高效的Xml解析工具

前言

大家在工作中不知道有没有遇到过类似的情况：
1、需要写代码解析一个xml文件时，发现需要导入dom4j的jar包，一时又找不到，然后还得浪费几分钟时间去找jar包。
2、好不容易找到了jar包，写了一段程序很适合本次使用，但是下次使用的时候还得重新写，代码复用率低。
3、从网上找到了一段别人写的解析xml文件的代码，copy下来发现好多地方还得修改才能用。

那么为什么不自己趁着摸鱼的时候写一个工具包呢，把自己常用的工具集成进去，之后写代码复用性更高，并且可以高度定制化，而且对底层实现更了解，虽然这属于重复造轮子，但是代码能立就是通过重复造轮子来提升的。

下面介绍一个我目前实现的xml解析工具，不需要导第三方jar包，通过jdk自带的Dom工具来实现。

xml解析工具实现：

package pers.cz.tools;import org.w3c.dom.Document;
import org.xml.sax.InputSource;
import org.xml.sax.SAXException;
import pers.cz.io.Charsets;import javax.xml.parsers.DocumentBuilder;
import javax.xml.parsers.DocumentBuilderFactory;
import javax.xml.parsers.ParserConfigurationException;
import java.io.*;
import java.util.Map;
import java.util.concurrent.ConcurrentHashMap;/*** @program: JefConfig* @description: xml文档解析工具* @author: Cheng Zhi* @create: 2023-04-20 12:48**/
public class XmlUtils {private static final String DEFAULT_CHATSET = "UTF-8";/*** 缓存DocumentBuilderFactory, 其中T 标识忽略注释与否， 第二个T 标识是否解析域名*/private static DocumentBuilderFactory domFactoryTT;private static DocumentBuilderFactory domFactoryTF;private static DocumentBuilderFactory domFactoryFT;private static DocumentBuilderFactory domFactoryFF;private static Map<String, DocumentBuilderFactory> DocumentBuilderFactoryCache = new ConcurrentHashMap<String, DocumentBuilderFactory>(8);private static final ThreadLocal<DocumentBuilderCache> REUSABLE_BUILDER = new ThreadLocal<DocumentBuilderCache>() {@Overrideprotected DocumentBuilderCache initialValue() {return new DocumentBuilderCache();}};private static class DocumentBuilderCache {DocumentBuilder cacheTT;DocumentBuilder cacheTF;DocumentBuilder cacheFT;DocumentBuilder cacheFF;/*** 根据传入的特性，提供满足条件的DocumentBuilder** @param ignorComments* @param namespaceAware* @return*/private DocumentBuilder getDocumentBuilder(boolean ignorComments, boolean namespaceAware) {if (ignorComments && namespaceAware) {if (DocumentBuilderFactoryCache.get("domFactoryTT") == null) {DocumentBuilderFactoryCache.put("doFactoryTT", initFactory(true, true));}if (cacheTT == null) {cacheTT = initBuilder(DocumentBuilderFactoryCache.get("domFactoryTT"));}return cacheTT;} else if (ignorComments) {if (DocumentBuilderFactoryCache.get("domFactoryTF") == null) {DocumentBuilderFactoryCache.put("domFactoryTF", initFactory(true, true));}if (cacheTF == null) {cacheTF = initBuilder(DocumentBuilderFactoryCache.get("domFactoryTF"));}return cacheTF;} else if (namespaceAware) {if (DocumentBuilderFactoryCache.get("domFactoryFT") == null) {DocumentBuilderFactoryCache.put("domFactoryFT", initFactory(true, true));}if (cacheFT == null) {cacheFT = initBuilder(DocumentBuilderFactoryCache.get("domFactoryFT"));}return cacheFT;} else {if (DocumentBuilderFactoryCache.get("domFactoryFF") == null) {DocumentBuilderFactoryCache.put("domFactoryFF", initFactory(true, true));}if (cacheFF == null) {cacheFF = initBuilder(DocumentBuilderFactoryCache.get("domFactoryFF"));}return cacheFF;}}private DocumentBuilder initBuilder(DocumentBuilderFactory domFactory) {DocumentBuilder builder;try {builder = domFactory.newDocumentBuilder();} catch (ParserConfigurationException e) {throw new UnsupportedOperationException(e);}return builder;}}private static DocumentBuilderFactory initFactory(boolean ignorComments, boolean namespaceAware) {DocumentBuilderFactory documentBuilderFactory = DocumentBuilderFactory.newInstance();documentBuilderFactory.setIgnoringComments(ignorComments);documentBuilderFactory.setNamespaceAware(namespaceAware);return documentBuilderFactory;}public static Document loadDocument(String filePath, boolean ignoreComment) throws IOException, SAXException, ParserConfigurationException {return loadDocument(new FileInputStream(new File(filePath)), DEFAULT_CHATSET, ignoreComment);}public static Document loadDocument(InputStream in, String charSet, boolean ignoreComment) throws ParserConfigurationException, IOException, SAXException {return loadDocument(in, charSet, ignoreComment, false);}/*** 加载xml文件* @param in* @param charSet          字符编码* @param ignoreComment    是否忽略注释* @return*/public static Document loadDocument(InputStream in, String charSet, boolean ignoreComment, boolean namespaceAware) throws ParserConfigurationException, IOException, SAXException {DocumentBuilder db = REUSABLE_BUILDER.get().getDocumentBuilder(ignoreComment, namespaceAware);InputSource is = null;// 解析流来获取charsetif (charSet == null) {// 读取头200个字节来分析编码charSet = DEFAULT_CHATSET;}if (charSet != null) {is = new InputSource(new XmlFixedReader(new InputStreamReader(in, charSet)));is.setEncoding(charSet);} else { // 自动检测编码Reader reader = new InputStreamReader(in, "UTF-8");// 为了过滤XML当中的非法字符，所以要转换为Reader，又为了转换为Reader，所以要获得XML的编码is = new InputSource(new XmlFixedReader(reader));}Document doc = db.parse(is);doc.setXmlStandalone(true);// 避免出现standalone="no"return doc;}/*** 通过读取XML头部文字来判断xml文件的编码** @param buf*            XML文件头部若干字节* @param len*            判定长度* @return 获得XML编码。如果不成功返回null。*/public static String getCharsetInXml(byte[] buf, int len) {String s = new String(buf).toLowerCase();int n = s.indexOf("encoding=");if (n > -1) {s = s.substring(n + 9);if (s.charAt(0) == '"' || s.charAt(0) == ''') {s = s.substring(1);}n = s.indexOf(""' ><");if (n > -1) {s = s.substring(0, n);}if (StringUtils.isEmpty(s)) {return null;}s = Charsets.getStdName(s);return s;} else {return null;}}/*** 过滤xml的无效字符。* <p/>* XML中出现以下字符就是无效的，此时Parser会抛出异常，仅仅因为个别字符导致整个文档无法解析，是不是小题大作了点？* 为此编写了这个类来过滤输入流中的非法字符。* 不过这个类的实现不够好，性能比起原来的Reader实现和nio的StreamReader下降明显，尤其是read(char[] b, int* off, int len)方法. 如果不需要由XmlFixedReader带来的容错性，还是不要用这个类的好。* <ol>* <li>0x00 - 0x08</li>* <li>0x0b - 0x0c</li>* <li>0x0e - 0x1f</li>* </ol>*/public static class XmlFixedReader extends FilterReader {public XmlFixedReader(Reader reader) {super(new BufferedReader(reader));}public int read() throws IOException {int ch = super.read();while ((ch >= 0x00 && ch <= 0x08) || (ch >= 0x0b && ch <= 0x0c) || (ch >= 0x0e && ch <= 0x1f) || ch == 0xFEFF) {ch = super.read();}return ch;}// 最大的问题就是这个方法，一次读取一个字符速度受影响。public int read(char[] b, int off, int len) throws IOException {if (b == null) {throw new NullPointerException();} else if (off < 0 || len < 0 || len > b.length - off) {throw new IndexOutOfBoundsException();} else if (len == 0) {return 0;}int c = read();if (c == -1) {return -1;}b[off] = (char) c;int i = 1;try {for (; i < len; i++) {c = read();if (c == -1) {break;}b[off + i] = (char) c;}} catch (IOException ee) {}return i;}}
}

自己编写xml的好处：
1、由于DocumentBuilderFactory在创建实例的使用只支持反射，反射的性能相对较低，因此自定义xml解析工具中提供了DocumentBuilderFactoryCache用来缓存改工厂实例，如果程序只调用一次那么这个缓存的作用不大，如果程序中尤其是集成到工程中时，多个地方反复调用xml解析器，此时DocumentBuilderFactoryCache的优势便体现了出来，这会大大节省实例创建的时间。

2、提供高度定制化方式获取Document,支持InputStream，和文件路径的方式，如果需要还可以继续扩展。
3、笔者通过自己写工具更加了解了dom4j解析文件的原理，之后使用dom4j之类的工具包也更得心应手。

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