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从XML到Java代码的数据绑定(3):从文本到字节码

王朝java/jsp·作者佚名  2008-05-21
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本数据绑定系列的第三部分演示了如何使用“JSR-031:数据绑定,Sun 数据绑定规范申请”中指定的方法,将 XML 元素和属性转换成 Java 对象。这部分主要讲述从数据的 XML 表示移到应用程序代码易于使用的 Java 实例。第三部分论及通过将 XML 文档中的嵌套元素取消编组成 Java 对象、测试和用某些实际示例来使用新的工具。

本系列的目标是演示如何将 XML 元素转换成 Java 对象,然后可以使用 Java 语言 accessor 和 mutator 方法直接处理 XML 数据。 第一部分比较了数据绑定和 Java 应用程序中其它处理 XML 数据的方法,分析了设计决策,还定义了示例 Web 服务配置文档的 XML 模式。 第二部分说明了如何从 XML 模式生成接口和实现,以便符合 XML 模式的 XML 文档可以转换成这些生成类的实例。

在第三部分(共四部分)中,将完成基础知识的讲解,并且描述了如何精心设计代码以执行取消编组,取消编组将完成将 XML 转换成 Java 对象的过程。执行了取消编组后,可以使用测试类(已包括在内)来检查是否所有部分都已正确组合在一起。本系列的每一部分都建立在其它部分的基础之上,所以如果您还没有看过第一和第二部分,您也许会看不懂本文中的一些描述。如果要回顾专门的词汇表,请参阅 术语解释侧栏。

使用第一部分中为 WebServiceConfiguration 定义的 XML 模式(请参阅 更新版本 )和第二部分中的接口,即将创建为配置数据的特定实例提供数据的 XML 文档。任何符合模式的 XML 文档都可以编组成 Java 对象。这些对象应该是使用 SchemaMapper 类生成的类的实例。当然,最终结果就是数据绑定。

制作 XML 实例文档

创建符合模式的 XML 文档 -- 通常叫做 XML 实例-- 很简单。文档必须只提供与模式中定义的约束相匹配的数据值,如清单 1 所示。

清单 1. 符合示例 XML 模式的 XML 实例文档

<?xml version="1.0"?><webServiceConfiguration xmlns="http://www.enhydra.org"???????????? xmlns:xsi="http://www.w3.org/1999/XMLSchema/instance"???????????? xsi:schemaLocation="http://www.enhydra.org?????????????????????? configuration.xsd"???????????? version="1.1"???????????? name="Unsecured Web Listener">_<port number="80"???_protocol="http"???_protectedPort="false"_/>_<document root="/usr/local/enhydra/html"?????_index="*.html,*.xml"?????_error="error.html"_/></webServiceConfiguration>

清单 1 中的示例完整地显示了 WebServiceConfiguration 的实例。实例文档包括了两个名称空间声明。第一个是缺省名称空间声明,请参考 http://www.enhydra.org。这表示所有没有前缀的元素会分配到此名称空间。虽然,在本示例中不需要声明缺省名称空间,它还给予了文档一些身份。这个缺省名称空间有助于将该文档与其它有相似或等同元素名称的 XML 文档区分出来。

定义的另一个名称空间分配给 xsi 前缀,所以带该前缀的所有元素都分配到此名称空间。它 (http://www.w3.org/1999/XMLSchema/instance) 引用“XML 模式实例规范”的 URI。该规范依次定义了 XML 文档如何引用文档符合的 XML 模式。最后, schemaLocation 属性引用 XML 模式。该属性的第一个变量是受到约束的名称空间(示例缺省名称空间,它包括文档中的每个元素)。第二个变量,用空格与第一个变量分开,引用 XML 模式的实际位置。本例中,模式 configuration.xsd 是一个本地文件,它与文档在同一个目录中。也可以通过使用 URL 来引用网络上任意位置的模式。

在缺省名称空间中,附加属性(因为它们没有前缀)定义了版本 (1.1) 和名称 (Unsecured Web Listener)。

接着,声明了模式中的 Port 对象,并定义了它的数据:端口号为 80,协议是 http。正确取消编组成 Java 代码后,该文档就变成了 WebServiceConfigurationImpl类的实例。然后,Java 代码可以使用本系列第二部分中设计的接口 WebServiceConfiguration,以使用基本 XML 文档中的数据。(请注意,可能会在应用程序中执行验证,如 模式验证侧栏中所概述的。)

模式验证

较新的 XML 语法分析器,如 Apache Xerces 语法分析器的当前发行版,允许对 XML 实例文档执行模式验证。验证允许在程序格式上确保 XML 文档符合它引用的 XML 模式。请与语法分析器供应商联系或参考文档,以确定语法分析器是否支持模式验证,其验证范围,以及如何打开验证。

打开前门

正式开始之前,需要提供入口点以取消编组 XML 文档,该文档作为返回 Java 对象的方法的输入。(由于您会忆起,本例中取消编组的结果只是 Java 对象。)然后,该对象可以转换成适当的接口,其实,您已经生成了该接口(在本系列第二部分中)。

对于示例 SchemaMapper 类,允许传入 URL 是最有意义的。由于可以使用网络资源作为输入,而不是只允许文件名,这就提供了更多选择。知道了这一点后,下一步就从 URL 创建 JDOM 文档对象 ( org.jdom.Document ),然后处理文档。请查看清单 2 中执行该操作的代码。

清单 2. 将字符串映射成 Java 指定的类型

/**

** This method is the public entry point for unmarshalling an object from* an XML instance document. ** * @param instanceURL URL for the instance document.* @return Object - the created Java Object, or * null if problems occur in a waythat does not * generate an Exception. * @throws IOException when errors in binding occur.*/ public static Object unmarshall(URLinstanceURL) throws IOException { // Read in the document SAXBuilder builder = new SAXBuilder();try { Document doc =builder.build(instanceURL); Element rootElement = doc.getRootElement();Unmarshaller unmarshaller = new Unmarshaller(); returnunmarshaller.getJavaRepresentation(rootElement); } catch (JDOMException e){ throw new IOException (e.getMessage()); } }

清单 2 中的方法是静态的,允许直接调用它而无需实例化类的实例。由于对 unmarshall 方法的多个调用之间没有需要共享的数据,因此该方法可以是静态的。一旦处理了 XML,就将文档的根元素(以 JDOM 表示)就被传到执行从 XML 到 Java 对象转换的内部方法。

转换数据

我不打算逐行解释取消编组中使用的完整代码。可以查看 类的完整源码清单 ,它基本上是不需加以说明的。但是,在入口点示例中,有一些值得强调的事情。如果创建了适当类的新实例,将使用 XML 文档提供的值调用 mutator 方法(全都名为 setXXX )。当然,这将使 XML 数据在实例的 Java 方法中随处都可用。清单 3 显示了处理这种查找方法以及随后调用的代码片段。

清单 3. unmarshaller 类的入口点

// For each attribute, get its name and call mutator

List attributes = rootElement.getAttributes();

Method[] methods = objectClass.getMethods();

for (Iterator i = attributes.iterator(); i.hasNext(); ) {

Attribute att = (Attribute)i.next();

// Only want attributes for this namespace

if ((!att.getNamespace().equals(ns)) &&

(!att.getNamespace().equals(Namespace.NO_NAMESPACE))) {

continue;

}

// Determine method to call

String methodName = new StringBuffer()

.append("set")

.append(BindingUtils.initialCaps(att.getName()))

.toString();

// Find the method to call, and its parameter type

for (int j=0; j

找到了根元素的属性,并确定了每个属性的适用方法。然后,就是处理实际的 java.lang.reflect.Method 对象。XML 属性的值已确定,并作为调用的参数传送到方法。但是,需要解决一个映射问题;XML 文档中的所有数据都作为 String 抽取,但传递时必须是适当的 Java 类型。清单 4 将一个方法添加到 DataMapping 辅助类中,以满足转换的需要。

清单 4 将字符串映射成 Java 特定的类型

/**

** This will take the Stringvalue supplied and convert it* to an Object of the type specified in paramType. ** * @param value String value to convert. * @param paramType Class with type to convert to.* @return Object

- value in correct type.*/ public static Object getParameter(String

value, Class paramType){ Object ob = null; String

type = paramType.getName(); if(type.equals("java.lang.String ")) { ob = value; } else if ((type.equals("int")) ||(type.equals("java.lang.Integer"))){ ob = Integer.valueOf(value); } else if ((type.equals("long")) ||(type.equals("java.lang.Long"))) { ob = Long.valueOf(value); }else if ((type.equals("float")) || (type.equals"java.lang.Float"))){ ob = Float.valueOf(value); } else if ((type.equals("double"))|| (type.equals("java.lang.Double"))) { ob = Double.valueOf(value); }else if ((type.equals("boolean")) ||(type.equals("java.lang.Boolean"))) { ob = Boolean.valueOf(value); }return ob; }

在清单 4 中,值作为 String 传入,并且还传入了要转换的类和处理类型转换的方法。当然,这里包含的数据类型不多。可以添加更多类型(如 java.util.Date )来支持更复杂的数据映射。

一旦数据转换成适当的类型,可以使用反射调用 accessor 方法,并可传入已转换的数据类型。这就使 XML 文档中的所有属性及其值可以在作为结果的 Java 实例中以方法变量和的值存储。

递归对象树

所剩下的将是生成嵌套对象(如 WebServiceConfiguration 对象中的 PortType 对象)。最后,将嵌套对象传递给 accessor 方法,然后将填充了成员变量值和对象引用的顶级对象返回给调用程序。这种方式生成了一棵对象树,其中主对象是该树的主干。每个嵌套对象都形成了本身必须填充的树的分枝。这些分枝可以有它们自己的分枝,带有本身必须填充的的嵌套对象。由此可知,这棵树可能变得非常复杂。

在如果同一操作必须发生不知多少次的情况下,递归几乎总是完成操作的最佳选择。如果是 unmarshaller 类,则需要在将 XML 绑定到 Java 的完整过程上递归。一旦读取了所有属性并将它们分配给已创建的 Java 实例,就需要取出每个嵌套元素,然后再次执行取消编组。

通过迭代所提供根的子元素,来完成 XML 文档的处理,如清单 5 所示。这些子元素中的每一个都将成为另一个对象,这就表示必须以该元素作为根元素重新开始取消编组过程。

清单 5. 用递归处理嵌套元素

// Now do complex objects

List elements = rootElement.getChildren();

for (Iterator i = elements.iterator(); i.hasNext(); ) {

Element element = (Element)i.next();

// Only want elements for this namespace

if ((!element.getNamespace().equals(ns)) &&

(!element.getNamespace().equals(Namespace.NO_NAMESPACE))) {

continue;

}

// Determine method to call

String methodName = new

StringBuffer()

.append("set")

.append(BindingUtils.initialCaps(element.getName()))

.toString();

// Find the method to call, and its parameter type

for (int j=0; j<methods.length; j++) {

if (methods[j].getName().equals(methodName)) {

// Since all mutators have one param, get the first one

Class[] paramTypes =

methods[j].getParameterTypes();

Class paramType = paramTypes[0];

// Convert the type we have to the correct type

Object param = getJavaRepresentation(element);

// Invoke the method

methods[j].invoke(obj, new Object[] { param });

}

}

}

注:您也许注意到我在清单 5 中的取消编组中做了一个假设,即成员变量总是由 XML 属性表示,嵌套对象由 XML 元素表示。那么,这些元素可能有自己的属性和嵌套元素。我的假设是唯一设置的限制,并且是合理的。这意味着取消编组过程不必查看引用的 XML 模式并确定特性是由元素表示,还是由属性表示。这也会使编组过程变得更简单,将在本系列的下一篇文章中出现。如果所有这一切对您没有难度,那么只使用属性作为变量,元素作为对象,不必考虑嵌套和递归。

清单 5 中的代码看来很像上一段代码,其主要区别是用红色强调的几行。这段代码通过取消编组嵌套元素来获取参数,而不是使用 DataMapping 辅助类将文本值转换成 Java 数据类型。然后,返回的对象提供给适当的 mutator 方法(例如, setPort ),迭代继续进行。一旦递归从底层到顶层解开,则创建的 Java 对象将返回到调用应用程序。很快吗!数据绑定完成了。

通过使用运行的 unmarshaller 类,实际上,它最终使用了数据绑定工具。通过使用 XML 模式、XML 文档和一些简单的 Java 代码,访问 XML 就象访问 JavaBean 一样简单。

生成类

首先,确保已经从 XML 模式生成了 Java 类,如清单 6 所示。

清单 6. 从示例模式生成 Java 类

/projects/dev/binding> export CLASSPATH=/projects/dev/jdom/lib/xerces.jar/projects/dev/binding> export CLASSPATH=$CLASSPATH:/projects/dev/jdom/build/jdom.jar/projects/dev/binding> export CLASSPATH=$CLASSPATH:/projects/dev/binding/projects/dev/binding> java org.enhydra.xml.binding.SchemaMapper xml/configuration.xsd/projects/dev/binding> javac -d . *.java

使用 unmarshaller

如果已经从 XML 模式生成了类,并经过编译,则可以继续。作为确保类是否工作的简单测试,可以使用清单 7 中的类测试数据绑定的功能性(或 下载这个类)。

清单 7. 数据绑定测试类

import java.io.File;import org.enhydra.xml.binding.unmarshaller;public class TestMapper {

public static void main(String[] args) {

System.out.println("Starting unmarshalling...");

try {

File file = new File("xml/example.xml");

Object o =

unmarshaller. unmarshall(file.toURL());

System.out.println("Object class: " + o.getClass().getName());

System.out.println("Casting to

WebServiceConfiguration...");

WebServiceConfiguration config = ( WebServiceConfiguration)o;

System.out.println("Successful cast.");

System.out.println("Name: " + config.getName());

System.out.println("Version: " + config.getVersion());

System.out.println("Port Number: " + config.getPort().getNumber());

System.out.println("Port Protocol: " + config.getPort().getProtocol());

} catch (Exception e) {

e.printStackTrace();

}

}}

编译和运行该数据绑定测试类以查看结果,如清单 8 所示。

清单 8. 测试 unmarshaller

/projects/dev/binding> javac -d . TestMapper.java/projects/dev/binding> java TestMapperStarting unmarshalling...Object class:

WebServiceConfiguration ImplCasting to

WebServiceConfiguration ...Successful cast.Name: Unsecured Web ListenerVersion: 1.1Port Number: 80Port Protocol: http

启动 Web 服务

作为一个更实用的示例,让我们回顾已经在几篇文章中提到的 Web 服务示例。假设有一些可以编程启动的 Java 类(叫做 WebService ),那么可简单地使用数据绑定来获取该类的配置信息。现在,从一个 XML 文档(或者甚至几个)中读取和启动新的 Web 侦听程序是非常容易的事 -- 这不需要任何 XML 特定 API 的知识,如清单 9 所示。将配置数据取消编组成 Java 对象,然后使用标准 Java accessor 方法(通常是 getXXX() 格式)来配置新的 Web 服务。

清单 9. XML 到 Web 侦听程序

// Assume we have a List of URLs

for (Iterator i = urls.iterator(); i.hasNext(); ) {

WebServiceConfiguration config = unmarshaller.unmarshal((URL)i.next());

WebService newService = new WebService();

newService.setName(config.getName());

// Set up port information

newService.setPortNumber(config.getPort().getNumber());

newService.setProtocol(config.getPort().getProtocol());

// Set up document root

newService.setDocRoot(config.getDocument().getRoot());

newService.setErrorPage(config.getDocument().getError());

newService.start();

}

就那么简单,即使是初级开发者也能写出使用这个简单 XML 文档及其数据的 Java 程序,而他甚至还不知道正在使用 XML!有关 XML 数据绑定代码的更多用法,请关注 Enhydra 应用服务器即将推出的新版本,在未来的发行版中将包含这里讨论的数据绑定类(并将在下一篇文章中继续讨论)。完成了 unmarshaller 的代码之后,就可以讨论最终细节了。

跟上不断发展的 API

就在一个月之前,我们看到 SchemaMapper 类,它从 XML 模式生成 Java 接口和实现。该代码很大程度地使用了 JDOM API(主要是因为它很方便,是我编写的!)。然而 30 天时间只够进行一届曲棍球季后赛,对于 API,如仍在开发中的 JDOM,却几乎是一生一世。自上一篇文章以来,有几个更改已经在 JDOM API 中生效了,大多数反映了一些更新的方法名。有关更改及其原因的详细信息,请访问 JDOM 网站(请参阅 参考资料),可以在该网站上加入 JDOM-兴趣邮件列表。但是,为了帮助您使用最新和最好的版本, SchemaMapper 类再次出现在因特网上,并且已更新成使用最新版本的 JDOM(直接来自 CVS)。还可以 下载源码。强烈建议从 CVS 获取最新的 JDOM,并使用更新版本的代码。(在第四部分到来之前,可能仍有更多更改。)

JSR-031,数据绑定 API,在 Java 社区中仍是处在争论和测试过程的建议书。在这个过程中,它还可能做一些更改。尽管它还未成熟,至今为止许多使用 XML 的 Java 开发者还是会使用它,因为它是执行非常有用功能的方法。

结束语

通过使用本系列这部分中新的详细信息,可以使用数据绑定代码。使用 unmarshaller 类,就可以在 Java 代码中方便地使用 XML 文档,而不必直接借助于 XML API,如 DOM、SAX 或 JDOM。虽然示例建议使用数据绑定处理配置文件,您也许已经有了在应用程序中使用数据绑定的其它想法。也可以使用数据绑定代码来进行消息传递、数据存储和显示等等。

本系列的第四篇,也就是最后一篇文章将主要讲述编组,即利用 Marshaller 类得到 Java 类,并将它转换成 XML 文档。该文章将讨论转换原来经过取消编组的 Java 对象,以及未经过取消编组的 Java 对象。到那时,希望您喜欢迄今为止出现的数据绑定代码,下次再见。

术语解释

数据绑定。一种使用 JSP-031 访问 Java 中 XML 数据的新方法。JSP-031 是一个仍在开发中的 API。

显式类型。具有类型属性的 complexType 元素。模式中的显式类型成为生成的 Java 代码中的接口名称。

隐式类型。 不具有类型属性的 complexType 元素。这种情况下,接口名称由 SchemaMapper 生成。

JSR-031。Sun 公司仍在开发中的一种新的 Java 规范申请。它用于将 XML 文档编译成一个或多个 Java 类,而在 Java 应用程序中可以方便地使用这些 Java 类。

编组。 将 Java 对象转换为 XML 表示,拥有当前值。

取消编组。 根据 XML 对象创建 Java 对象,通常是根据编组生成一个 Java 对象。

本文所有源代码已经包含在文档开始处的源代码包中。

 
 
 
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