Java與XML聯合編程之JDOM/JAXB篇

從XML誕生之日起，它就一直是業界的焦點話題之一。經過了幾年的發展，XML技術日趨成熟，現在越來越多的應用都是基於XML開發的。在Internet日益普及的今天，分布式編程日顯重要，越來越多的應用都開始向這一方向轉型。在這一領域中，XML作為一種中間的資料介面，已經顯示出其不可替代的重要性。與此同時，Java語言開發Internet分布式應用程式的潛力也被越來越多的人看好，EJB體繫結構也日漸成熟。利用Java，人們可以很迅速的開發出可移植的、彈性好的、易於管理的分布式應用程式。

Java語言一直都被認為是最適合進行XML編程的語言之一。與平台無關的語言Java加上與平台無關的資料XML，確實能夠完成最為複雜且彈性最好的分布式應用。

在Java應用中引入XML，其實並不是很難，而且已經有諸多規範和諸多的類庫開發出來，以簡化Java中的XML的編程。在這些規範中，最為流行的就是SAX和DOM，後者也是W3C所推薦的標準。而支援XML的Java類庫更是不勝枚舉，除了Sun所發布的JXAP之外，還有像IBM、Microsoft等巨頭所提供的類似產品。而且，這些產品大多都是免費的，用起來不用花一分錢。所有的這些規範和類庫，已經在很大程度上簡化了XML編程的複雜係數，你只需要瞭解這些規範和JXAP所定義的API，就已經能夠進行XML編程了。而我們這篇文章的目的，也就是為大家介紹這些規範和API。相信讀完本文後，您就不會再認為XML編程是多麼困難的事了。

背景知識
關於XML的討論已經很多了，對於XML的看法也是見仁見智。要給XML下一個確切的定義是一件很困難的事情，但我們可以從下面四個方面來看：

1.XML是一種被設計成方便的用來在Internet上傳播的標記語言。XML與SGML相容（確切的說是SGML的一個簡化了的子集），並且能夠很容易的在任何文字編輯器中進行瀏覽和編輯。

2.XML用來定義資料的邏輯結構，用樹的方式將所有的資料群組織起來，這使得XML文檔很容易理解和處理。而XML文檔的結構是通過DTD或者Schema預先定義的，這使得XML中的資料在特定的應用中都能夠有確切的含義。

3.XML是一種定義嚴格的語言，它幾乎沒有定義什麼可選的特性。這使得XML達到了最大程度的通用性，任何與XML相容的解析器都可以對一個合法的XML文檔進行解析而不會出現任何錯誤。這樣，XML就能夠作為一種最廣義的中介，在各種平台，各種語言和各種程式中流通。

4.XML是一種用來定義資料和原資料的文法，這就使得你能夠定義資料本身。這也是XML最重要的特性之一，因為從理論上講，任何東西都可以用資料進行描敘。也就是說，由於XML提供了描敘資料的方法，因而也就具備了描敘任何事物的能力。

關於XML的應用，我們舉一個簡單的例子來看看它的威力所在。

現在的大部分網站都是用HTML編寫的。網頁設計師們精心設計的網頁，能夠在Web瀏覽器上很漂亮的顯示出來，但是如果想把這些網頁所包含的內容重新設計在一本書中的話，顯然，瀏覽器上的漂亮內容就不能很方便的在書中體現出來了。我們知道，HTML是一種結構性很差的語言，它將顯示和內容緊密的結合在一起，要將內容有選擇的從HTML檔案中分離出來是非常困難的，特別是在那些設計精美的網頁中。這時候，或許唯一的辦法就是重新進行設計了。但是，XML的出現為解決這種問題提供了一種良好的解決方案。

因為XML只是定義資料，它並不關心資料是如何顯示的，所以用XML設計出的網站其內容和顯示是分離的。一般的網頁是通過XSLT對給定的XML文檔進行變換之後產生的。現在我們要將網站的內容放在一本書中，只需要重新定義XSLT，給出變化規則，就可以將內容完美的再現在另外的一種形式中了。

上面所講述的只是XML應用的一個重要方面，實際上現在XML的應用遠遠不止如此，很多協議比如SOAP，都是基於XML的。

下面的內容，就是具體的XML編程了。由於本文假定您已對Java語言（或者其它物件導向的語言）有了一定的瞭解，因而對一些關於語言的細節問題，就不再贅述了。

Java下XML編程介面比較：DOM SAX JDOM JAXP

一、DOM （文件物件模型）
為 XML 文檔的已解析版本定義了一組介面。解析器讀入整個文檔，然後構建一個駐留記憶體的樹結構，然後代碼就可以使用 DOM 介面來操作這個樹結構。
優點：整個文檔樹在記憶體中，便於操作；支援刪除、修改、重新排列等多種功能；
缺點：將整個文檔調入記憶體（包括無用的節點），浪費時間和空間；
使用場合：一旦解析了文檔還需多次訪問這些資料；
硬體資源充足（記憶體、CPU）

二、SAX
為解決DOM的問題，出現了SAX。
SAX ，事件驅動。當解析器發現元素開始、元素結束、文本、文檔的開始或結束等時，發送事件，程式員編寫響應這些事件的代碼，儲存資料。
優點：不用事先調入整個文檔，佔用資源少；
SAX解析器代碼比DOM解析器代碼小，適於Applet，下載
缺點：不是持久的；事件過後，若沒儲存資料，那麼資料就丟了；
無狀態性；從事件中只能得到文本，但不知該文本屬於哪個元素；
使用場合：Applet;
只需XML文檔的少量內容，很少回頭訪問；
機器記憶體少；

三、JDOM
為減少DOM、SAX的編碼量，出現了JDOM；
優點：20-80原則，極大減少了代碼量
使用場合：要實現的功能簡單，如解析、建立等
Java程式

但在底層，JDOM還是使用SAX（最常用）、DOM、Xanan

四、JAPX
為多個XML解析器提供了統一編程介面
更換解析器，不用更改代碼
使用場合：若不用Jdom，一般建議使用JAPX，將代碼與各種解析器的實現細節隔離。

（一）JDOM的介紹以及與JAXB的比較

Java + XML = JDOM ！
這就是JDOM設計者的目標。如果你曾經使用過煩人的SAX或是DOM來處理XML，你就會知道為什麼要有JDOM或者是JAXB。在今年（2002）的JavaOne會議上JDOM的主要創始人Jason Hunter有一篇精彩的演講介紹了JDOM技術，題目就是JDOM Makes XML Easy。
在那篇文檔裡，JDOM被拿來與DOM比較，而我更願意拿它同JAXB比較。因為JAXB和JDOM都是為了在Java中提供比DOM和SAX更為方便的XML處理介面而開發的，並且通過完全不同的途徑來解決這個問題。JDOM的處理方式是與DOM類似的樹操作。而JAXB通過DTD和繫結模式來產生訪問XML文檔的Java代碼，將XML映射成了Java對象來操作。你可以根據項目的需要和個人喜好來決定採用哪一個。
JDOM與JAXB的比較，從本身的特點來看：
1) JDOM比JAXB更容易上手。使用JAXB首先要會編寫DTD，然後還要會編寫繫結模式。JDOM沒有這樣的要求，如果你會Java和XML，甚至可以說光是看JDOM的javadoc文檔就能夠使用JDOM。
2) JAXB編寫好DTD和繫結模式以後，XML文檔被映射成了Java對象，其資料就是Java對象的屬性，連資料類型都做好了轉換，因此，訪問XML文檔比JDOM要簡便，可以說是一勞永逸。
3) JAXB由某個DTD和繫結模式產生的程式碼只能訪問該DTD所約束的文檔。如果想要訪問其他XML文檔，需要再編寫DTD和繫結模式。JDOM可以處理任何XML文檔，包括受約束的和不受約束的。

目前JDOM和JAXB都沒有正式版本。JDOM的最新版本是beta8，JAXB是1.0 early access，其規範版本是0.21。相對而言，JDOM更成熟一些。例如JAXB不支援名字空間、不能向XML文檔寫入處理指示，有時我們需要保留的分行符號和首尾空格在JAXB中自動過濾掉了，就連放在<![CDATA[ 和 ]]>裡面也不能倖免。JDOM就沒有這些限制。如果說以上的3點比較是JDOM和JAXB本身的特點所決定的，幾乎不可能改變，那麼這裡表明，JAXB還需要更多的工作。

（二）獲得並安裝JDOM
在http://jdom.org可以下載JDOM的最新版本。以JDOM beta8的2進位版本為例。下載後解壓縮，JDOM的jar檔案就是build目錄下的檔案jdom.jar，將之加入類路徑。另外JDOM還需要lib目錄下那些jar檔案如xerces.jar的支援。如果在使用中出現以下錯誤：
java.lang.NoSuchMethodError
或
java.lang.NoClassDefFoundError: org/xml/sax/SAXNotRecognizedException
你需要保證xerces.jar檔案在CLASSPATH中位於其他XML類，如JAXP或Crimson之前，這些類檔案，包括以前老版本的xerces，可能不支援SAX2.0或DOM Level 2。於是導致了上面的錯誤。

（三）一個簡單的例子
JDOM的處理方式有些類似於DOM，但它主要是用SAX實現的，你不必擔心處理速度和記憶體的問題。另外，JDOM中幾乎沒有介面，的類全部是實實在在的類，沒有類工廠類的。其最重要的一個包org.jdom中主要有以下類：
? Attribute
? CDATA
? Comment
? DocType
? Document
? Element
? EntityRef
? Namespace
? ProcessingInstruction
? Text
資料輸入要用到XML文檔要通過org.jdom.input包，反過來需要org.jdom.output。如前面所說，關是看API文檔就能夠使用。
我們的例子讀入XML檔案exampleA.xml，加入一條處理指示，修改第一本書的價格和作者，並添加一條屬性，然後寫入檔案exampleB.xml：
//exampleA.xml
<?xml version="1.0" encoding="GBK"?>
<bookList>
   <book>
       <name>Java編程入門</name>
       <author>張三</author>
       <publishDate>2002-6-6</publishDate>
       <price>35.0</price>
   </book>
   <book>
       <name>XML在Java中的應用</name>
       <author>李四</author>
       <publishDate>2002-9-16</publishDate>
       <price>92.0</price>
   </book>
</bookList>

//testJDOM.java
import org.jdom.*;
import org.jdom.output.*;
import org.jdom.input.*;
import java.io.*;
public class TestJDOM{
   public static void main(String args[])throws Exception{
       
       SAXBuilder sb = new SAXBuilder();

       //從檔案構造一個Document，因為XML檔案中已經指定了編碼，所以這裡不必了
       Document doc = sb.build(new FileInputStream("exampleA.xml"));
       
       //加入一條處理指示
       ProcessingInstruction pi = new ProcessingInstruction
           ("xml-stylesheet","href="bookList.html.xsl" type="text/xsl"");
       doc.addContent(pi);

       Element root = doc.getRootElement(); //得到根項目
       java.util.List books = root.getChildren(); //得到根項目所有子項目的集合
       Element book = (Element)books.get(0); //得到第一個book元素
       //為第一本書添加一條屬性
       Attribute a = new Attribute("hot","true");  
       book.setAttribute(a);
       Element author = book.getChild("author"); //得到指定的字元素
       author.setText("王五"); //將作者改為王五
       //或 Text t = new Text("王五");book.addContent(t);
       Element price = book.getChild("price"); //得到指定的字元素
       //修改價格，比較鬱悶的是我們必須自己轉換資料類型，而這正是JAXB的優勢
       author.setText(Float.toString(50.0f));
       

       String indent = "    ";
       boolean newLines = true;
       XMLOutputter outp = new XMLOutputter(indent,newLines,"GBK");
       outp.output(doc, new FileOutputStream("exampleB.xml"));

   }
};

執行結果exampleB.xml：
<?xml version="1.0" encoding="GBK"?>
<bookList>
   <book hot=”true”>
       <name>Java編程入門</name>
       <author>50.0</author>
       <publishDate>2002-6-6</publishDate>
       <price>35.0</price>
   </book>
   <book>
       <name>XML在Java中的應用</name>
       <author>李四</author>
       <publishDate>2002-9-16</publishDate>
       <price>92.0</price>
   </book>
</bookList>
<?xml-stylesheet href="bookList.html.xsl" type="text/xsl"?>

在預設情況下，JDOM的Element類的getText()這類的方法不會過濾空白字元，如果你需要過濾，用setTextTrim() 。

（四）參考文檔
1) JDOM Makes XML Easy (http://www.servlets.com/speaking/jdom-javaone.pdf)
2) The Java &#8482; Architecture for XML Binding User’s Guide (http://java.sun.com/xml/jaxb/jaxb-docs.pdf)
3) Web Services Made Easier. The Java TM APIs and Architectures for XML, A Technical White Paper (http://java.sun.com/xml/webservices.pdf )

什麼時候使用DOM 

--------------------------------------------------------------------------------

如果你的XML文檔包含文檔資料(例如, Framemaker documents stored in XML format), 那麼DOM就是你的解決方案的最自然選擇。如果你要建立一些類似於文檔資訊管理的系統，那麼你不得不處理大量的文檔資料。Datachannel RIO 產品就是這麼一個例子,它可以索引和組織各種類型文檔資源中的資訊(例如Word和Excel 檔案)。在這種情況下，DOM是非常合適程式去訪問存貯在這些文檔中的資訊的。

然而,如果你主要處理的是結構化的資料(在XML中的序列化的JAVA對象the equivalent of serialized Java objects in XML)，DOM不是最好的選擇。那就是SAX會比較合適的地方。

什麼時候使用SAX 

--------------------------------------------------------------------------------

如果在你XML文檔中的資訊是機器易讀的(和機器產生的)資料，那麼SAX是讓你可以訪問這些資訊的合適的API。機器易讀和產生的資料類型包含像下面這些東東:

存成XML格式的Java對象屬性
用一些以文本為基礎的查詢語句(SQL, XQL, OQL)表示的查詢
由查詢產生的結果集(這也許內含項目關聯性型資料庫表中的資料編碼成XML).
這麼看來機器產生的資料是你一般要在java中產生資料結構和類的資訊。一個簡單的例子是包含個人資訊的地址簿，在所示。這個地址簿xml檔案不像文書處理器文檔，它是一個包含已經被編碼成文本的純資料的XML文檔。

當你的資料是這種樣式，你要建立你自己的資料結構和類（物件模型）來管理操作以及持續儲存這些資料。SAX容許你快速建立一個可以產生你的物件模型執行個體的處理器類。一個執行個體是：一個SAX文檔處理器。它完成的工作有讀入包含我的地址薄資訊的XML文檔，建立一個可以訪問到這些資訊的AddressBook類。SAX指南告訴你該怎麼做到這些。這個地址薄XML文檔包含person元素，person元素中有name和email元素。我的AddressBook物件模型包括下面的類：

AddressBook 類,Person對象的容器
Person 類,String 型的name和email的容器
這樣我的“SAX 地址簿文檔處理器”可以把person元素轉變成Person對象了，然後把它們都存入AddressBook對象。這個文檔處理器將name和email元素轉變為String對象。