你所不知道的XML與JSON

一、XML：

XML（Extensible Markup Language 可擴展標記語言），XML是一個以文本來描述數據的文檔。

1. 示例：

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<people>
	<person personid="E01">
		<name>Tony</name>
		<address>10 Downing Street, London, UK</address>
		<tel>(061) 98765</tel>
		<fax>(061) 98765</fax>
		<email>[email protected]</email>
	</person>
	<person personid="E02">
		<name>Bill</name>
		<address>White House, USA</address>
		<tel>(001) 6400 98765</tel>
		<fax>(001) 6400 98765</fax>
		<email>[email protected]</email>
	</person>
</people>

2. 用途：

（1）充當顯示數據（以XML充當顯示層）

（2）存儲數據（存儲層）的功能

（3）以XML描述數據，並在聯繫服務器與系統的其餘部分之間傳遞。(傳輸數據的一樣格式)

從某種角度講，XML是數據封裝和消息傳遞技術。

3.解析XML：

3.1 :使用SAX解析XML

3.1.1 什麼是SAX:

SAX是Simple API for XML的縮寫
SAX 是讀取和操作 XML 數據更快速、更輕量的方法。SAX 允許您在讀取文檔時處理它，從而不必等待整個文檔被存儲之後才採取操作。它不涉及 DOM 所必需的開銷和概念跳躍。 SAX API是一個基於事件的API ，適用於處理數據流，即隨着數據的流動而依次處理數據。SAX API 在其解析您的文檔時發生一定事件的時候會通知您。在您對其響應時，您不作保存的數據將會被拋棄。

3.1.2 SAX解析XML方式：

SAX API中主要有四種處理事件的接口，它們分別是ContentHandler，DTDHandler， EntityResolver 和 ErrorHandler 。實際上只要繼承DefaultHandler 類就可以，DefaultHandler實現了這四個事件處理器接口，然後提供了每個抽象方法的默認實現。

// 創建SAX解析器工廠對象
SAXParserFactory spf = SAXParserFactory.newInstance();
// 使用解析器工廠創建解析器實例
SAXParser saxParser = spf.newSAXParser();
// 創建SAX解析器要使用的事件偵聽器對象
PersonHandler handler = 
                         new PersonHandler();
// 開始解析文件
saxParser.parse(
            new File(fileName), handler);

3.2. DOM解析XML:

DOM：Document Object Model（文檔對象模型）
DOM的特性：
定義一組 Java 接口，基於對象，與語言和平臺無關將 XML 文檔表示爲樹，在內存中解析和存儲 XML 文檔，允許隨機訪問文檔的不同部分。

DOM解析XML
DOM的優點，由於樹在內存中是持久的，因此可以修改後更新。它還可以在任何時候在樹中上下導航，API使用起來也較簡單。 

DocumentBuilderFactory builder = DocumentBuilderFactory.newInstance();
DocumentBuilder db = builder.newDocumentBuilder();
db.parse("person.xml");
NodeList node_person = doc.getElementsByTagName("person");

 3.3. JDOM解析XML:

JDOM是兩位著名的 Java 開發人員兼作者，Brett Mclaughlin 和 Jason Hunter 的創作成果， 2000 年初在類似於Apache協議的許可下，JDOM作爲一個開放源代碼項目正式開始研發了。

JDOM 簡化了與 XML 的交互並且比使用 DOM 實現更快，JDOM 與 DOM 主要有兩方面不同。首先，JDOM 僅使用具體類而不使用接口。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。
 

解析步驟：
（1）SAXBuilder sax = new SAXBuilder();
（2）Document doc = sax.build(….);
（3）Element el = doc.getRootElement();（4）List list = el.getChildren();
（5）遍歷內容

3.4. DOM4J解析XML:

dom4j是一個非常非常優秀的Java XML API，具有性能優異、功能強大和極端易用使用的特點，同時它也是一個開放源代碼的軟件，可以在SourceForge上找到它。在對主流的Java XML API進行的性能、功能和易用性的評測，dom4j無論在那個方面都是非常出色的。如今你可以看到越來越多的Java軟件都在使用dom4j來讀寫XML，特別值得一提的是連Sun的JAXM也在用dom4j。這是必須使用的jar包， Hibernate用它來讀寫配置文件。
 

解析步驟：
（1）SAXReader sax = new SAXReader();
（2）Document doc = sax.read(Thread.currentThread().getContextClassLoader()
          .getResourceAsStream("person.xml"));
（3）Element root = doc.getRootElement();
（4）Iterator iterator = root.elementIterator();
（5）遍歷迭代器

4.各種解析方法比較:

JDOM 和 DOM 在性能測試時表現不佳，在測試 10M 文檔時內存溢出。
SAX表現較好，這要依賴於它特定的解析方式。一個 SAX 檢測即將到來的XML流，但並沒有載入到內存（當然當XML流被讀入時，會有部分文檔暫時隱藏在內存中。DOM4J是這場測試的獲勝者，目前許多開源項目中大量採用 DOM4J，例如大名鼎鼎的 Hibernate 也用 DOM4J 來讀取 XML 配置文件。
xstream 實現XML的轉換

5.案例：

public class Person {
    private String personid;
    private String name;
    private String address;
    private String tel;
    private String fax;
    private String email;

    @Override
    public String toString() {
        return "Person{" +
                "personid='" + personid + '\'' +
                ", name='" + name + '\'' +
                ", address='" + address + '\'' +
                ", tel='" + tel + '\'' +
                ", fax='" + fax + '\'' +
                ", email='" + email + '\'' +
                '}';
    }

    public String getPersonid() {
        return personid;
    }

    public void setPersonid(String personid) {
        this.personid = personid;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public String getAddress() {
        return address;
    }

    public void setAddress(String address) {
        this.address = address;
    }

    public String getTel() {
        return tel;
    }

    public void setTel(String tel) {
        this.tel = tel;
    }

    public String getFax() {
        return fax;
    }

    public void setFax(String fax) {
        this.fax = fax;
    }

    public String getEmail() {
        return email;
    }

    public void setEmail(String email) {
        this.email = email;
    }
}

 

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<people>
    <person personid="E01">
        <name>Tony Blair</name>
        <address>10 Downing Street, London, UK</address>
        <tel>(061) 98765</tel>
        <fax>(061) 98765</fax>
        <email>[email protected]</email>
    </person>
    <person personid="E02">
        <name>Bill Clinton</name>
        <address>White House, USA</address>
        <tel>(001) 6400 98765</tel>
        <fax>(001) 6400 98765</fax>
        <email>[email protected]</email>
    </person>
</people>

 

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

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

/**
 * Created by Hu Guanzhong
 * SAX解析的特點：
 * 1、基於事件驅動
 * 2、順序讀取，速度快
 * 3、不能任意讀取節點（靈活性差）
 * 4、解析時佔用的內存小
 * 5、SAX更適用於在性能要求更高的設備上使用（Android開發中）
 *
 */
public class PersonHandler extends DefaultHandler{
    private List<Person> persons = null;
    private Person p;//當前正在解析的person
    private String tag;//用於記錄當前正在解析的標籤名

    public List<Person> getPersons() {
        return persons;
    }

    //開始解析文檔時調用
    @Override
    public void startDocument() throws SAXException {
        super.startDocument();
        persons = new ArrayList<>();
        System.out.println("開始解析文檔...");
    }

    //在XML文檔解析結束時調用
    @Override
    public void endDocument() throws SAXException {
        super.endDocument();
        System.out.println("解析文檔結束.");
    }

    /**
     * 解析開始元素時調用
     * @param uri 命名空間
     * @param localName 不帶前綴的標籤名
     * @param qName 帶前綴的標籤名
     * @param attributes 當前標籤的屬性集合
     * @throws SAXException
     */
    @Override
    public void startElement(String uri, String localName, String qName, Attributes attributes) throws SAXException {
        super.startElement(uri, localName, qName, attributes);
        if ("person".equals(qName)){
            p = new Person();
            String personid = attributes.getValue("personid");
            p.setPersonid(personid);
        }
        tag = qName;
        System.out.println("startElement--"+qName);
    }

    //解析結束元素時調用
    @Override
    public void endElement(String uri, String localName, String qName) throws SAXException {
        super.endElement(uri, localName, qName);
        if ("person".equals(qName)) {
            persons.add(p);
        }
        tag = null;
        System.out.println("endElement--"+qName);
    }

    //解析文本內容時調用
    @Override
    public void characters(char[] ch, int start, int length) throws SAXException {
        super.characters(ch, start, length);
        if (tag != null) {
            if ("name".equals(tag)) {
                p.setName(new String(ch,start,length));
            }else if("address".equals(tag)){
                p.setAddress(new String(ch,start,length));
            }else if("tel".equals(tag)){
                p.setTel(new String(ch,start,length));
            }else if("fax".equals(tag)){
                p.setFax(new String(ch,start,length));
            }else if("email".equals(tag)){
                p.setEmail(new String(ch,start,length));
            }
            System.out.println(ch);
        }
    }
}

 

public class XMLDemo {


    /**
     * 使用第三方xstream組件實現XML的解析與生成
     */
    @Test
    public void xStream(){
        Person p = new Person();
        p.setPersonid("1212");
        p.setAddress("北京");
        p.setEmail("[email protected]");
        p.setFax("6768789798");
        p.setTel("13838389438");
        p.setName("38");

        XStream xStream = new XStream(new Xpp3Driver());
        xStream.alias("person",Person.class);
        xStream.useAttributeFor(Person.class,"personid");
        String xml = xStream.toXML(p);
        System.out.println(xml);

        //解析XML
        Person person = (Person)xStream.fromXML(xml);
        System.out.println(person);
    }


    /**
     * 從XML文件中讀取對象
     */
    @Test
    public void xmlDecoder() throws FileNotFoundException {
        BufferedInputStream in = new BufferedInputStream(new FileInputStream("test.xml"));
        XMLDecoder decoder = new XMLDecoder(in);
        Person p = (Person)decoder.readObject();
        System.out.println(p);
    }
    /**
     * 把對象轉成XML文件寫入
     */
    @Test
    public void xmlEncoder() throws FileNotFoundException {
        BufferedOutputStream bos = new BufferedOutputStream(new FileOutputStream("test.xml"));
        XMLEncoder xmlEncoder = new XMLEncoder(bos);
        Person p = new Person();
        p.setPersonid("1212");
        p.setAddress("北京");
        p.setEmail("[email protected]");
        p.setFax("6768789798");
        p.setTel("13838389438");
        p.setName("38");
        xmlEncoder.writeObject(p);
        xmlEncoder.close();
    }

    /**
     * DOM4J解析XML
     * 基於樹型結構，第三方組件
     * 解析速度快，效率更高，使用的JAVA中的迭代器實現數據讀取，在WEB框架中使用較多（Hibernate)
     *
     */
    @Test
    public void dom4jParseXML() throws DocumentException {
        //1 創建DOM4J的解析器對象
        SAXReader reader = new SAXReader();
        InputStream is = Thread.currentThread().getContextClassLoader()
                .getResourceAsStream("com/vince/xml/person.xml");
        org.dom4j.Document doc = reader.read(is);
        org.dom4j.Element rootElement = doc.getRootElement();
        Iterator<org.dom4j.Element> iterator = rootElement.elementIterator();
        ArrayList<Person> persons = new ArrayList<>();
        Person p = null;
        while(iterator.hasNext()){
            p = new Person();
            org.dom4j.Element e = iterator.next();
            p.setPersonid(e.attributeValue("personid"));
            Iterator<org.dom4j.Element> iterator1 = e.elementIterator();
            while(iterator1.hasNext()){
                org.dom4j.Element next = iterator1.next();
                String tag = next.getName();
                if("name".equals(tag)){
                    p.setName(next.getText());
                }else if("address".equals(tag)){
                    p.setAddress(next.getText());
                }else if("tel".equals(tag)){
                    p.setTel(next.getText());
                }else if("fax".equals(tag)){
                    p.setFax(next.getText());
                }else if("email".equals(tag)){
                    p.setEmail(next.getText());
                }
            }
            persons.add(p);
        }
        System.out.println("結果：");
        System.out.println(Arrays.toString(persons.toArray()));
    }

    /**
     * JDOM解析 XML
     * 1、與DOM類似基於樹型結構，
     * 2、與DOM的區別：
     * （1）第三方開源的組件
     * （2）實現使用JAVA的Collection接口
     * （3）效率比DOM更快
     */
    @Test
    public void jdomParseXML() throws JDOMException, IOException {
        //創建JDOM解析器
        SAXBuilder builder = new SAXBuilder();
        InputStream is = Thread.currentThread().getContextClassLoader()
                .getResourceAsStream("com/vince/xml/person.xml");
        org.jdom2.Document build = builder.build(is);
        Element rootElement = build.getRootElement();
        List<Person> list = new ArrayList<>();
        Person person = null;
        List<Element> children = rootElement.getChildren();
        for(Element element: children){
            person = new Person();
            String personid = element.getAttributeValue("personid");
            person.setPersonid(personid);
            List<Element> children1 = element.getChildren();
            for (Element e: children1){
                String tag = e.getName();
                if("name".equals(tag)){
                    person.setName(e.getText());
                }else if("address".equals(tag)){
                    person.setAddress(e.getText());
                }else if("tel".equals(tag)){
                    person.setTel(e.getText());
                }else if("fax".equals(tag)){
                    person.setFax(e.getText());
                }else if("email".equals(tag)){
                    person.setEmail(e.getText());
                }
            }
            list.add(person);
        }
        System.out.println("結果：");
        System.out.println(Arrays.toString(list.toArray()));
    }

    /**
     * DOM解析XML
     * 1、基於樹型結構，通過解析器一次性把文檔加載到內存中，所以會比較佔用內存，可以隨機訪問
     * 更加靈活，更適合在WEB開發中使用
     */
    @Test
    public void domParseXML() throws ParserConfigurationException, IOException, SAXException {
        //1、創建一個DOM解析器工廠對象
        DocumentBuilderFactory factory = DocumentBuilderFactory.newInstance();
        //2、通過工廠對象創建解析器對象
        DocumentBuilder documentBuilder = factory.newDocumentBuilder();
        //3、解析文檔
        InputStream is = Thread.currentThread().getContextClassLoader()
                .getResourceAsStream("com/vince/xml/person.xml");
        //此代碼完成後，整個XML文檔已經被加載到內存中，以樹狀形式存儲
        Document doc = documentBuilder.parse(is);
        //4、從內存中讀取數據

        //獲取節點名稱爲person的所有節點，返回節點集合
        NodeList personNodeList = doc.getElementsByTagName("person");
        ArrayList<Person> persons = new ArrayList<>();
        Person p = null;
        //此循環會迭代兩次
        for (int i=0;i<personNodeList.getLength();i++){
            Node personNode = personNodeList.item(i);
            p = new Person();
            //獲取節點的屬性值
            String personid = personNode.getAttributes().getNamedItem("personid").getNodeValue();
            p.setPersonid(personid);
            //獲取當前節點的所有子節點
            NodeList childNodes = personNode.getChildNodes();
            for (int j = 0;j<childNodes.getLength();j++){
                Node item = childNodes.item(j);
                String nodeName = item.getNodeName();
                if ("name".equals(nodeName)) {
                    p.setName(item.getFirstChild().getNodeValue());
                }else if("address".equals(nodeName)){
                    p.setAddress(item.getFirstChild().getNodeValue());
                }else if("tel".equals(nodeName)){
                    p.setTel(item.getFirstChild().getNodeValue());
                }else if("fax".equals(nodeName)){
                    p.setFax(item.getFirstChild().getNodeValue());
                }else if("email".equals(nodeName)){
                    p.setEmail(item.getFirstChild().getNodeValue());
                }
            }
            persons.add(p);
        }
        System.out.println("結果:");
        System.out.println(Arrays.toString(persons.toArray()));
    }


    /**
     * SAX解析的特點：
     * 1、基於事件驅動
     * 2、順序讀取，速度快
     * 3、不能任意讀取節點（靈活性差）
     * 4、解析時佔用的內存小
     * 5、SAX更適用於在性能要求更高的設備上使用（Android開發中）
     * @throws ParserConfigurationException
     * @throws SAXException
     * @throws IOException
     */
    @Test
    public void saxParseXML() throws ParserConfigurationException, SAXException, IOException {
        //1、創建一個SAX解析器工廠對象
        SAXParserFactory saxParserFactory = SAXParserFactory.newInstance();
        //2、通過工廠對象創建SAX解析器
        SAXParser saxParser = saxParserFactory.newSAXParser();
        //3、創建一個數據處理器（需要我們自己來編寫）
        PersonHandler personHandler = new PersonHandler();
        //4、開始解析
        InputStream is = Thread.currentThread().getContextClassLoader()
                .getResourceAsStream("com/vince/xml/person.xml");
        saxParser.parse(is,personHandler);
        List<Person> persons = personHandler.getPersons();
        for (Person p:persons){
            System.out.println(p);
        }
    }
}

二、JSON：

1. 示例：

JSON(JavaScript Object Notation) 是一種輕量級的數據交換格式。 JSON 官方:http://www.json.org 
JSON 數據格式的特點
JSON 建構於兩種結構：
1、 “名稱/值”對的集合 
2.、 值的有序列表（數組）

JSON 表示名稱 / 值對的方式 ：
{ "firstName": "vince", "lastName":"ma", "email": "[email protected]" } 
表示數組
{ "user": { "firstName": "vince", "lastName":"ma", "email": "[email protected]" }, 
{ "firstName": "lin", "lastName":"jacks", "email": “[email protected]”}]
} 

2. 使用GSON解析JSON：

//GSON是Google開發的Java API，用於轉換Java對象和Json對象。
//下載地址：http://www.mvnrepository.com/artifact/com.google.code.gson/gson
//解析JSON：
JsonReader reader = new JsonReader(new StringReader(jsonData));
//生成JSON：
private String createJSON(ArrayList<User> users) {
        JSONObject jsonObject = new JSONObject();JSONArray array = new JSONArray();
        int size = users.size();
        try {for (int i = 0; i < size; i++) {
                User user = users.get(i); JSONObject object = new JSONObject();
                object.put("name", user.name);object.put("age", user.age);array.put(object);}
            jsonObject.put("users",array);
            return jsonObject.toString();
        } catch (JSONException e) {e.printStackTrace();}
        return null;
    }
static class User {String name; int age;//…}

//使用 Gson 直接把 JSON 數據轉換成 Java 對象 
public Student parserJSON2(String data){
	Gson gson = new Gson();
	Student s = gson.fromJson(data, Student.class); 
	return s; 
} 

//使用 Gson 直接把 JSON 數組轉換成 Java 對象 
public List<Student> parserJSON3(String data){
	Type type = new TypeToken<ArrayList<Student>>(){}.getType(); 
	Gson gson = new Gson();
	List<Student> list = gson.fromJson(data, type);
	return list; 
} 

3. 案例：

public class JsonDemo{

    /**
     * 使用JsonReader解析複雜的JSON數據
     */
    @Test
    public void parseJSONMessages(){

        InputStream is = Thread.currentThread().getContextClassLoader()
                .getResourceAsStream("message.json");
        InputStreamReader in = new InputStreamReader(is);
        JsonReader jsonReader = new JsonReader(in);
        ArrayList<Message> list = readMessageArray(jsonReader);
        for (Message m: list){
            System.out.println(m);
        }

    }

    //讀取Message數組
    private ArrayList<Message> readMessageArray(JsonReader jsonReader) {
        ArrayList<Message> list = new ArrayList<>();
        try {
            jsonReader.beginArray();
            while(jsonReader.hasNext()){
                list.add(readMessage(jsonReader));
            }
            jsonReader.endArray();
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }

        return list;
    }

    //解析一個Message對象
    private Message readMessage(JsonReader jsonReader) {
        Message m = new Message();
        try {
            jsonReader.beginObject();
            while (jsonReader.hasNext()){
                String name = jsonReader.nextName();
                if("id".equals(name)){
                    m.setId(jsonReader.nextLong());
                }else if("text".equals(name)){
                    m.setText(jsonReader.nextString());
                }else if("geo".equals(name) && jsonReader.peek()!= JsonToken.NULL){
                    m.setGeo(readGeo(jsonReader));
                }else if("user".equals(name)){
                    m.setUser(readUser(jsonReader));
                }else{
                    jsonReader.skipValue();
                }
            }
            jsonReader.endObject();
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }

        return m;
    }

    /**
     * 解析User對象
     * @param jsonReader
     * @return
     */
    private User readUser(JsonReader jsonReader) {
        User user = new User();
        try {
            jsonReader.beginObject();
            while (jsonReader.hasNext()){
                String name = jsonReader.nextName();
                if("name".equals(name)){
                    user.setName(jsonReader.nextString());
                }else if("followers_count".equals(name)){
                    user.setFollowers_count(jsonReader.nextInt());
                }else{
                    jsonReader.skipValue();
                }
            }
            jsonReader.endObject();
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return user;
    }

    /**
     * 解析GEO
     * @param jsonReader
     * @return
     */
    private ArrayList<Double> readGeo(JsonReader jsonReader) {

        ArrayList<Double> list = new ArrayList<>();
        try {
            jsonReader.beginArray();
            while (jsonReader.hasNext()){
                list.add(jsonReader.nextDouble());
            }
            jsonReader.endArray();
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return list;
    }
}

[
  {
    "id": 912345678901,
    "text": "How do I read a JSON stream in Java?",
    "geo": null,
    "user": {
      "name": "json_newb",
      "followers_count": 41
    }
  },
  {
    "id": 912345678902,
    "text": "@json_newb just use JsonReader!",
    "geo": [50.454722, -104.606667],
    "user": {
      "name": "jesse",
      "followers_count": 2
    }
  }
]

public class User {
    private String name;
    private int followers_count;

    public User() {
    }

    public User(String name, int followers_count) {
        this.name = name;
        this.followers_count = followers_count;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public int getFollowers_count() {
        return followers_count;
    }

    public void setFollowers_count(int followers_count) {
        this.followers_count = followers_count;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "User{" +
                "name='" + name + '\'' +
                ", followers_count=" + followers_count +
                '}';
    }
}

三、 XML與JSON的比較：

從以下6點比較JSON與XML：
1、JSON和XML的數據可讀性基本相同
2、JSON和XML同樣擁有豐富的解析手段
3、JSON相對於XML來講，數據的體積小
4、JSON與JavaScript的交互更加方便
5、JSON對數據的描述性比XML較差
6、JSON的速度要遠遠快於XML

適合的場景：
（1）數據傳輸：JSON要比XML更有優勢
（2）存儲數據：XML描述性更強
（3）XML通常用做配置文件（WEB課程中會有詳細介紹）