項目狀態(tài)

隨著整個 Java 生態(tài)系統(tǒng)和 Raspberry Pi 系統(tǒng)的發(fā)展，Pi4j 項目這些年來也在不斷發(fā)展。

由此產(chǎn)生了以下主要版本：

- 版本1.X：已棄用，基于 Java 8，更高版本是 Java 11。

https://www.pi4j.com/about/info-v1/

- 版本2.XX：基于 Java 11，完全重新設計的代碼庫。

https://www.pi4j.com/about/info-v2/

- 版本 3.XX：基于最新的V2和Java 21。

https://www.pi4j.com/about/info-v3/

2025-02-11 核心作者：Frank Delporte在他的Blog中提到

Pi4J 庫的開發(fā)面臨一個決策點……：“我們是否應該在現(xiàn)有項目和舊 Raspberry Pi 上堅持使用 Java 11（使用 ARMv6)，還是繼續(xù)使用最新長期支持 (LTS) 版本中更好、性能更高的 Java 代碼？ “

我們實際上想轉向 Java 22，因為它帶來了一種與 C 代碼交互的新方式，這要歸功于JEP 454：外部函數(shù)和內(nèi)存 API。由于這是 Pi4J 與 GPIO 交互的核心行為，因此可以更輕松地實現(xiàn)控制電子設備的新方法，這一點已得到證實第一個測試由 Robert “Eitch” 完成。但由于 Java 22 不是 LTS 版本，我們暫時不會采取此舉措。

我們詢問我們的用戶我們應該使用哪個最小 Java 版本，但正如預期的那樣，沒有一個明確的答案 ;-) 因此，我們與核心團隊一起做出了一些決定，這些決定使我們能夠將項目提升到“下一個水平”并且...... Java 21！。

- 我們將 Pi4J V2+ 的源代碼存儲庫重命名為pi4j-v2因為pi4j它包含所有 V2 以及未來 V3、V4……版本的源代碼。

- 未來版本（V3 及更新版本）支持的最低 Java 版本為 21。

開始上手

想要在 Raspberry Pi 上開始 Java 編程嗎？

JBang 是創(chuàng)建第一個程序來控制連接到 GPIO 引腳的電子元件的絕佳方式。

GITHUB 項目：github.com/Pi4J/pi4j-jbang

JBang 是什么？

JBang 讓學生、教育工作者和專業(yè)開發(fā)人員能夠以前所未有的輕松方式創(chuàng)建、編輯和運行獨立的 Java 程序。

想要無需設置即可立即學習、探索或使用 Java 嗎？

您是否喜歡 Java，但使用 python、groovy、kotlin 或類似語言進行腳本、實驗和探索？

您是否曾經(jīng)想過無需任何設置或只需極少的設置就能在任何地方運行 Java？

是否曾嘗試過 Java 11+ 支持直接在 shell 中運行 .java 文件，但覺得有點太麻煩？

JBang 讓您做到這一切！

在 Raspberry Pi 上開始使用 JBang

1.先決條件

- 帶有最新 Raspberry Pi OS 的 Raspberry Pi。

- 按照說明安裝 JBangjbang.dev/下載. 如果尚未安裝 Java，JBang 將安裝它。

https://www.jbang.dev/download/

#Install JBang$ curl -Ls https://sh.jbang.dev | bash -s - app setup#Check JBang by requesting its version$ jbang --version 0.109.0

- 可選：使用Visual Studio 代碼，免費的 IDE。

https://code.visualstudio.com/

# Install Visual Studio Code$ sudo apt install code

- 可選：在 Visual Studio Code 中安裝以下擴展：

- Language Support for Java(TM) by Red Hat

- JBang

https://marketplace.visualstudio.com/items?itemName=redhat.java

https://marketplace.visualstudio.com/items?itemName=jbangdev.jbang-vscode

2.示例腳本

GitHub 上的 Pi4J JBang 項目包含幾個示例來演示 JBang 和 Pi4J。每個java文件都是一個完整的可運行 JBang 應用程序。這意味著您不需要 Maven、Gradle 或其他 Java 構建工具。

https://github.com/Pi4J/pi4j-jbang

為了告訴 JBang 必須將該文件作為 Java 應用程序處理并做一些前期準備工作，每個文件的第一行是：///usr/bin/env jbang "$0" "$@" ; exit $?。

當應用程序需要依賴項時，它們在文件本身中以以下行開頭進行定義：//DEPS。例如，要使用 Pi4J Core 庫：//DEPS com.pi4j2.3.0。

每個提供的示例都包含有關文件本身內(nèi)部接線的更多信息，并且也在 Pi4J 網(wǎng)站上進行了解釋。

3.從 GitHub 獲取示例

您可以使用以下命令在終端中將包含示例的項目克隆到您的 Raspberry Pi：

$gitclonehttps://github.com/Pi4J/pi4j-jbang$cdpi4j-jbang

GitHub 項目中的示例有：

- 最小示例

https://www.pi4j.com/examples/jbang/jbang_minimal_example/

- 8x8 LED 矩陣

https://www.pi4j.com/examples/jbang/jbang_pi4j_spi_led_matrix/

- BME280 傳感器

https://www.pi4j.com/examples/jbang/bme280_temperature_humidity_pressure/

- Pixelblaze 輸出擴展器

https://www.pi4j.com/examples/jbang/pixelblaze_output_expander/

- 控制 LED 矩陣

https://www.pi4j.com/examples/jbang/pixelblaze_output_expander_image/

- 帶有 JavaFX UI 的 LED 燈帶

https://www.pi4j.com/examples/jbang/pixelblaze_output_expander_javafx/

使用 JBang，我們可以擁有一個可以執(zhí)行的單源 Java 文件，而無需完整的 Maven 或 Gradle 項目。我們甚至不需要編譯任何東西！

JBang 是一種簡單運行 Java 文件的好方法，可以幫助您在 Raspberry Pi 上快速開始使用 Pi4J，并且可以成為嘗試電子產(chǎn)品和 Java 的理想入門方法。

結語

當腳本語言的便捷遇上Java的類型安全，當傳統(tǒng)嵌入式語言的控制力碰撞JVM的生態(tài)紅利，這場工具鏈的范式轉移究竟會走向何方？