JAVA 和 XML --- JAXB 那些事情
序言我们的一个合作伙伴,正在使用Java技术开发专业领域内的CAD二维图像应用软件。随着Java技术的不断发展,其虚拟机的速度不断的提高,越来越多的厂商使用Java语言作为他们图形软件跨平台的解决方案。特别是JDK1.4推出以后,对图形图像的操作,性能有了显著的提高。在某些二维图形图像的类(如VolatileImage)中,能够直接操纵硬件加速的图像缓存,甚至使得Java成为图形游戏的
序言
我们的一个合作伙伴,正在使用Java技术开发专业领域内的CAD二维图像应用软件。随着Java技术的不断发展,其虚拟机的速度不断的提高,越来越多的厂商使用Java语言作为他们图形软件跨平台的解决方案。特别是JDK1.4推出以后,对图形图像的操作,性能有了显著的提高。在某些二维图形图像的类(如VolatileImage)中,能够直接操纵硬件加速的图像缓存,甚至使得Java成为图形游戏的开发平台成为可能。
为了加快开发的速度,我们的合作伙伴选择了Java本身的对象序列化(serialization)技术来作为应用数据的存储。换句话说,应用程序中的所有图形图像,不管是“按钮”还是“线条”,都以对象序列化方式存储到文件系统中;在使用的时候,从文件中读出数据,恢复成内存中的Java对象。这样做的好处是简单,所有对象数据的存储和恢复都由Java平台内部的序列化机制来完成,数据保存的格式(二进制)也由Java来制定;并且在性能上,这种方法也是不错的,特别是在JDK1.4上,对象序列化的速度有了很大的提高,使得序列化技术应用得越来越广泛,不仅仅用于对象数据的存储,还大量的应用于各种分布式网络计算模型中。
但是,我们的合作伙伴在产品开发和版本升级过程中遇到了一些问题。
l 数据的兼容性差
在升级的版本中,如果对Java类的改动超出了对象序列化兼容性的范围,如:改变了类图结构中的继承关系和层次结构,改变或增减了类成员变量数量和类型等等,都会造成新老版本的数据不一致性。很有可能新版本的系统不能兼容和使用老版本系统产生的数据。
l 对数据的操作性差。
由于序列化所产生的数据是由JVM内部机制生成的二进制数据,对其进行修改和转换有一定的困难和风险。而且二进制数据的可读性比较差。而对这些图形数据的操作是此系统不可缺少的一部分。例如,不同版本之间的数据转换,不同格式之间的转换以及系统数据的导入和导出,都需要对系统数据进行不同程度的操作。
l 数据的保存量大。
用序列化保存的数据通常包含了大量无用的信息。例如,保存一个简单的"Button",序列化会保存它所有父类对象的所有实例的成员变量,还会保存这个对象所有缺省的其他属性。而实际上,我们只要关心这个"Button"上面的文本,加上它在图面中的坐标就行了。要控制序列化保存数据量的大小需要较复杂和繁琐的设置,例如使用“transit”修饰符等等(详见参考资料)。
l JDK版本的影响。
不同的JDK的序列化实现有可能会有差异,保存数据的格式也有所不同,这就使得系统有可能被绑定在某个版本的JDK,而不能使用高版本的JDK所带来的性能上和功能上的好处!
一. XML数据表示和JAXB的解决方案
由于存在以上的问题,需要考虑采用其他的解决方案,以保证即能够保证数据操作的灵活性,又能够使用现有的数据格式和成熟的开发工具包,减轻系统开发和维护的负担。
“XML”成为被考虑的目标之一。显然,具有“通用数据表示”之称的XML能够带来很大的灵活性,使得数据在各个平台之间的交换,各个版本之间的升级变得非常方便;而且,在XML的开发中,Java平台已经拥有很多成熟的软件开发工具和解决方案。一般来说,使用XML作为系统数据存储的格式有以下两种解决方案:
l 直接使用Java对象序列化的内部对XML的支持功能:XmlEncoder和XMLDecoder两个类。这个功能其实是对象序列化功能本身的一部分,通过使用XmlEncoder和XMLDecoder这两个类,可以使序列化的数据以XML的格式保存和恢复,而不是二进制格式。这种方式增加了对数据的可读性和可操作性。但是仍然不能灵活地按照自己的意愿和需求对数据进行保存和恢复。
l 自己定义XML的数据格式。这个方案使系统拥有了最大的灵活程度。一旦使用自己定义的XML格式,那么对此XML格式的文件进行解析、效验以及反向解析(XML文件的生成)都需要自己去开发了!一旦版本发生更新,XML的数据格式也有可能随着改变,这些解析和效验程序都有可能需要做出相应的改动。这样会大大增加了系统开发的负担和周期!
JAXB正是为解决这些问题而提出来的。在允许你自己灵活定义自己的 XML文件格式的基础上,由JAXB替你生成操作XML文件的源代码,使你的应用程序将重点放到Java对象上,而不用直接面对XML操作。这正是JAXB的目的所在。
二. 什么是JAXB?
Java Architecture for XML Binding (JAXB) 是一个业界的标准,是一项可以根据XML Schema产生Java类的技术。该过程中,JAXB也提供了将XML实例文档反向生成Java对象树的方法,并能将Java对象树的内容重新写到XML实例文档。从另一方面来讲,JAXB提供了快速而简便的方法将XML模式绑定到Java表示,从而使得Java开发者在Java应用程序中能方便地结合XML数据和处理函数。
这意味着你不需要处理甚至不需要知道XML编程技巧就能在Java应用程序中利用平台核心XML数据的灵活性。而且,可以充分利用XML的优势而不用依赖于复杂的XML处理模型如SAX或DOM。JAXB 隐藏了细节并且取消了SAX和DOM中没用的关系——生成的JAXB类仅描述原始模型中定义的关系。其结果是结合了高度可移植Java代码和高度可移植的XML数据。其中这些代码可用来创建灵活、轻便的应用程序和Web服务。 JAXB(Java Architecture for XML Binding) 是一个业界的标准,是一项可以根据XML Schema产生Java类的技术。该过程中,JAXB也提供了将XML实例文档反向生成Java对象树的方法,并能将Java对象树的内容重新写到 XML实例文档。 Jaxb 2.0是JDK 1.6的组成部分。我们不需要下载第三方jar包 即可做到轻松转换。Jaxb2使用了JDK的新特性,如:Annotation、GenericType等,需要在即将转换的JavaBean中添加annotation注解。
三、重要概念
- JAXBContext类,是应用的入口,用于管理XML/Java绑定信息。
- Marshaller接口,将Java对象序列化为XML数据。
- Unmarshaller接口,将XML数据反序列化为Java对象。
- @XmlType,将Java类或枚举类型映射到XML模式类型
- @XmlAccessorType(XmlAccessType.FIELD) ,控制字段或属性的序列化。FIELD表示JAXB将自动绑定Java类中的每个非静态的(static)、非瞬态的(由@XmlTransient标 注)字段到XML。其他值还有XmlAccessType.PROPERTY和XmlAccessType.NONE。
- @XmlAccessorOrder,控制JAXB 绑定类中属性和字段的排序。
- @XmlJavaTypeAdapter,使用定制的适配器(即扩展抽象类XmlAdapter并覆盖marshal()和unmarshal()方法),以序列化Java类为XML。
- @XmlElementWrapper ,对于数组或集合(即包含多个元素的成员变量),生成一个包装该数组或集合的XML元素(称为包装器)。
- @XmlRootElement,将Java类或枚举类型映射到XML元素。
- @XmlElement,将Java类的一个属性映射到与属性同名的一个XML元素。
- @XmlAttribute,将Java类的一个属性映射到与属性同名的一个XML属性。
四、示例
1、准备工作
- package utils;
- import java.io.StringReader;
- import java.io.StringWriter;
- import javax.xml.bind.JAXBContext;
- import javax.xml.bind.Marshaller;
- import javax.xml.bind.Unmarshaller;
- /**
- * Jaxb2工具类
- * @author zhuc
- * @create 2013-3-29 下午2:40:14
- */
- public class JaxbUtil {
- /**
- * JavaBean转换成xml
- * 默认编码UTF-8
- * @param obj
- * @param writer
- * @return
- */
- public static String convertToXml(Object obj) {
- return convertToXml(obj, "UTF-8");
- }
- /**
- * JavaBean转换成xml
- * @param obj
- * @param encoding
- * @return
- */
- public static String convertToXml(Object obj, String encoding) {
- String result = null;
- try {
- JAXBContext context = JAXBContext.newInstance(obj.getClass());
- Marshaller marshaller = context.createMarshaller();
- marshaller.setProperty(Marshaller.JAXB_FORMATTED_OUTPUT, true);
- marshaller.setProperty(Marshaller.JAXB_ENCODING, encoding);
- StringWriter writer = new StringWriter();
- marshaller.marshal(obj, writer);
- result = writer.toString();
- } catch (Exception e) {
- e.printStackTrace();
- }
- return result;
- }
- /**
- * xml转换成JavaBean
- * @param xml
- * @param c
- * @return
- */
- @SuppressWarnings("unchecked")
- public static <T> T converyToJavaBean(String xml, Class<T> c) {
- T t = null;
- try {
- JAXBContext context = JAXBContext.newInstance(c);
- Unmarshaller unmarshaller = context.createUnmarshaller();
- t = (T) unmarshaller.unmarshal(new StringReader(xml));
- } catch (Exception e) {
- e.printStackTrace();
- }
- return t;
- }
- }
非常简单易懂,需要注意的是
- marshaller.setProperty(Marshaller.JAXB_FORMATTED_OUTPUT, true);
- marshaller.setProperty(Marshaller.JAXB_ENCODING, encoding);
Marshaller.JAXB_FORMATTED_OUTPUT 决定是否在转换成xml时同时进行格式化(即按标签自动换行,否则即是一行的xml)
Marshaller.JAXB_ENCODING xml的编码方式
另外,Marshaller 还有其他Property可以设置,可以去查阅api。
2、最简单转换
- package t1;
- import java.util.Date;
- import javax.xml.bind.annotation.XmlAccessType;
- import javax.xml.bind.annotation.XmlAccessorType;
- import javax.xml.bind.annotation.XmlAttribute;
- import javax.xml.bind.annotation.XmlElement;
- import javax.xml.bind.annotation.XmlRootElement;
- import javax.xml.bind.annotation.XmlType;
- /**
- * @author zhuc
- * @create 2013-3-29 下午2:49:48
- */
- @XmlAccessorType(XmlAccessType.FIELD)
- @XmlRootElement
- @XmlType(name = "book", propOrder = { "author", "calendar", "price", "id" })
- public class Book {
- @XmlElement(required = true)
- private String author;
- @XmlElement(name = "price_1", required = true)
- private float price;
- @XmlElement
- private Date calendar;
- @XmlAttribute
- private Integer id;
- /**
- * @return the author
- */
- public String getAuthor() {
- return author;
- }
- /**
- * @return the price
- */
- public float getPrice() {
- return price;
- }
- /**
- * @return the calendar
- */
- public Date getCalendar() {
- return calendar;
- }
- /**
- * @return the id
- */
- public Integer getId() {
- return id;
- }
- /**
- * @param author the author to set
- */
- public void setAuthor(String author) {
- this.author = author;
- }
- /**
- * @param price the price to set
- */
- public void setPrice(float price) {
- this.price = price;
- }
- /**
- * @param calendar the calendar to set
- */
- public void setCalendar(Date calendar) {
- this.calendar = calendar;
- }
- /**
- * @param id the id to set
- */
- public void setId(Integer id) {
- this.id = id;
- }
- /* (non-Javadoc)
- * @see java.lang.Object#toString()
- */
- @Override
- public String toString() {
- return "Book [author=" + author + ", price=" + price + ", calendar=" + calendar + ", id=" + id + "]";
- }
- }
- package t1;
- import java.util.Date;
- import javax.xml.bind.JAXBException;
- import org.junit.Test;
- import utils.JaxbUtil;
- /**
- * @author zhuc
- * @create 2013-3-29 下午2:50:00
- */
- public class JaxbTest1 {
- /**
- * @throws JAXBException
- */
- @Test
- public void showMarshaller() {
- Book book = new Book();
- book.setId(100);
- book.setAuthor("James");
- book.setCalendar(new Date());
- book.setPrice(23.45f); //默认是0.0
- String str = JaxbUtil.convertToXml(book);
- System.out.println(str);
- }
- /**
- * @throws JAXBException
- */
- @Test
- public void showUnMarshaller() {
- String str = "<?xml version=\"1.0\" encoding=\"UTF-8\" standalone=\"yes\"?>" +
- "<book id=\"100\">" +
- " <author>James</author>" +
- " <calendar>2013-03-29T09:25:56.004+08:00</calendar>" +
- " <price_1>23.45</price_1>" +
- "</book>";
- Book book = JaxbUtil.converyToJavaBean(str, Book.class);
- System.out.println(book);
- }
- }
输出结果分别为:
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8" standalone="yes"?>
<book id="100">
<author>James</author>
<calendar>2013-03-29T14:50:58.974+08:00</calendar>
<price_1>23.45</price_1>
</book>
Book [author=James, price=23.45, calendar=Fri Mar 29 09:25:56 CST 2013, id=100]
3、类中包含复杂对象的转换
- package t2;
- import javax.xml.bind.annotation.XmlAccessType;
- import javax.xml.bind.annotation.XmlAccessorType;
- import javax.xml.bind.annotation.XmlAttribute;
- import javax.xml.bind.annotation.XmlElement;
- import javax.xml.bind.annotation.XmlRootElement;
- import javax.xml.bind.annotation.XmlType;
- /**
- * @author zhuc
- * @create 2013-3-29 下午2:51:44
- */
- @XmlAccessorType(XmlAccessType.FIELD)
- @XmlRootElement(name = "student")
- @XmlType(propOrder = {})
- public class Student {
- @XmlAttribute
- private Integer id;
- @XmlElement
- private String name;
- @XmlElement(name = "role")
- private Role role;
- /**
- * @return the id
- */
- public Integer getId() {
- return id;
- }
- /**
- * @return the name
- */
- public String getName() {
- return name;
- }
- /**
- * @return the role
- */
- public Role getRole() {
- return role;
- }
- /**
- * @param id the id to set
- */
- public void setId(Integer id) {
- this.id = id;
- }
- /**
- * @param name the name to set
- */
- public void setName(String name) {
- this.name = name;
- }
- /**
- * @param role the role to set
- */
- public void setRole(Role role) {
- this.role = role;
- }
- /* (non-Javadoc)
- * @see java.lang.Object#toString()
- */
- @Override
- public String toString() {
- return "Student [id=" + id + ", name=" + name + ", role=" + role + "]";
- }
- }
- package t2;
- import javax.xml.bind.annotation.XmlAccessType;
- import javax.xml.bind.annotation.XmlAccessorType;
- import javax.xml.bind.annotation.XmlElement;
- import javax.xml.bind.annotation.XmlType;
- /**
- * @author zhuc
- * @create 2013-3-29 下午2:51:52
- */
- @XmlAccessorType(XmlAccessType.FIELD)
- @XmlType(propOrder = { "name", "desc" })
- public class Role {
- @XmlElement
- private String name;
- @XmlElement
- private String desc;
- /**
- * @return the name
- */
- public String getName() {
- return name;
- }
- /**
- * @return the desc
- */
- public String getDesc() {
- return desc;
- }
- /**
- * @param name the name to set
- */
- public void setName(String name) {
- this.name = name;
- }
- /**
- * @param desc the desc to set
- */
- public void setDesc(String desc) {
- this.desc = desc;
- }
- /* (non-Javadoc)
- * @see java.lang.Object#toString()
- */
- @Override
- public String toString() {
- return "Role [name=" + name + ", desc=" + desc + "]";
- }
- }
- package t2;
- import org.junit.Test;
- import utils.JaxbUtil;
- /**
- * @author zhuc
- * @create 2013-3-29 下午2:52:00
- */
- public class JaxbTest2 {
- @Test
- public void showMarshaller() {
- Student student = new Student();
- student.setId(12);
- student.setName("test");
- Role role = new Role();
- role.setDesc("管理");
- role.setName("班长");
- student.setRole(role);
- String str = JaxbUtil.convertToXml(student);
- System.out.println(str);
- }
- @Test
- public void showUnMarshaller() {
- String str = "<?xml version=\"1.0\" encoding=\"UTF-8\" standalone=\"yes\"?>"+
- "<student id=\"12\">"+
- " <name>test</name>"+
- " <role>"+
- " <name>班长</name>"+
- " <desc>管理</desc>"+
- "</role>"+
- "</student>";
- Student student = JaxbUtil.converyToJavaBean(str, Student.class);
- System.out.println(student);
- }
- }
输出结果分别为:
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8" standalone="yes"?>
<student id="12">
<name>test</name>
<role>
<name>班长</name>
<desc>管理</desc>
</role>
</student>
Student [id=12, name=test, role=Role [name=班长, desc=管理]]
4、集合对象的转换(同样适用于Set)
- package t3;
- import java.util.List;
- import javax.xml.bind.annotation.XmlAccessType;
- import javax.xml.bind.annotation.XmlAccessorType;
- import javax.xml.bind.annotation.XmlElement;
- import javax.xml.bind.annotation.XmlElementWrapper;
- import javax.xml.bind.annotation.XmlRootElement;
- import javax.xml.bind.annotation.XmlType;
- /**
- * @author zhuc
- * @create 2013-3-29 下午2:55:56
- */
- @XmlAccessorType(XmlAccessType.FIELD)
- @XmlRootElement(name = "country")
- @XmlType(propOrder = { "name", "provinceList" })
- public class Country {
- @XmlElement(name = "country_name")
- private String name;
- @XmlElementWrapper(name = "provinces")
- @XmlElement(name = "province")
- private List<Province> provinceList;
- /**
- * @return the name
- */
- public String getName() {
- return name;
- }
- /**
- * @return the provinceList
- */
- public List<Province> getProvinceList() {
- return provinceList;
- }
- /**
- * @param name the name to set
- */
- public void setName(String name) {
- this.name = name;
- }
- /**
- * @param provinceList the provinceList to set
- */
- public void setProvinceList(List<Province> provinceList) {
- this.provinceList = provinceList;
- }
- /* (non-Javadoc)
- * @see java.lang.Object#toString()
- */
- @Override
- public String toString() {
- return "Country [name=" + name + ", provinceList=" + provinceList + "]";
- }
- }
- package t3;
- import javax.xml.bind.annotation.XmlAccessType;
- import javax.xml.bind.annotation.XmlAccessorType;
- import javax.xml.bind.annotation.XmlElement;
- import javax.xml.bind.annotation.XmlType;
- /**
- * @author zhuc
- * @create 2013-3-29 下午2:56:03
- */
- @XmlAccessorType(XmlAccessType.FIELD)
- @XmlType(propOrder = { "name", "provCity" })
- public class Province {
- @XmlElement(name = "province_name")
- private String name;
- @XmlElement(name = "prov_city")
- private String provCity;
- /**
- * @return the provCity
- */
- public String getProvCity() {
- return provCity;
- }
- /**
- * @param provCity the provCity to set
- */
- public void setProvCity(String provCity) {
- this.provCity = provCity;
- }
- /**
- * @return the name
- */
- public String getName() {
- return name;
- }
- /**
- * @param name the name to set
- */
- public void setName(String name) {
- this.name = name;
- }
- /* (non-Javadoc)
- * @see java.lang.Object#toString()
- */
- @Override
- public String toString() {
- return "Province [name=" + name + ", provCity=" + provCity + "]";
- }
- }
- package t3;
- import java.util.ArrayList;
- import java.util.List;
- import org.junit.Test;
- import utils.JaxbUtil;
- /**
- * @author zhuc
- * @create 2013-3-29 下午2:56:11
- */
- public class JaxbTest3 {
- /**
- * @throws JAXBException
- */
- @Test
- public void showMarshaller() {
- Country country = new Country();
- country.setName("中国");
- List<Province> list = new ArrayList<Province>();
- Province province = new Province();
- province.setName("江苏省");
- province.setProvCity("南京市");
- Province province2 = new Province();
- province2.setName("浙江省");
- province2.setProvCity("杭州市");
- list.add(province);
- list.add(province2);
- country.setProvinceList(list);
- String str = JaxbUtil.convertToXml(country);
- System.out.println(str);
- }
- /**
- *
- */
- @Test
- public void showUnMarshaller() {
- String str = "<?xml version=\"1.0\" encoding=\"UTF-8\" standalone=\"yes\"?>"+
- "<country>"+
- " <country_name>中国</country_name>"+
- " <provinces>"+
- " <province>"+
- " <province_name>江苏省</province_name>"+
- " <prov_city>南京市</prov_city>"+
- " </province>"+
- " <province>"+
- " <province_name>浙江省</province_name>"+
- " <prov_city>杭州市</prov_city>"+
- " </province>"+
- " </provinces>"+
- "</country>";
- Country country = JaxbUtil.converyToJavaBean(str, Country.class);
- System.out.println(country);
- }
- }
输出结果分别为:
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8" standalone="yes"?>
<country>
<country_name>中国</country_name>
<provinces>
<province>
<province_name>江苏省</province_name>
<prov_city>南京市</prov_city>
</province>
<province>
<province_name>浙江省</province_name>
<prov_city>杭州市</prov_city>
</province>
</provinces>
</country>
Country [name=中国, provinceList=[Province [name=江苏省, provCity=南京市], Province [name=浙江省, provCity=杭州市]]]
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