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Java编程中更新XML文档的常用方法

2017年12月12日  | 移动技术网IT编程  | 我要评论

  　本文简要的讨论了java语言编程中更新xml文档的四种常用方法,并且分析这四种方法的优劣。其次,本文还对如何控制java程序输出的xml文档的格式做了展开论述。

　　jaxp是java api for xml processing的英文字头缩写,中文含义是:用于xml文档处理的使用java语言编写的编程接口。jaxp支持dom、sax、xslt等标准。为了增强jaxp使用上的灵活性,开发者特别为jaxp设计了一个pluggability layer,在pluggability layer的支持之下,jaxp既可以和具体实现dom api、sax api 的各种xml解析器(xml parser,例如apache xerces)联合工作,又可以和具体执行xslt标准的xslt处理器(xslt processor,例如apache xalan)联合工作。应用pluggability layer的好处在于:我们只需要熟悉jaxp各个编程接口的定义即可,而不需要对所采用的具体的xml解析器、xslt处理器有很深入的了解。比如在某个java程序中,通过jaxp调用xml解析器apache crimson对xml文档进行处理,如果我们希望使用别的xml解析器(比如apache xerces),以便提高该程序的性能,那么原程序代码可能不需要任何改变,直接就可以使用(你所需要做的事情只是将包含apache xerces代码的jar文件加入到环境变量classpath中,而将包含apache crimson代码的jar文件在环境变量classpath中删除)。

　　目前jaxp已经应用的十分普遍了,可以说是java语言中处理xml文档的标准api。有些初学者在学习使用jaxp的过程中,经常会提出这样的问题:我编写的程序对dom tree做了更新,但是当程序退出以后,原始的xml文档并没有改变,还是老样子,如何实现对原始xml文档和dom tree的同步更新呢?咋一看来,在jaxp中似乎没有提供相应的接口/方法/类,这是很多初学者都感到困惑的问题。本文的主旨就在于解决这个问题,简单的介绍几种常用的同步更新原始xml文档和dom tree的方法。为了缩小讨论的范围,本文所涉及的xml解析器仅包括apache crimson和apache xerces,而xslt处理器仅仅使用apache xalan。

　　方法一:直接读写xml文档

　　这也许是最笨最原始的办法了。当程序获取dom tree之后,应用dom模型的node接口的各个方法对dom tree进行更新,下一步应该对原始的xml文档进行更新了。我们可以运用递归的办法或者是应用treewalker类,遍历整个dom tree,与此同时,将dom tree的每一个节点/元素依次写入到预先打开的原始xml文档中,当dom tree被遍历完全之后,dom tree和原始的xml文档就实现了同步更新。实际中,这个方法极少使用,不过如果你要编程实现自己的xml解析器,这种方法还是有可能用得上的。

　　方法二:使用xmldocument类

　　使用xmldocument类?jaxp中分明没有这个类呀!是不是作者搞错了?没有错!就是使用xmldocument类,确切的说,是使用xmldocument类的write()方法。

　　在上文已经提到过,jaxp可以和各种各样的xml解析器联合使用,这次我们选用的xml解析器是apache crimson。xmldocument(org.apache.crimson.tree.xmldocument)是apache crimson的一个类,并不包含于标准的jaxp中,难怪在jaxp的文档中找不到xmldocument类的芳踪呢。现在问题出来了,如何应用xmldocument类来实现更新xml文档的功能?在xmldocument类中提供了下面三个write()方法(根据crimson最新的版本------apache crimson 1.1.3):

public void write (outputstream out) throws ioexception
public void write (writer out) throws ioexception
public void write (writer out, string encoding) throws ioexception

　　上述三个write()方法的主要作用就是输出dom tree中的内容到特定的输出介质中,比如文件输出流、应用程序控制台等等。那么又如何使用上述三个write()方法呢?请看下面的java程序代码片断:

string name="fancy";
documentbuilder parser;
documentbuilderfactory factory = documentbuilderfactory.newinstance();
try
{
　parser = factory.newdocumentbuilder();
　document doc = parser.parse("user.xml");
　element newlink=doc.createelement(name);
　doc.getdocumentelement().appendchild(newlink);
((xmldocument)doc).write(new fileoutputstream(new file("xuser1.xml")));
}
catch (exception e)
{
　//to log it
}


　　在上面的代码中,首先创建了一个document对象doc,获取完整的dom tree,然后应用node接口的appendchild()方法,在dom tree的最后追加了一个新节点(fancy),最后调用xmldocument类的write(outputstream out)方法,把dom tree中的内容输出到xuser.xml中(其实也可以输出到user.xml,更新原始的xml文档,在这里为了便于做对比,故而输出到xuser.xml文件中)。需要注意的是不能直接对document对象doc直接调用write()方法,因为jaxp的document接口并没有定义任何write()方法,所以必须将doc由document对象强制转换为xmldocument对象,然后才能调用write()方法,在上面的代码中使用的是write(outputstream out)方法,这个方法使用缺省的utf-8编码输出dom tree中的内容到特定的输出介质中,如果dom tree中包含中文字符,那么输出的结果有可能是乱码,亦即存在所谓的"汉字问题",解决的办法是使用write (writer out, string encoding)方法,显式指定输出时的编码,例如将第二个参数设为"gb2312",这时即不存在"汉字问题",输出结果能够正常显示中文字符。

　　完整的例子请参考下列文件: addrecord.java(见附件)、user.xml(见附件)。该例子的运行环境为:windows xp professional、jdk 1.3.1。为了能够正常编译运行addrecord.java这个程序,你需要到网址http://xml.apache.org/dist/crimson/去下载apache crimson,并将所获取的crimson.jar文件加入到环境变量classpath中。

　　注意:

　　apache crimson的前身是sun project x parser,后来不知何故,由x parser演变为apache crimson,至今apache crimson的很多代码都是从x parser中直接移植过来的。比如上文用到的xmldocument类,它在x parser中是com.sun.xml.xmldocument,到了apache crimson中摇身一变,就变成了org.apache.crimson.tree.xmldocument类,其实它们的绝大部分代码是一样的,可能就package语句和import语句以及文件开头的一段lience有所不同而已。早期的jaxp是和x parser捆绑在一起的,因此一些老的程序使用了com.sun.xml包,如果你现在重新编译它们,有可能不能通过,肯定就是因为这个原因。后来的jaxp和apache crimson捆绑在一起,比如jaxp 1.1,如果你使用jaxp 1.1,那么不需要额外下载apache crimson,也能够正常编译运行上面的例子(addrecord.java)。最新的jaxp 1.2 ea(early access)改弦更张,采用性能更好的apache xalan和apache xerces分别作为xslt处理器和xml解析器,不能直接支持apache crimson了,所以如果你的开发环境采用了jaxp 1.2 ea或者是java xml pack(内含jaxp 1.2 ea),那么将无法直接编译运行上面的例子(addrecord.java),你需要额外下载并安装apache crimson。

　　方法三:使用transformerfactory和transformer类

　　在jaxp中所提供的标准的更新原始xml文档的方法就是调用xslt引擎,亦即使用transformerfactory和transformer类。请看下面的java代码片断:

//首先创建一个domsource对象,该构造函数的参数可以是一个document对象
//doc代表更改后的dom tree。
domsource doms = new domsource (doc);

//创建一个file对象,代表dom tree所包含的数据的输出介质,这是一个xml文件。
file f = new file ("xmloutput.xml");

//创建一个streamresult对象,该构造函数的参数可以取为file对象。
streamresult sr = new streamresult (f);

//下面调用jaxp中的xslt引擎来实现输出dom tree中的数据到xml文件中的功能。
//xslt引擎的输入为domsource对象,输出为streamresut对象。
try
{
//首先创建一个transformerfactory对象,再由此创建transformer对象。transformer
//类相当于一个xslt引擎。通常我们使用它来处理xsl文件,但是在这里我们使
//用它来输出xml文档。
transformerfactory tf=transformerfactory.newinstance();
transformer t=tf.newtransformer ();

//关键的一步, 调用transformer对象 (xslt引擎)的transform()方法,该方法的第一
//个参数是domsource对象,第二个参数是streamresult对象。
t.transform(doms,sr);
}
catch (transformerconfigurationexception tce)
{
system.out.println("transformer configuration exception -----");
tce.printstacktrace();
}
catch (transformerexception te)
{
system.out.println ("transformer exception ---------");
te.printstacktrace ();
}


　　在实际的应用中,我们可以应用传统的dom api从xml文档中获取dom tree,然后根据实际的需求对dom tree执行各种操作,得到最终的document对象,接下来可以由此document对象创建domsource对象,剩下的事情就是照搬上面的代码了,程序运行完毕后, xmloutput.xml就是你所需要的结果(当然了,你可以随意更改streamresult类构造函数的参数,指定不同的输出介质,而不必是千篇一律的xml文档)。

　　这个方法最大的好处在于可以随心所欲的控制dom tree中的内容输出到输出介质中的格式,但是光靠transformerfactory类和transformer类并不能实现这个功能,还需要依赖outputkeys类的帮助。 完整的例子请参考下列文件: addrecord2.java(见附件)、user.xml(见附件)。该例子的运行环境为:windows xp professional、jdk 1.3.1。为了能够正常编译运行addrecord2.java这个程序,你需要到网址http://java.sun.com去下载安装jaxp 1.1或者java xml pack(java xml pack已经内含jaxp了)。

　　outputkeys类

　　javax.xml.transform.outputkeys类和java.util.properties类配合使用,可以控制jaxp的xslt引擎(transformer类)输出xml文档的格式。请看下面的代码片断:

//首先创建一个transformerfactory对象,再由此创建transformer对象。
transformerfactory tf=transformerfactory.newinstance();
transformer t=tf.newtransformer ();

//获取transformser对象的输出属性,亦即xslt引擎的缺省输出属性,这是一个
//java.util.properties对象。
properties properties = t.getoutputproperties();

//设置新的输出属性:输出字符编码为gb2312,这样可以支持中文字符,xslt引擎所输出
//的xml文档如果包含了中文字符,可以正常显示,不会出现所谓的"汉字问题"。
//请留意outputkeys类的字符串常数outputkeys.encoding。
properties.setproperty(outputkeys.encoding,"gb2312");

/更新xslt引擎的输出属性。
t.setoutputproperties(properties);

//调用xslt引擎,按照输出属性中的设置,输出dom tree中的内容到输出介质中。
t.transform(domsource_object,streamresult_object);


　　从上面的程序代码,我们不难看出,通过设置xslt引擎(transformer类)的输出属性,可以控制dom tree中的内容的输出格式,这对于我们定制输出内容是很有帮助的。那么jaxp的xslt引擎(transformer类)有那些输出属性可以设置呢? javax.xml.transform.outputkeys类定义了很多字符串常数,它们都是可以自由设置的输出属性,常用的输出属性如下所示:

public static final java.lang.string method


　　可以设为"xml"、"html"、"text"等值。

public static final java.lang.string version


　　所遵循规范的版本号,如果method设为"xml",那么它的值应该设为"1.0",如果method设为"html",那么它的值应该设为"4.0",如果method设为"text",那么这个输出属性会被忽略。

public static final java.lang.string encoding


　　设置输出时所采用的编码方式,比如"gb2312"、"utf-8"等等,如果将其设置为"gb2312",可以解决所谓的"汉字问题"。

public static final java.lang.string omit_xml_declaration


　　设置输出到xml文档中时是否忽略xml声明,亦即类似于:

＜?xml version="1.0" standalone="yes" encoding="utf-8" ?＞


　　这样的代码。它可选的值有"yes"、"no"。

public static final java.lang.string indent


　　ident设定xslt引擎在输出xml文档时,是否自动添加额外的空格,它可选的值为"yes"、"no"。

public static final java.lang.string media_type


　　media_type设定输出文档的mime类型。

　　如果设定xslt引擎的输出属性呢?下面我们来总结一下:

　　首先是获取xslt引擎(transformer类)的缺省输出属性的集合,这需要使用transformer类的getoutputproperties()方法,返回值是一个java.util.properties对象。

properties properties = transformer.getoutputproperties();


　　然后是设定新的输出属性,比如:

properties.setproperty(outputkeys.encoding,"gb2312");
properties.setproperty(outputkeys.method,"html");
properties.setproperty(outputkeys.version,"4.0");
………………………………………………………


　　最后是更新xslt引擎(transformer类)的缺省输出属性的集合,这需要使用transformer类的setoutputproperties()方法,参数是一个java.util.properties对象。

　　我们编写了一个新的程序,其中应用了outputkeys类,用以控制xslt引擎的输出属性,该程序的架构和前一个程序(addrecord3.java)大致相同,不过输出结果略有不同。完整的代码请参考下列文件: addrecord3.java(见附件)、user.xml(见附件)。该例子的运行环境为:windows xp professional、jdk 1.3.1。为了能够正常编译运行addrecord3.java这个程序,你需要到网址http://java.sun.com去下载安装jaxp 1.1或者java xml pack(java xml pack内含jaxp了)。

　　方法四:使用xalan xml serializer

　　方法四其实是方法三的一个变种,它需要apache xalan和apache xerces的支持才能够运行。例子代码如下所示:

//首先创建一个domsource对象,该构造函数的参数可以是一个document对象
//doc代表更改后的dom tree。
domsource domsource = new domsource (doc);

//创建一个domresult对象,临时保存xslt引擎的输出结果。
domresult domresult = new domresult();

//下面调用jaxp中的xslt引擎来实现输出dom tree中的数据到xml文件中的功能。
//xslt引擎的输入为domsource对象,输出为domresut对象。
try
{
　//首先创建一个transformerfactory对象,再由此创建transformer对象。transformer
　//类相当于一个xslt引擎。通常我们使用它来处理xsl文件,但是在这里我们使
　//用它来输出xml文档。
　transformerfactory tf=transformerfactory.newinstance();
　transformer t=tf.newtransformer ();

　//设置xslt引擎的属性(必不可少,否则会产生"汉字问题")。
　properties properties = t.getoutputproperties();
　properties.setproperty(outputkeys.encoding,"gb2312");
　t.setoutputproperties(properties);

　//关键的一步, 调用transformer对象 (xslt引擎)的transform()方法,该方法的第一
　//个参数是domsource对象,第二个参数是domresult对象。
　t.transform(domsource,domresult);

　//创建缺省的xalan xml serializer,使用它将临时存放在domresult对象
　//(domresult)中的内容以输出流的形式输出到输出介质中。
　serializer serializer = serializerfactory.getserializer
(outputproperties.getdefaultmethodproperties("xml"));

　//设置xalan xml serializer的输出属性,这一步必不可少,否则也可能产生
　//所谓的"汉字问题"。
　properties prop=serializer.getoutputformat();
　prop.setproperty("encoding","gb2312");
　serializer.setoutputformat(prop);

　//创建一个file对象,代表dom tree所包含的数据的输出介质,这是一个xml文件。
　file f = new file ("xuser3.xml");

　//创建文件输出流对象fos,请留意构造函数的参数。
　fileoutputstream fos=new fileoutputstream(f);

　//设置xalan xml serializer的输出流。
　serializer.setoutputstream(fos);

　//串行化输出结果。
　serializer.asdomserializer().serialize(domresult.getnode());
}
catch (exception tce)
{
　tce.printstacktrace();
}

　　这个方法不太常用,而且似乎有点画蛇添足,所以我们就不展开讨论了。完整的例子请参考下列文件: addrecord4.java(见附件)、user.xml(见附件)。该例子的运行环境为:windows xp professional、jdk 1.3.1。为了能够正常编译运行addrecord4.java这个程序,你需要到网址http://xml.apache.org/dist/去下载安装apache xalan和apache xerces。

　　或者是到网址http://java.sun.com/xml/download.html去下载安装java xml pack。因为最新的java xml pack(winter 01 版)包含了apache xalan和apache xerces技术在内。

　　结论:

　　本文简略的讨论了java语言编程中更新xml文档的四种方法。第一种方法是直接读写xml文件,这种方法十分繁琐,而且比较容易出错,极少使用,除非你需要开发自己的xml parser,否则不会使用这种方法。第二种方法是使用apache crimson的xmldocument类,这种方法极为简单,使用方便,如果你选用apache crimson作为xml解析器,那么不妨使用这种方法,不过这种方法似乎效率不高(源于效率低下的apache crimson),另外,高版本的jaxp或者是java xml pack、jwsdp不直接支持apache crimson,亦即这种方法不通用。第三种方法是使用jaxp的xslt引擎(transformer类)来输出xml文档,这种方法也许是标准的方法了,使用起来十分灵活,特别是可以自如控制输出格式,我们推荐采用这种方法。第四种方法是第三种方法的变种,采用了xalan xml serializer,引入了串行化操作,对于大量文档的修改/输出有优越性,可惜的是要重复设置xslt引擎的属性和xml serializer的输出属性,比较麻烦,而且依赖于apache xalan和apache xerces技术,通用性略显不足。

　　除了上面讨论的四种方法以外,实际上应用别的api(比如jdom、castor、xml4j、oracle xml parser v2)也有很多办法可以更新xml文档,限于篇幅,在这里就不一一讨论了。

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