解析xml文件的几种方法和原理
第一种方法
对象模型 API 定义了层次化对象模型来表示 XML 文档。换句话说,对应 XML 语法中的每个概念定义相应的类:元素、属性、实体、文档。解析器读入 XML 文档的时候,建立 XML 语法和类之间的一对一映射。比如,每遇到一个标记,就实例化一个元素类。
毫不奇怪,对哪种数据模型最好存在一些争议。W3C 规范化了 DOM,它的主要优点是可移植性:它是作为一种 CORBA 接口定义的,被映射到很多语言。因此如果了解了 JavaScript 中的 DOM,也就知道了 Java、C++、Perl、Python 和其他语言中的 DOM。
另一种数据模型是 JDOM,一种针对 Java 优化的 DOM(专用于 Java),和 Java 语言结合得更紧密,但是按照定义缺乏可移植性。
尽管人们可以继续商讨对 XML 语法来说哪种数据模型最好,但我认为没有多少意义,因为各种基于对象的 API 其优点和不足基本上是一样的。从好的方面来说,如果熟悉 XML 语法的话,对象模型 API 更容易理解。因为它直接从 XML 语法映射到类,很容易学习、使用和调试。
简单的代价是效率,至少对很多项目而言是这样。读入文档的时候,解析器根据语法结构创建对象。对很多应用程序来说,XML 语法并不是很合适:
* XML 语法非常罗嗦,即使文档很小,解析器也要创建很多对象。
* 对 XML 词汇表进行的优化通常针对的是存储和数据传输效率,而不是处理,因而应用程序可能需要对数据进行预处理,比方说,在开始真正的处理之前,先计算部分和或者合并其他来源的数据。很多情况下,在处理之前必须将数据从 XML 对象模型复制到应用程序专用的对象模型或者数据库。
* 因为这种对象模型是通用的,包含很多应用程序并不需要的对象之间的引用(比如,从子元素到父元素的反向引用)。这些引用进一步增加了内存消耗。
在桌面上处理小型文档这可能不是大问题,但是在其他环境中,比如服务器上,对象模型固有的低效率是不可接受的。
第二种方法
第二种选择是事件 API,比如 SAX。这个概念是上述对象模型方式的一种反映。只不过这种方法不根据 XML 语法定义通用的数据模型,其解析器依赖应用程序程序员建立定制的数据模型。
因此解析器可以做得更小,因为只需要传递最少量的信息。更重要的是,和一个型号打天下的对象模型(不管对象模型多么好)相比总的效率更高,程序员可以根据应用程序的需要定制对象模型。
它的优点很明显:
* 统计应用程序或总结信息的任何应用程序都可以从中获益,因为它们的数据模型只需计算总计而无需复制整个文档。
* 类似的,即使动态处理文档的应用程序(比如把文档加载到数据库中)不需处理或者只需少量处理,也可从中受益,因为根本不需要存储数据。
由于减少了内存需求,事件 API 可以处理任意大小的文档,包括大小超过可用内存的文档。基于同样的原因,这类 API 也非常适合多个进程并发执行和共享内存的服务器。
效率的代价是简单性的损失。事件 API 一向以难用著称,因为应用程序员要负责更多的操作。虽然短期看来如此,但根据我的经验,从中期和长期来看,效率上的改进足以抵消略微增加的复杂度。
流式 API 有两种形式:推式和拉式。从历史上看,推式方法更加流行,因为这正是 SAX 采用的模型。推式方法正在实现标准化,很快将作为 StAX 集成到 Java 平台中。
两者有什么区别呢?区别在于由谁控制读循环。和读取文件的任何软件一样,解析器也是围绕着读循环(读入文件的循环)创建的。
在推 模式(SAX)下,解析器控制循环。实际上应用程序调用解析器的时候,在文件结束之前控制权不会返回给应用程序。前面已经提到,解析器回调应用程序以建立数据模型,解析器处于控制地位。
在拉 模式下,应用程序控制循环。循环中应用程序负责反复调用解析器,直到文件结束。
推模式最适合边读入边处理 XML 文档,比如读入 RSS 提要并显示为 HTML 网页。对于使用 XML 存储数据的多数应用程序来说,“读文档”用对解析器的一次调用实现最方便。
拉模式更适合于处理不同 XML 词汇表的文档。这类应用程序通常需要嗅探输入(读入前几行)以根据词汇表决定调用子例程。
对于控制解析器的应用程序而言,一次循环是必要的,因为应用程序很容易在嗅探前面几行之后停止读入。
第三种方法
如果不提到另一种选择,即 XML 编组库形式的解析,如 Castor,本文就不完整。该方法介于对象模型和事件方法之间。
其思想是从 XML Schema 生成一个对象模型而不是通用模型(如 DOM),解析器生成更加针对所用词汇表的数据模型。比方说,如果词汇表处理的是发货单,那么可以预料其中会包含发送方、接收方、日期、产品类别、产品标识、单价和总价。DOM 将这些元素映射到一个一般性的元素类。编组库 为发送方、接收方、日期、产品类别、产品标识、单价、总价和文档中出现的其他元素创建专门的类。
从处理的是根据词汇表定制(与根据应用程序的需要定制可能相同,也可能不同)的而不是通用数据模型这方面来讲,编组库具备事件 API 的一些优点。
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目前常用的XML的解析器主要有:SAX,DOM,Xerces
1、SAX处理的优点非常类似于流媒体的优点。分析能够立即开始,而不是等待所有的数据被处理。而且,由于应用程序只是在读取数据时检查数据,因此不需要将数据存储在内存中。这对于大型文档来说是个巨大的优点。事实上,应用程序甚至不必解析整个文档;它可以在某个条件得到满足时停止解析。一般来说,SAX 还比它的替代者 DOM 快许多。另一方面,由于应用程序没有以任何方式存储数据,使用 SAX 来更改数据或在数据流中往后移是不可能的。
2、DOM 以及广义的基于树的处理具有几个优点。首先,由于树在内存中是持久的,因此可以修改它以便应用程序能对数据和结构作出更改。它还可以在任何时候在树中上下导航,而不是像 SAX 那样是一次性的处理。DOM 使用起来也要简单得多。另一方面,在内存中构造这样的树涉及大量的开销。大型文件完全占用系统内存容量的情况并不鲜见。此外,创建一棵 DOM 树可能是一个缓慢的过程。
3、选择 DOM 还是选择 SAX,这取决于下面几个因素:
应用程序的目的:如果打算对数据作出更改并将它输出为 XML,那么在大多数情况下,DOM 是适当的选择。并不是说使用 SAX 就不能更改数据,但是该过程要复杂得多,因为您必须对数据的一份拷贝而不是对数据本身作出更改。
数据容量: 对于大型文件,SAX 是更好的选择。数据将如何使用:如果只有数据中的少量部分会被使用,那么使用 SAX 来将该部分数据提取到应用程序中可能更好。 另一方面,如果您知道自己以后会回头引用已处理过的大量信息,那么 SAX 也许不是恰当的选择。
对速度的需要:SAX 实现通常要比 DOM 实现更快。
SAX 和 DOM 不是相互排斥的,记住这点很重要。您可以使用 DOM 来创建 SAX 事件流,也可以使用 SAX 来创建 DOM 树。事实上,用于创建 DOM 树的大多数解析器实际上都使用 SAX 来完成这个任务!
4、SAX,DOM是两种对XML文档进行分析的方法(没有具体的实现,只有接口),所以不是解释器,如果光有他们,你是完成不了对xml文档的处理的。SAX的包是org.xml.sax,DOM的包是org.w3c.dom,包的名称很重要,它有助于你理解他们之间的关系。
5、jaxp是api,他封装了sax/dom两种接口。并在sax/dom的基础之上,作了一套比较简单的api以供开发人员使用。jaxp的包是javax.xml.parsers,可以看看jaxp的源文件,它的文件中包含了对sax或者dom的引用(import)jaxp也不是具体的实现,他只是一套api。如果你仅仅有jaxp那是无法工作的,(其实jaxp只是完成对sax、dom的包装,生成了DocumentBuilderFactory/DocumentBuilder和SAXParserFactory SAXParser。也就是设计模式中的工厂模式,他的好处就是具体的对象( 解释器)建立由子类完成)
6、xerces解释器(号称地球上最快的xml解释器)在xerces中对jaxp中定义的SAXParser SAXParserFactory DocumentBuilder DocumentBuilderFactory进行了继承(extends)对应SAXParserImpl XParserFactoryImpl DocumentBuilderImpl DocumentBuilderFactoryImpl这就是为什么你的classpath中只要有xerces.jar(其中包含了sax dom jaxp )和 xercesImpl.jar就可以的原因了.
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