XML解析——Java中XML的四种解析方式

港控/mmm° 2022-06-03 10:46 249阅读 0赞

XML是一种通用的数据交换格式,它的平台无关性、语言无关性、系统无关性、给数据集成与交互带来了极大的方便。XML在不同的语言环境中解析方式都是一样的,只不过实现的语法不同而已。

XML的解析方式分为四种：1、DOM解析；2、SAX解析；3、JDOM解析；4、DOM4J解析。其中前两种属于基础方法，是官方提供的平台无关的解析方式；后两种属于扩展方法，它们是在基础的方法上扩展出来的，只适用于java平台。

针对以下XML文件，会对四种方式进行详细描述：

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<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
    <bookstore>
        <book id="1">
            <name>冰与火之歌</name>
            <author>乔治马丁</author>
            <year>2014</year>
            <price>89</price>
        </book>
        <book id="2">
            <name>安徒生童话</name>
            <year>2004</year>
            <price>77</price>
            <language>English</language>
        </book>    
    </bookstore>

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一、DOM解析

DOM的全称是Document Object Model，也即文档对象模型。在应用程序中，基于DOM的XML分析器将一个XML文档转换成一个对象模型的集合（通常称DOM树），应用程序正是通过对这个对象模型的操作，来实现对XML文档数据的操作。通过DOM接口，应用程序可以在任何时候访问XML文档中的任何一部分数据，因此，这种利用DOM接口的机制也被称作随机访问机制。  
  
　　DOM接口提供了一种通过分层对象模型来访问XML文档信息的方式，这些分层对象模型依据XML的文档结构形成了一棵节点树。无论XML文档中所描述的是什么类型的信息，即便是制表数据、项目列表或一个文档，利用DOM所生成的模型都是节点树的形式。也就是说，DOM强制使用树模型来访问XML文档中的信息。由于XML本质上就是一种分层结构，所以这种描述方法是相当有效的。  
  
　　DOM树所提供的随机访问方式给应用程序的开发带来了很大的灵活性，它可以任意地控制整个XML文档中的内容。然而，由于DOM分析器把整个XML文档转化成DOM树放在了内存中，因此，当文档比较大或者结构比较复杂时，对内存的需求就比较高。而且，对于结构复杂的树的遍历也是一项耗时的操作。所以，DOM分析器对机器性能的要求比较高，实现效率不十分理想。不过，由于DOM分析器所采用的树结构的思想与XML文档的结构相吻合，同时鉴于随机访问所带来的方便，因此，DOM分析器还是有很广泛的使用价值的。

优点：

1、形成了树结构，有助于更好的理解、掌握，且代码容易编写。

2、解析过程中，树结构保存在内存中，方便修改。

缺点：

1、由于文件是一次性读取，所以对内存的耗费比较大。

2、如果XML文件比较大，容易影响解析性能且可能会造成内存溢出。

以下是解析代码：

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public class DOMTest {
        public static void main(String[] args) {
            //创建一个DocumentBuilderFactory的对象
            DocumentBuilderFactory dbf = DocumentBuilderFactory.newInstance();
            //创建一个DocumentBuilder的对象
            try {
                //创建DocumentBuilder对象
                DocumentBuilder db = dbf.newDocumentBuilder();
                //通过DocumentBuilder对象的parser方法加载books.xml文件到当前项目下
                Document document = db.parse("books.xml");
                //获取所有book节点的集合
                NodeList bookList = document.getElementsByTagName("book");
                //通过nodelist的getLength()方法可以获取bookList的长度
                System.out.println("一共有" + bookList.getLength() + "本书");
                //遍历每一个book节点
                for (int i = 0; i < bookList.getLength(); i++) {
                    System.out.println("=================下面开始遍历第" + (i + 1) + "本书的内容=================");
                    //通过 item(i)方法 获取一个book节点，nodelist的索引值从0开始
                    Node book = bookList.item(i);
                    //获取book节点的所有属性集合
                    NamedNodeMap attrs = book.getAttributes();
                    System.out.println("第 " + (i + 1) + "本书共有" + attrs.getLength() + "个属性");
                    //遍历book的属性
                    for (int j = 0; j < attrs.getLength(); j++) {
                        //通过item(index)方法获取book节点的某一个属性
                        Node attr = attrs.item(j);
                        //获取属性名
                        System.out.print("属性名：" + attr.getNodeName());
                        //获取属性值
                        System.out.println("--属性值" + attr.getNodeValue());
                    }
                    //解析book节点的子节点
                    NodeList childNodes = book.getChildNodes();
                    //遍历childNodes获取每个节点的节点名和节点值
                    System.out.println("第" + (i+1) + "本书共有" + 
                    childNodes.getLength() + "个子节点");
                    for (int k = 0; k < childNodes.getLength(); k++) {
                        //区分出text类型的node以及element类型的node
                        if (childNodes.item(k).getNodeType() == Node.ELEMENT_NODE) {
                            //获取了element类型节点的节点名
                            System.out.print("第" + (k + 1) + "个节点的节点名：" 
                            + childNodes.item(k).getNodeName());
                            //获取了element类型节点的节点值
                            System.out.println("--节点值是：" + childNodes.item(k).getFirstChild().getNodeValue());
                            //System.out.println("--节点值是：" + childNodes.item(k).getTextContent());
                        }
                    }
                    System.out.println("======================结束遍历第" + (i + 1) + "本书的内容=================");
                }
            } catch (ParserConfigurationException e) {
                e.printStackTrace();
            } catch (SAXException e) {
                e.printStackTrace();
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }        
        }
    }

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二、SAX解析

SAX的全称是Simple APIs for XML，也即XML简单应用程序接口。与DOM不同，SAX提供的访问模式是一种顺序模式，这是一种快速读写XML数据的方式。当使用SAX分析器对XML文档进行分析时，会触发一系列事件，并激活相应的事件处理函数，应用程序通过这些事件处理函数实现对XML文档的访问，因而SAX接口也被称作事件驱动接口。

优点：

1、采用事件驱动模式，对内存耗费比较小。

2、适用于只处理XML文件中的数据时。

缺点：

1、编码比较麻烦。

2、很难同时访问XML文件中的多处不同数据。

以下是解析代码：

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public class SAXTest {
        /**
         * @param args
         */
        public static void main(String[] args) {
            //创建一个SAXParserFactory的对象
            SAXParserFactory factory = SAXParserFactory.newInstance();
            //通过factory获取SAXParser实例
            try {
                SAXParser parser = factory.newSAXParser();
                //创建对象SAXParserHandler的实例
                SAXParserHandler handler = new SAXParserHandler();
                parser.parse("books.xml", handler);
                System.out.println("~！~！~！共有" + handler.getBookList().size()
                        + "本书");
                for (Book book : handler.getBookList()) {
                    System.out.println(book.getId());
                    System.out.println(book.getName());
                    System.out.println(book.getAuthor());
                    System.out.println(book.getYear());
                    System.out.println(book.getPrice());
                    System.out.println(book.getLanguage());
                    System.out.println("----finish----");
                }
            } catch (ParserConfigurationException e) {
                // TODO Auto-generated catch block
                e.printStackTrace();
            } catch (SAXException e) {
                // TODO Auto-generated catch block
                e.printStackTrace();
            } catch (IOException e) {
                // TODO Auto-generated catch block
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
    
    public class SAXParserHandler extends DefaultHandler {
        String value = null;
        Book book = null;
        private ArrayList<Book> bookList = new ArrayList<Book>();
        public ArrayList<Book> getBookList() {
            return bookList;
        }
    
        int bookIndex = 0;
        /**
         * 用来标识解析开始
         */
        @Override
        public void startDocument() throws SAXException {
            // TODO Auto-generated method stub
            super.startDocument();
            System.out.println("SAX解析开始");
        }
        
        /**
         * 用来标识解析结束
         */
        @Override
        public void endDocument() throws SAXException {
            // TODO Auto-generated method stub
            super.endDocument();
            System.out.println("SAX解析结束");
        }
        
        /**
         * 解析xml元素
         */
        @Override
        public void startElement(String uri, String localName, String qName,
                Attributes attributes) throws SAXException {
            //调用DefaultHandler类的startElement方法
            super.startElement(uri, localName, qName, attributes);
            if (qName.equals("book")) {
                bookIndex++;
                //创建一个book对象
                book = new Book();
                //开始解析book元素的属性
                System.out.println("======================开始遍历某一本书的内容=================");
                //不知道book元素下属性的名称以及个数，如何获取属性名以及属性值
                int num = attributes.getLength();
                for(int i = 0; i < num; i++){
                    System.out.print("book元素的第" + (i + 1) +  "个属性名是："
                            + attributes.getQName(i));
                    System.out.println("---属性值是：" + attributes.getValue(i));
                    if (attributes.getQName(i).equals("id")) {
                        book.setId(attributes.getValue(i));
                    }
                }
            }
            else if (!qName.equals("name") && !qName.equals("bookstore")) {
                System.out.print("节点名是：" + qName + "---");
            }
        }
        
        @Override
        public void endElement(String uri, String localName, String qName)
                throws SAXException {
            //调用DefaultHandler类的endElement方法
            super.endElement(uri, localName, qName);
            //判断是否针对一本书已经遍历结束
            if (qName.equals("book")) {
                bookList.add(book);
                book = null;
                System.out.println("======================结束遍历某一本书的内容=================");
            }
            else if (qName.equals("name")) {
                book.setName(value);
            }
            else if (qName.equals("author")) {
                book.setAuthor(value);
            }
            else if (qName.equals("year")) {
                book.setYear(value);
            }
            else if (qName.equals("price")) {
                book.setPrice(value);
            }
            else if (qName.equals("language")) {
                book.setLanguage(value);
            }
        }
        
        @Override
        public void characters(char[] ch, int start, int length)
                throws SAXException {
            // TODO Auto-generated method stub
            super.characters(ch, start, length);
            value = new String(ch, start, length);
            if (!value.trim().equals("")) {
                System.out.println("节点值是：" + value);
            }
        }
    }

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三、JDOM解析

特征：

1、仅使用具体类，而不使用接口。

2、API大量使用了Collections类。

以下是解析代码：

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public class JDOMTest {
        private static ArrayList<Book> booksList = new ArrayList<Book>();
        /**
         * @param args
         */
        public static void main(String[] args) {
            // 进行对books.xml文件的JDOM解析
            // 准备工作
            // 1.创建一个SAXBuilder的对象
            SAXBuilder saxBuilder = new SAXBuilder();
            InputStream in;
            try {
                // 2.创建一个输入流，将xml文件加载到输入流中
                in = new FileInputStream("src/res/books.xml");
                InputStreamReader isr = new InputStreamReader(in, "UTF-8");
                // 3.通过saxBuilder的build方法，将输入流加载到saxBuilder中
                Document document = saxBuilder.build(isr);
                // 4.通过document对象获取xml文件的根节点
                Element rootElement = document.getRootElement();
                // 5.获取根节点下的子节点的List集合
                List<Element> bookList = rootElement.getChildren();
                // 继续进行解析
                for (Element book : bookList) {
                    Book bookEntity = new Book();
                    System.out.println("======开始解析第" + (bookList.indexOf(book) + 1)
                            + "书======");
                    // 解析book的属性集合
                    List<Attribute> attrList = book.getAttributes();
                    // //知道节点下属性名称时，获取节点值
                    // book.getAttributeValue("id");
                    // 遍历attrList(针对不清楚book节点下属性的名字及数量)
                    for (Attribute attr : attrList) {
                        // 获取属性名
                        String attrName = attr.getName();
                        // 获取属性值
                        String attrValue = attr.getValue();
                        System.out.println("属性名：" + attrName + "----属性值："
                                + attrValue);
                        if (attrName.equals("id")) {
                            bookEntity.setId(attrValue);
                        }
                    }
                    // 对book节点的子节点的节点名以及节点值的遍历
                    List<Element> bookChilds = book.getChildren();
                    for (Element child : bookChilds) {
                        System.out.println("节点名：" + child.getName() + "----节点值："
                                + child.getValue());
                        if (child.getName().equals("name")) {
                            bookEntity.setName(child.getValue());
                        }
                        else if (child.getName().equals("author")) {
                            bookEntity.setAuthor(child.getValue());
                        }
                        else if (child.getName().equals("year")) {
                            bookEntity.setYear(child.getValue());
                        }
                        else if (child.getName().equals("price")) {
                            bookEntity.setPrice(child.getValue());
                        }
                        else if (child.getName().equals("language")) {
                            bookEntity.setLanguage(child.getValue());
                        }
                    }
                    System.out.println("======结束解析第" + (bookList.indexOf(book) + 1)
                            + "书======");
                    booksList.add(bookEntity);
                    bookEntity = null;
                    System.out.println(booksList.size());
                    System.out.println(booksList.get(0).getId());
                    System.out.println(booksList.get(0).getName());
                    
                }
            } catch (FileNotFoundException e) {
                e.printStackTrace();
            } catch (JDOMException e) {
                e.printStackTrace();
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }

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4、DOM4J解析

特征：

1、JDOM的一种智能分支，它合并了许多超出基本XML文档表示的功能。

2、它使用接口和抽象基本类方法。

3、具有性能优异、灵活性好、功能强大和极端易用的特点。

4、是一个开放源码的文件

以下是解析代码：

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public class DOM4JTest {
        private static ArrayList<Book> bookList = new ArrayList<Book>();
        /**
         * @param args
         */
        public static void main(String[] args) {
            // 解析books.xml文件
            // 创建SAXReader的对象reader
            SAXReader reader = new SAXReader();
            try {
                // 通过reader对象的read方法加载books.xml文件,获取docuemnt对象。
                Document document = reader.read(new File("src/res/books.xml"));
                // 通过document对象获取根节点bookstore
                Element bookStore = document.getRootElement();
                // 通过element对象的elementIterator方法获取迭代器
                Iterator it = bookStore.elementIterator();
                // 遍历迭代器，获取根节点中的信息（书籍）
                while (it.hasNext()) {
                    System.out.println("=====开始遍历某一本书=====");
                    Element book = (Element) it.next();
                    // 获取book的属性名以及 属性值
                    List<Attribute> bookAttrs = book.attributes();
                    for (Attribute attr : bookAttrs) {
                        System.out.println("属性名：" + attr.getName() + "--属性值："
                                + attr.getValue());
                    }
                    Iterator itt = book.elementIterator();
                    while (itt.hasNext()) {
                        Element bookChild = (Element) itt.next();
                        System.out.println("节点名：" + bookChild.getName() + "--节点值：" + bookChild.getStringValue());
                    }
                    System.out.println("=====结束遍历某一本书=====");
                }
            } catch (DocumentException e) {
                // TODO Auto-generated catch block
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }

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Final：比较总结

DOM4J性能最好，连Sun的JAXM也在用DOM4J。目前许多开源项目中大量采用DOM4J，例如大名鼎鼎的Hibernate也用DOM4J来读取XML配置文件。如果不考虑可移植性，那就采用DOM4J。  
      JDOM和DOM在性能测试时表现不佳，在测试10M文档时内存溢出。在小文档情况下还值得考虑使用DOM和JDOM。虽然JDOM的开发者已经说明他们期望在正式发行版前专注性能问题，但是从性能观点来看，它确实没有值得推荐之处。另外，DOM仍是一个非常好的选择。DOM实现广泛应用于多种编程语言。它还是许多其它与XML相关的标准的基础，因为它正式获得W3C推荐（与基于非标准的Java模型相对），所以在某些类型的项目中可能也需要它（如在JavaScript中使用DOM）。  
      SAX表现较好，这要依赖于它特定的解析方式－事件驱动。一个SAX检测即将到来的XML流，但并没有载入到内存（当然当XML流被读入时，会有部分文档暂时隐藏在内存中）。

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