四种XML解析方式详解

所周知,现在解析XML的方法越来越多,但主流的方法也就四种,即:DOM、SAX、JDOM和DOM4J

下面首先给出这四种方法的jar包下载地址

DOM:在现在的Java JDK里都自带了,在xml-apis.jar包里

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

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

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

一、介绍及优缺点分析

1. DOM(Document Object Model)

      DOM是用与平台和语言无关的方式表示XML文档的官方W3C标准。DOM是以层次结构组织的节点或信息片断的集合。这个层次结构允许开发人员在树中寻找特定信息。分析该结构通常需要加载整个文档和构造层次结构,然后才能做任何工作。由于它是基于信息层次的,因而DOM被认为是基于树或基于对象的。

【优点】

      ①允许应用程序对数据和结构做出更改。

      ②访问是双向的,可以在任何时候在树中上下导航,获取和操作任意部分的数据。

【缺点】

      ①通常需要加载整个XML文档来构造层次结构,消耗资源大。

2. SAX(Simple API for XML)

    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。

     选择DOM还是选择SAX? 对于需要自己编写代码来处理XML文档的开发人员来说, 选择DOM还是SAX解析模型是一个非常重要的设计决策。 DOM采用建立树形结构的方式访问XML文档,而SAX采用的是事件模型。

     DOM解析器把XML文档转化为一个包含其内容的树,并可以对树进行遍历。用DOM解析模型的优点是编程容易,开发人员只需要调用建树的指令,然后利用navigation APIs访问所需的树节点来完成任务。可以很容易的添加和修改树中的元素。然而由于使用DOM解析器的时候需要处理整个XML文档,所以对性能和内存的要求比较高,尤其是遇到很大的XML文件的时候。由于它的遍历能力,DOM解析器常用于XML文档需要频繁的改变的服务中。

     SAX解析器采用了基于事件的模型,它在解析XML文档的时候可以触发一系列的事件,当发现给定的tag的时候,它可以激活一个回调方法,告诉该方法制定的标签已经找到。SAX对内存的要求通常会比较低,因为它让开发人员自己来决定所要处理的tag.特别是当开发人员只需要处理文档中所包含的部分数据时,SAX这种扩展能力得到了更好的体现。但用SAX解析器的时候编码工作会比较困难,而且很难同时访问同一个文档中的多处不同数据。

【优势】

     ①不需要等待所有数据都被处理,分析就能立即开始。

     ②只在读取数据时检查数据,不需要保存在内存中。

     ③可以在某个条件得到满足时停止解析,不必解析整个文档。

     ④效率和性能较高,能解析大于系统内存的文档。

【缺点】

     ①需要应用程序自己负责TAG的处理逻辑(例如维护父/子关系等),文档越复杂程序就越复杂。

     ②单向导航,无法定位文档层次,很难同时访问同一文档的不同部分数据,不支持XPath。

3. JDOM(Java-based Document Object Model)

     JDOM的目的是成为Java特定文档模型,它简化与XML的交互并且比使用DOM实现更快。由于是第一个Java特定模型,JDOM一直得到大力推广和促进。正在考虑通过“Java规范请求JSR-102”将它最终用作“Java标准扩展”。从2000年初就已经开始了JDOM开发。

     JDOM与DOM主要有两方面不同。首先,JDOM仅使用具体类而不使用接口。这在某些方面简化了API,但是也限制了灵活性。第二,API大量使用了Collections类,简化了那些已经熟悉这些类的Java开发者的使用。

     JDOM文档声明其目的是“使用20%(或更少)的精力解决80%(或更多)Java/XML问题”(根据学习曲线假定为20%)。JDOM对于大多数Java/XML应用程序来说当然是有用的,并且大多数开发者发现API比DOM容易理解得多。JDOM还包括对程序行为的相当广泛检查以防止用户做任何在XML中无意义的事。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况下的错误)。这也许是比学习DOM或JDOM接口都更有意义的工作。

     JDOM自身不包含解析器。它通常使用SAX2解析器来解析和验证输入XML文档(尽管它还可以将以前构造的DOM表示作为输入)。它包含一些转换器以将JDOM表示输出成SAX2事件流、DOM模型或XML文本文档。JDOM是在Apache许可证变体下发布的开放源码。

【优点】

     ①使用具体类而不是接口,简化了DOM的API。

     ②大量使用了Java集合类,方便了Java开发人员。

【缺点】

     ①没有较好的灵活性。

     ②性能较差。

4. DOM4J(Document Object Model for Java)

      虽然DOM4J代表了完全独立的开发结果,但最初,它是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,包括集成的XPath支持、XML Schema支持以及用于大文档或流化文档的基于事件的处理。它还提供了构建文档表示的选项,它通过DOM4J API和标准DOM接口具有并行访问功能。从2000下半年开始,它就一直处于开发之中。

      为支持所有这些功能,DOM4J使用接口和抽象基本类方法。DOM4J大量使用了API中的Collections类,但是在许多情况下,它还提供一些替代方法以允许更好的性能或更直接的编码方法。直接好处是,虽然DOM4J付出了更复杂的API的代价,但是它提供了比JDOM大得多的灵活性。

      在添加灵活性、XPath集成和对大文档处理的目标时,DOM4J的目标与JDOM是一样的:针对Java开发者的易用性和直观操作。它还致力于成为比JDOM更完整的解决方案,实现在本质上处理所有Java/XML问题的目标。在完成该目标时,它比JDOM更少强调防止不正确的应用程序行为。

      DOM4J是一个非常非常优秀的Java XML API,具有性能优异、功能强大和极端易用使用的特点,同时它也是一个开放源代码的软件。如今你可以看到越来越多的Java软件都在使用DOM4J来读写XML,特别值得一提的是连Sun的JAXM也在用DOM4J.

【优点】

     ①大量使用了Java集合类,方便Java开发人员,同时提供一些提高性能的替代方法。

     ②支持XPath。

     ③有很好的性能。

【缺点】

     ①大量使用了接口,API较为复杂。

二、比较

     1. 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.

     2. JDOM和DOM在性能测试时表现不佳,在测试10M文档时内存溢出,但可移植。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)。

     3. 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)。

     我的看法:如果XML文档较大且不考虑移植性问题建议采用DOM4J;如果XML文档较小则建议采用JDOM;如果需要及时处理而不需要保存数据则考虑SAX。但无论如何,还是那句话:适合自己的才是最好的,如果时间允许,建议大家讲这四种方法都尝试一遍然后选择一种适合自己的即可。

三、示例

为了节约篇幅,这里暂时不给出这四种建立XML文档的方法与差异,仅给出解析XML文档的代码,如果需要完整工程(建立XML文档+解析XML+测试比较)。

这里以下面的XML内容为例进行解析:

<?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>

 首先定义XML文档解析的接口:

/**
 * @author Alexia
 *
 * 定义XML文档解析的接口
 */
public interface XmlDocument {
     
	/**
	* 解析XML文档
	* 
	* @param fileName
	*            文件全路径名称
	*/
	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文档
 */
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文档
 */
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("文档开始打印了");
    }

    public void endDocument() throws SAXException {
        // System.out.println("文档打印结束了");
    }

    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文档
 * 
 */
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文档
 */
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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