四種XML解析方式詳解

itismelzp發表於2016-04-07
XML

所周知，現在解析XML的方法越來越多，但主流的方法也就四種，即：DOM、SAX、JDOM和DOM4J

下面首先給出這四種方法的jar包下載地址

DOM：在現在的Java JDK裡都自帶了，在xml-apis.jar包裡

SAX：http://sourceforge.net/projects/sax/

JDOM：http://jdom.org/downloads/index.html

DOM4J：http://sourceforge.net/projects/dom4j/

一、介紹及優缺點分析

1. DOM（Document Object Model)

      DOM是用與平臺和語言無關的方式表示XML文件的官方W3C標準。DOM是以層次結構組織的節點或資訊片斷的集合。這個層次結構允許開發人員在樹中尋找特定資訊。分析該結構通常需要載入整個文件和構造層次結構，然後才能做任何工作。由於它是基於資訊層次的，因而DOM被認為是基於樹或基於物件的。

【優點】

      ①允許應用程式對資料和結構做出更改。

      ②訪問是雙向的，可以在任何時候在樹中上下導航，獲取和操作任意部分的資料。

【缺點】

      ①通常需要載入整個XML文件來構造層次結構，消耗資源大。

2. SAX（Simple API for XML)

    SAX處理的優點非常類似於流媒體的優點。分析能夠立即開始，而不是等待所有的資料被處理。而且，由於應用程式只是在讀取資料時檢查資料，因此不需要將資料儲存在記憶體中。這對於大型文件來說是個巨大的優點。事實上，應用程式甚至不必解析整個文件；它可以在某個條件得到滿足時停止解析。一般來說，SAX還比它的替代者DOM快許多。

     選擇DOM還是選擇SAX？ 對於需要自己編寫程式碼來處理XML文件的開發人員來說， 選擇DOM還是SAX解析模型是一個非常重要的設計決策。 DOM採用建立樹形結構的方式訪問XML文件，而SAX採用的是事件模型。

     DOM解析器把XML文件轉化為一個包含其內容的樹，並可以對樹進行遍歷。用DOM解析模型的優點是程式設計容易，開發人員只需要呼叫建樹的指令，然後利用navigation APIs訪問所需的樹節點來完成任務。可以很容易的新增和修改樹中的元素。然而由於使用DOM解析器的時候需要處理整個XML文件，所以對效能和記憶體的要求比較高，尤其是遇到很大的XML檔案的時候。由於它的遍歷能力，DOM解析器常用於XML文件需要頻繁的改變的服務中。

     SAX解析器採用了基於事件的模型，它在解析XML文件的時候可以觸發一系列的事件，當發現給定的tag的時候，它可以啟用一個回撥方法，告訴該方法制定的標籤已經找到。SAX對記憶體的要求通常會比較低，因為它讓開發人員自己來決定所要處理的tag.特別是當開發人員只需要處理文件中所包含的部分資料時，SAX這種擴充套件能力得到了更好的體現。但用SAX解析器的時候編碼工作會比較困難，而且很難同時訪問同一個文件中的多處不同資料。

【優勢】

     ①不需要等待所有資料都被處理，分析就能立即開始。

     ②只在讀取資料時檢查資料，不需要儲存在記憶體中。

     ③可以在某個條件得到滿足時停止解析，不必解析整個文件。

     ④效率和效能較高，能解析大於系統記憶體的文件。

【缺點】

     ①需要應用程式自己負責TAG的處理邏輯（例如維護父/子關係等），文件越複雜程式就越複雜。

     ②單向導航，無法定位文件層次，很難同時訪問同一文件的不同部分資料，不支援XPath。

3. JDOM(Java-based Document Object Model)

     JDOM的目的是成為Java特定文件模型，它簡化與XML的互動並且比使用DOM實現更快。由於是第一個Java特定模型，JDOM一直得到大力推廣和促進。正在考慮通過“Java規範請求JSR-102”將它最終用作“Java標準擴充套件”。從2000年初就已經開始了JDOM開發。

     JDOM與DOM主要有兩方面不同。首先，JDOM僅使用具體類而不使用介面。這在某些方面簡化了API，但是也限制了靈活性。第二，API大量使用了Collections類，簡化了那些已經熟悉這些類的Java開發者的使用。

     JDOM文件宣告其目的是“使用20%（或更少）的精力解決80%（或更多）Java/XML問題”（根據學習曲線假定為20%）。JDOM對於大多數Java/XML應用程式來說當然是有用的，並且大多數開發者發現API比DOM容易理解得多。JDOM還包括對程式行為的相當廣泛檢查以防止使用者做任何在XML中無意義的事。然而，它仍需要您充分理解XML以便做一些超出基本的工作（或者甚至理解某些情況下的錯誤）。這也許是比學習DOM或JDOM介面都更有意義的工作。

     JDOM自身不包含解析器。它通常使用SAX2解析器來解析和驗證輸入XML文件（儘管它還可以將以前構造的DOM表示作為輸入）。它包含一些轉換器以將JDOM表示輸出成SAX2事件流、DOM模型或XML文字文件。JDOM是在Apache許可證變體下發布的開放原始碼。

【優點】

     ①使用具體類而不是介面，簡化了DOM的API。

     ②大量使用了Java集合類，方便了Java開發人員。

【缺點】

     ①沒有較好的靈活性。

     ②效能較差。

4. DOM4J(Document Object Model for Java)

      雖然DOM4J代表了完全獨立的開發結果，但最初，它是JDOM的一種智慧分支。它合併了許多超出基本XML文件表示的功能，包括整合的XPath支援、XML Schema支援以及用於大文件或流化文件的基於事件的處理。它還提供了構建文件表示的選項，它通過DOM4J API和標準DOM介面具有並行訪問功能。從2000下半年開始，它就一直處於開發之中。

      為支援所有這些功能，DOM4J使用介面和抽象基本類方法。DOM4J大量使用了API中的Collections類，但是在許多情況下，它還提供一些替代方法以允許更好的效能或更直接的編碼方法。直接好處是，雖然DOM4J付出了更復雜的API的代價，但是它提供了比JDOM大得多的靈活性。

      在新增靈活性、XPath整合和對大文件處理的目標時，DOM4J的目標與JDOM是一樣的：針對Java開發者的易用性和直觀操作。它還致力於成為比JDOM更完整的解決方案，實現在本質上處理所有Java/XML問題的目標。在完成該目標時，它比JDOM更少強調防止不正確的應用程式行為。

      DOM4J是一個非常非常優秀的Java XML API，具有效能優異、功能強大和極端易用使用的特點，同時它也是一個開放原始碼的軟體。如今你可以看到越來越多的Java軟體都在使用DOM4J來讀寫XML，特別值得一提的是連Sun的JAXM也在用DOM4J.

【優點】

     ①大量使用了Java集合類，方便Java開發人員，同時提供一些提高效能的替代方法。

     ②支援XPath。

     ③有很好的效能。

【缺點】

     ①大量使用了介面，API較為複雜。

二、比較

     1. DOM4J效能最好，連Sun的JAXM也在用DOM4J。目前許多開源專案中大量採用DOM4J，例如大名鼎鼎的Hibernate也用DOM4J來讀取XML配置檔案。如果不考慮可移植性，那就採用DOM4J.

     2. JDOM和DOM在效能測試時表現不佳，在測試10M文件時記憶體溢位，但可移植。在小文件情況下還值得考慮使用DOM和JDOM.雖然JDOM的開發者已經說明他們期望在正式發行版前專注效能問題，但是從效能觀點來看，它確實沒有值得推薦之處。另外，DOM仍是一個非常好的選擇。DOM實現廣泛應用於多種程式語言。它還是許多其它與XML相關的標準的基礎，因為它正式獲得W3C推薦（與基於非標準的Java模型相對），所以在某些型別的專案中可能也需要它（如在JavaScript中使用DOM）。

     3. SAX表現較好，這要依賴於它特定的解析方式－事件驅動。一個SAX檢測即將到來的XML流，但並沒有載入到記憶體（當然當XML流被讀入時，會有部分文件暫時隱藏在記憶體中）。

     我的看法：如果XML文件較大且不考慮移植性問題建議採用DOM4J；如果XML文件較小則建議採用JDOM；如果需要及時處理而不需要儲存資料則考慮SAX。但無論如何，還是那句話：適合自己的才是最好的，如果時間允許，建議大家講這四種方法都嘗試一遍然後選擇一種適合自己的即可。

三、示例

為了節約篇幅，這裡暫時不給出這四種建立XML文件的方法與差異，僅給出解析XML文件的程式碼，如果需要完整工程（建立XML文件+解析XML+測試比較）。

這裡以下面的XML內容為例進行解析：

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<users>
    <user id="0">
        <name>Alexia</name>
        <age>23</age>
        <sex>Female</sex>
    </user>
    <user id="1">
        <name>Edward</name>
        <age>24</age>
        <sex>Male</sex>
    </user>
    <user id="2">
        <name>wjm</name>
        <age>23</age>
        <sex>Female</sex>
    </user>
    <user id="3">
        <name>wh</name>
        <age>24</age>
        <sex>Male</sex>
    </user>
</users>

 首先定義XML文件解析的介面：

/**
 * @author Alexia
 *
 * 定義XML文件解析的介面
 */
public interface XmlDocument {
     
	/**
	* 解析XML文件
	* 
	* @param fileName
	*            檔案全路徑名稱
	*/
	public void parserXml(String fileName);
}

1. DOM示例  

package com.xml;

import java.io.FileNotFoundException;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;
import java.io.PrintWriter;
import javax.xml.parsers.DocumentBuilder;
import javax.xml.parsers.DocumentBuilderFactory;
import javax.xml.parsers.ParserConfigurationException;
import javax.xml.transform.OutputKeys;
import javax.xml.transform.Transformer;
import javax.xml.transform.TransformerConfigurationException;
import javax.xml.transform.TransformerException;
import javax.xml.transform.TransformerFactory;
import javax.xml.transform.dom.DOMSource;
import javax.xml.transform.stream.StreamResult;
import org.w3c.dom.Document;
import org.w3c.dom.Element;
import org.w3c.dom.Node;
import org.w3c.dom.NodeList;
import org.xml.sax.SAXException;

/**
 * 
 * DOM 解析XML文件
 */
public class DomDemo implements XmlDocument {
    private Document document;

    public void parserXml(String fileName) {
        try {
            DocumentBuilderFactory dbf = DocumentBuilderFactory.newInstance();
            DocumentBuilder db = dbf.newDocumentBuilder();
            Document document = db.parse(fileName);
            NodeList users = document.getChildNodes();
            
            for (int i = 0; i < users.getLength(); i++) {
                Node user = users.item(i);
                NodeList userInfo = user.getChildNodes();
                
                for (int j = 0; j < userInfo.getLength(); j++) {
                    Node node = userInfo.item(j);
                    NodeList userMeta = node.getChildNodes();
                    
                    for (int k = 0; k < userMeta.getLength(); k++) {
                        if(userMeta.item(k).getNodeName() != "#text")
                            System.out.println(userMeta.item(k).getNodeName()
                                    + ":" + userMeta.item(k).getTextContent());
                    }
                    
                    System.out.println();
                }
            }
            
        } catch (FileNotFoundException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (ParserConfigurationException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (SAXException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

2. SAX示例 

package com.xml;

import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileNotFoundException;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.io.OutputStream;
import java.io.StringWriter;

import javax.xml.parsers.ParserConfigurationException;
import javax.xml.parsers.SAXParser;
import javax.xml.parsers.SAXParserFactory;
import javax.xml.transform.OutputKeys;
import javax.xml.transform.Result;
import javax.xml.transform.Transformer;
import javax.xml.transform.TransformerConfigurationException;
import javax.xml.transform.sax.SAXTransformerFactory;
import javax.xml.transform.sax.TransformerHandler;
import javax.xml.transform.stream.StreamResult;

import org.xml.sax.Attributes;
import org.xml.sax.SAXException;
import org.xml.sax.helpers.AttributesImpl;
import org.xml.sax.helpers.DefaultHandler;

/**
 * 
 * SAX 解析XML文件
 */
public class SaxDemo implements XmlDocument {

    public void parserXml(String fileName) {
        SAXParserFactory saxfac = SAXParserFactory.newInstance();

        try {
            SAXParser saxparser = saxfac.newSAXParser();
            InputStream is = new FileInputStream(fileName);
            saxparser.parse(is, new MySAXHandler());
        } catch (ParserConfigurationException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (SAXException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (FileNotFoundException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

class MySAXHandler extends DefaultHandler {
    boolean hasAttribute = false;
    Attributes attributes = null;

    public void startDocument() throws SAXException {
        // System.out.println("文件開始列印了");
    }

    public void endDocument() throws SAXException {
        // System.out.println("文件列印結束了");
    }

    public void startElement(String uri, String localName, String qName,
            Attributes attributes) throws SAXException {
        if (qName.equals("users")) {
            return;
        }
        if (qName.equals("user")) {
            return;
        }
        if (attributes.getLength() > 0) {
            this.attributes = attributes;
            this.hasAttribute = true;
        }
    }

    public void endElement(String uri, String localName, String qName)
            throws SAXException {
        if (hasAttribute && (attributes != null)) {
            for (int i = 0; i < attributes.getLength(); i++) {
                System.out.print(attributes.getQName(0) + ":"
                        + attributes.getValue(0));
            }
        }
    }

    public void characters(char[] ch, int start, int length)
            throws SAXException {
        System.out.print(new String(ch, start, length));
    }
}

3. JDOM示例 

package com.xml;

import java.io.FileNotFoundException;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;
import java.util.List;

import org.jdom2.Document;
import org.jdom2.Element;
import org.jdom2.JDOMException;
import org.jdom2.input.SAXBuilder;
import org.jdom2.output.XMLOutputter;

/**
 * 
 * JDOM 解析XML文件
 * 
 */
public class JDomDemo implements XmlDocument {

    public void parserXml(String fileName) {
        SAXBuilder builder = new SAXBuilder();

        try {
            Document document = builder.build(fileName);
            Element users = document.getRootElement();
            List userList = users.getChildren("user");

            for (int i = 0; i < userList.size(); i++) {
                Element user = (Element) userList.get(i);
                List userInfo = user.getChildren();

                for (int j = 0; j < userInfo.size(); j++) {
                    System.out.println(((Element) userInfo.get(j)).getName()
                            + ":" + ((Element) userInfo.get(j)).getValue());

                }
                System.out.println();
            }
        } catch (JDOMException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }

    }
}

4. DOM4J示例 

package com.xml;

import java.io.File;
import java.io.FileWriter;
import java.io.IOException;
import java.io.Writer;
import java.util.Iterator;

import org.dom4j.Document;
import org.dom4j.DocumentException;
import org.dom4j.DocumentHelper;
import org.dom4j.Element;
import org.dom4j.io.SAXReader;
import org.dom4j.io.XMLWriter;

/**
 * 
 * Dom4j 解析XML文件
 */
public class Dom4jDemo implements XmlDocument {

    public void parserXml(String fileName) {
        File inputXml = new File(fileName);
        SAXReader saxReader = new SAXReader();

        try {
            Document document = saxReader.read(inputXml);
            Element users = document.getRootElement();
            for (Iterator i = users.elementIterator(); i.hasNext();) {
                Element user = (Element) i.next();
                for (Iterator j = user.elementIterator(); j.hasNext();) {
                    Element node = (Element) j.next();
                    System.out.println(node.getName() + ":" + node.getText());
                }
                System.out.println();
            }
        } catch (DocumentException e) {
            System.out.println(e.getMessage());
        }
    }

}

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