導語

當全球開發者默認將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

隨著整個 Java 生態系統和 Raspberry Pi 系統的發展，Pi4j 項目這些年來也在不斷發展。

由此產生了以下主要版本：

- 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 庫的開發面臨一個決策點……：“我們是否應該在現有項目和舊 Raspberry Pi 上堅持使用 Java 11（使用 ARMv6)，還是繼續使用最新長期支持 (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：外部函數和內存 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、教育工作者和專業開發人員能夠以前所未有的輕松方式創建、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部接線的更多信息，并且也在 Pi4J 網站上進行了解釋。

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，當傳統嵌入式語言的控制力碰撞JVM的生態紅利，這場工具鏈的范式轉移究竟會走向何方？