在這個(gè)由四部分組成的系列文章的第一部分，我們將弄清什么是數(shù)據(jù)綁定，與在 Java 應(yīng)用程序中處理 XML 數(shù)據(jù)的其它方法相比它有什么優(yōu)勢(shì)，以及如何開始使用它。這一部分將考查為什么使用數(shù)據(jù)綁定，以及如何為各種約束建立模型，使 XML 文檔能轉(zhuǎn)換成 Java 對(duì)象。同時(shí)還涵蓋用于生成數(shù)據(jù)綁定類的輸入和輸出。

　　您希望在您的 Java 應(yīng)用程序中使用 XML 嗎？那么好，同成千上萬(wàn)的其他人一起上這條船吧。當(dāng)您深入了解 XML 以后，也許您會(huì)發(fā)現(xiàn) DOM 和 SAX API（請(qǐng)參閱參考資料）不過是唬人的東西。您可能認(rèn)為肯定存在某種簡(jiǎn)單方法可以取得 XML 文檔，并通過 Java 應(yīng)用程序訪問它，對(duì)嗎？不必通過回調(diào)或復(fù)雜的樹狀結(jié)構(gòu)，而是使用像 setOwner(Stringowner) 和 int getNumOrders() 這樣的方法，對(duì)嗎？如果您曾經(jīng)沿著這一思路考慮問題，那么數(shù)據(jù)綁定就是您要尋找的解決方案。

　　分析各種選擇

　　當(dāng)今各種 XML 和 XML 主義正泛濫成災(zāi)（XSL、RDF、命名空間、RSS、XML Schema、XSLT...），您可能認(rèn)為現(xiàn)在會(huì)有很多方法去訪問 Java 應(yīng)用程序中的 XML 數(shù)據(jù)。令人驚訝的是，如果您尋根究底，實(shí)際只存在三種訪問 XML 數(shù)據(jù)的方法。沒錯(cuò) -- 只有三種方法，其中的一種還是最近隨一種新的 Java API 才出現(xiàn)的。

　　應(yīng)該這樣來(lái)看待這一問題：選擇范圍小使您更易于選出適合于您的方法。

　　回調(diào)

　　回調(diào)是作為一種事件驅(qū)動(dòng)模型工作的。當(dāng)分析 XML 文檔時(shí)，某些事件 -- 如文檔的起始和某個(gè)元素中的字符數(shù)據(jù)的起始 -- 將觸發(fā)回調(diào)方法。通過使用執(zhí)行邏輯所需的數(shù)據(jù)，您可以實(shí)現(xiàn)這些事件的 Java 代碼。要弄清這種方法不能全靠直覺；開發(fā)人員通常要花費(fèi)一段時(shí)間來(lái)理解和掌握回調(diào)模型的使用。SAX，用于 XML 的一種簡(jiǎn)單 API，是這種 XML 使用方法的事實(shí)上的標(biāo)準(zhǔn)。

　　樹

　　更常見、更流行的是這種 API，它們?nèi)〉靡粋€(gè) XML 文檔，然后創(chuàng)建數(shù)據(jù)的樹狀結(jié)構(gòu)。XML 文檔成為樹首，充當(dāng)一種容器。它有若干子級(jí)，如根元素。根元素又有其附加的子級(jí)，依此類推，直到（在某種意義上）獲得 XML 數(shù)據(jù)的一幅圖為止。因?yàn)閹缀趺總€(gè)大學(xué)生在某個(gè)階段肯定都處理過樹狀結(jié)構(gòu)，所以這就可用作表示 XML 數(shù)據(jù)的一種非常直觀的方法。

　　用于 XML 文檔樹狀表示的最流行的 API 就是 W3C 的推薦標(biāo)準(zhǔn)，即文檔對(duì)象模型 (DOM)。一種更新的 API，JDOM （這不是首字母縮寫詞）最近也正一直在推廣并流行開來(lái)。（雖然這個(gè)方案是我和 Jason Hunter 建立的，但我還得說(shuō)實(shí)話。）另外，DOM 和 JDOM 都是 Spinnaker 方案設(shè)計(jì)的基本要求，Spinnaker 是一種新的 XML 分析器，它作為 Apache XML 方案的一部分正在開發(fā)之中。

　　雖然樹狀 API 看起來(lái)比事件驅(qū)動(dòng)的 SAX 更易于使用，但它們并不總是合適的。非常大的文檔可能需要大量的內(nèi)存（尤其是使用 DOM 時(shí)）；當(dāng)對(duì)樹結(jié)構(gòu)執(zhí)行轉(zhuǎn)換 (XSLT) 時(shí)，系統(tǒng)可能停止運(yùn)轉(zhuǎn)甚至徹底崩潰。雖然更新的 API（如 JDOM）能處理這些問題，但如果您必須處理極大量的數(shù)據(jù)，它們?nèi)詫⑹且粋€(gè)問題。并且，有時(shí)開發(fā)人員寧愿將 XML 文檔中的數(shù)據(jù)建模為一個(gè)簡(jiǎn)單的帶有值的讀寫方法的 Java 對(duì)象，而不用樹狀模型工作。例如，開發(fā)人員會(huì)寧愿不去訪問名為 skuNumber 的子節(jié)點(diǎn)并設(shè)置該節(jié)點(diǎn)的文本值，而只想調(diào)用 setSkuNumber("mySKU") 并繼續(xù)進(jìn)行。


　　用Java代碼訪問 XML 數(shù)據(jù)的最新方法要依賴于一套新的 Java 方法和相關(guān)的 API，這些 API 仍在開發(fā)之中。數(shù)據(jù)綁定是由 Sun 構(gòu)建的一種“Java 規(guī)范要求”（JSR-031，見參考資料），它設(shè)計(jì)用于使 Java 對(duì)象綁定到 XML 文檔更加方便，這樣就使一種格式能夠容易地轉(zhuǎn)換為另一種格式，反之亦然。綁定引用一個(gè)具有讀寫方法的 Java 對(duì)象，讀寫方法都會(huì)影響到底層的 XML 文檔，并且也都直接映射為 XML 文檔中的元素及特征的名稱。當(dāng)您進(jìn)入到本系列文章下一部分中的某些細(xì)節(jié)時(shí)，這一說(shuō)明會(huì)更有意義，但在目前，只說(shuō)一點(diǎn)就夠了：這樣做使 XML 文檔特征 name 能夠通過一個(gè)稱為 setName() 的方法，來(lái)更改它的值，就像我上面暗示的那樣。

　　數(shù)據(jù)綁定

　　這種訪問方式正在得到普及，并且當(dāng)在 XML 文檔中存儲(chǔ)配置信息時(shí)特別有用。許多開發(fā)人員發(fā)現(xiàn)，它非常便于直接訪問所需的參數(shù)，而無(wú)須使用更復(fù)雜的樹狀結(jié)構(gòu)。雖然這種訪問對(duì)于文檔轉(zhuǎn)換或消息傳送沒有什么用處，但它對(duì)于簡(jiǎn)單數(shù)據(jù)處理是極其方便的。它是我們?cè)诒疚募氨鞠盗形恼轮嘘P(guān)注的第三種使用 XML 的方法。

　?。ó?dāng)然，任何方法隨后都會(huì)引出一系列新的術(shù)語(yǔ)，所以請(qǐng)查看術(shù)語(yǔ)解釋以了解這些新的行話。）

　　是否任何 XML 文檔都可以轉(zhuǎn)換為 Java 對(duì)象？還是僅有某些類型的 XML 文檔才可以？問得好！您很可能只希望將滿足一組約束條件的文檔轉(zhuǎn)換為 Java 對(duì)象。這與定義 Java 接口的方法類似：您確保只實(shí)例化和使用適應(yīng)該接口的對(duì)象，允許就如何操作該對(duì)象作出假定。同樣，您只允許將滿足一組約束條件的 XML 對(duì)象轉(zhuǎn)換成 Java 對(duì)象；這使您能夠按希望的方式來(lái)使用所創(chuàng)建的對(duì)象。

　　 約束數(shù)據(jù)

　　在研究代碼之前，您需要回答幾個(gè)有關(guān)如何表示 XML 數(shù)據(jù)的問題。這是數(shù)據(jù)綁定的最具挑戰(zhàn)性的方面之一。是為每個(gè)文檔創(chuàng)建一個(gè)新類，還是創(chuàng)建某個(gè)現(xiàn)有類的一個(gè)實(shí)例？您要使用哪個(gè)現(xiàn)有類？并且最重要的是，您正在處理的文檔是否適宜轉(zhuǎn)換為 Java 對(duì)象？

　　那是一大堆問題，但您將在這里找到全部答案。將這些問題看作一系列決策點(diǎn)，一系列選擇。首先，您必須確定您能否從該 XML 文檔創(chuàng)建 Java 對(duì)象（如前面所討論的那樣）。如果能，您就要決定轉(zhuǎn)換應(yīng)該以新 Java 類的形式出現(xiàn)，還是僅以現(xiàn)有類的一個(gè)實(shí)例的形式出現(xiàn)。最后，如果選擇了現(xiàn)有類，那么使用哪個(gè)類呢？結(jié)果就是各種各樣的決策樹。

　　如果我們考察清單 1 中所示的一個(gè)示例 XML 文檔，然后再來(lái)處理這些問題，則決策樹的意義就更加清楚了。此示例文檔表示 Enhydra Application Server 中某個(gè)服務(wù)（具體說(shuō)就是一個(gè) web 容器）的配置。

　　清單 1. 一個(gè)用于配置 Enhydra 中的 web 容器的 XML 文檔 ＜?xml version="1.0"?＞


　　＜webServiceConfiguration version="1.0" name="My Web Container" ＞
　?。紁ort number="80" protocol="http" protected="false" /＞
　　＜document root="/usr/local/enhydra/html" index="*.html,*.xml" error="error.html" /＞
　?。?webServiceConfiguration＞


　　此配置文檔包含有關(guān)服務(wù)本身的版本和名稱的信息，以及幾個(gè)嵌套的項(xiàng)目，每個(gè)項(xiàng)目都表示有關(guān)該 web 容器服務(wù)的一些附加信息。它給出了有關(guān)端口的詳細(xì)信息（包括端口號(hào)、協(xié)議和安全性），也給出了文檔服務(wù)信息（包括文檔根、用于索引頁(yè)的默認(rèn)擴(kuò)展名以及錯(cuò)誤頁(yè)）。所有這些合在一起，就是配置一個(gè)新的 web 容器服務(wù)所需的全部信息。

　　記住這個(gè)示例，您就可以開始回答數(shù)據(jù)表示的各個(gè)問題了。

　　是否適合轉(zhuǎn)換？

　　絕對(duì)適合！只要看一看清單 1 中的 XML 文檔就會(huì)發(fā)現(xiàn)，它表示一個(gè)對(duì)象（總體配置對(duì)象），具有若干特征或變量。其中某些變量又是另外的對(duì)象（端口和文檔），這些對(duì)象又具有它們自己的特征。實(shí)際上，這是適合轉(zhuǎn)換為 Java 對(duì)象的 XML 文檔的一個(gè)極好例子。為了進(jìn)一步保證此對(duì)象是可用的，稍后我將向您展示一種方法來(lái)約束文檔中的數(shù)據(jù)。但是，還是先讓我們繼續(xù)沿著決策樹往下走。

　　轉(zhuǎn)換成類還是實(shí)例？

　　解決適宜性問題以后，現(xiàn)在就可以作出決定，是將每個(gè) XML 配置文檔都變?yōu)橐粋€(gè)全新的 Java 類呢，還是簡(jiǎn)單地將其變?yōu)槟硞€(gè)現(xiàn)有類的一個(gè)新實(shí)例。換句話說(shuō)，就是到底應(yīng)該生成新代碼，還是利用現(xiàn)有的代碼。照這樣來(lái)看，這就變成了一個(gè)簡(jiǎn)單的可重用性問題。更容易且更明智的做法是，為每個(gè) XML 文檔生成現(xiàn)有類的新實(shí)例。如果您一定要嘗試一下從每個(gè)文檔創(chuàng)建一個(gè)新的 Java 類，則得到的各個(gè)類之間可能沒有兼容性 -- 即兩個(gè)完全相同的文檔可能導(dǎo)致兩個(gè)不同的 Java 類！

　　不用這個(gè)可能引起混亂的方法，您可以采用一組 XML 約束條件（由一個(gè) DTD 或 XML 方案表示，將在下面講述），并根據(jù)這些約束條件來(lái)生成一個(gè) Java 類（或多個(gè)類，根據(jù)需要）。這個(gè)生成的類將表示符合這些約束條件的任何 XML 文檔；這些 XML 文檔中的每一個(gè)都將被解包到生成的類的一個(gè)實(shí)例中。在這種情況下，就可以為表示 web 服務(wù)配置的文檔定義約束條件。這些約束條件將被映射為一個(gè) Java 類，我們將稱之為 WebServiceConfiguration。然后您就可以獲得任何一種表示特定 web 服務(wù)配置的 XML 文檔，并假定此文檔符合我們的約束條件，由它而創(chuàng)建出前面生成的類的一個(gè)實(shí)例。這將允許應(yīng)用程序?qū)⒉煌?XML 文檔用作相同類型的對(duì)象，只要這些文檔中的數(shù)據(jù)對(duì)于該對(duì)象設(shè)計(jì)時(shí)要達(dá)到目的來(lái)說(shuō)是有效的即可。

　　新類還是現(xiàn)有的類？

　　現(xiàn)在您也已經(jīng)有條件回答下一個(gè)問題了：您希望創(chuàng)建一個(gè)現(xiàn)有類即 WebServiceConfiguration 類的一個(gè)實(shí)例。剩下需要弄清的全部事情是，這個(gè)類是如何預(yù)先生成的。所以，現(xiàn)在請(qǐng)將您的注意力集中在這樣一個(gè)問題上：如何獲得一組約束條件，用 XML 實(shí)現(xiàn)它們，并保證文檔符合這些約束？再一個(gè)問題就是，您如何再?gòu)倪@些約束條件生成一個(gè)可重用的 Java 類？

　　利用文檔約束條件

　　既然您知道此文檔將轉(zhuǎn)換成一個(gè) Java 實(shí)例，這就產(chǎn)生了另一個(gè)問題：要考慮到必須以某種方式保證可將此文檔正確地解包到一個(gè)選定的 Java 類中。缺少變量或數(shù)據(jù)類型不正確都可能導(dǎo)致在解包過程中出錯(cuò) -- 或者甚至在客戶機(jī)訪問配置錯(cuò)誤的容器時(shí)出現(xiàn)運(yùn)行時(shí)異常。

　　最好的情況是，在實(shí)際的解包過程開始之前，文檔的作者能夠保證，配置文檔對(duì)于他們選擇用來(lái)表示數(shù)據(jù)的類是“合法的”。閱讀到這一方案的 XML 人士說(shuō)不定就會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)他們的眼睛并嘀咕說(shuō)，“好吧，當(dāng)然您將使用 XML 文檔約束條件?！贝_認(rèn)數(shù)據(jù)對(duì)選定類的合法性可以通過引用 DTD （文檔類型定義）或 XML 方案來(lái)完成。

　　通過使用一組用外部 DTD 或方案文件表示的約束條件，文檔作者就可以在這些數(shù)據(jù)的“接口”上測(cè)試配置數(shù)據(jù)。換句話說(shuō)，您可以這樣來(lái)建立應(yīng)用程序，使之能夠?qū)φ账璧臄?shù)據(jù)來(lái)檢查包含在 XML 實(shí)例文檔中的數(shù)據(jù)，而所需數(shù)據(jù)則是在文檔約束條件的外部文件中指定的。這樣，您就可以為數(shù)據(jù)創(chuàng)建一個(gè)接口。

　　在使用 DTD 方案還是使用 XML 方案之間作出決策是一種相當(dāng)簡(jiǎn)單的選擇：因?yàn)?Java 語(yǔ)言是高度類型化的，所以我們希望能在 XML 文檔中支持類型化。例如，數(shù)據(jù)接口應(yīng)該能夠驗(yàn)證，為web容器的端口號(hào)提供的是整數(shù)，而不是字符串，后者在服務(wù)啟動(dòng)時(shí)將引起錯(cuò)誤。DTD 不支持類型檢查，所以我們無(wú)疑應(yīng)該選擇XML方案。雖然XML方案在規(guī)范的領(lǐng)域在有一點(diǎn)不確定性，但它在很大程度上已趨于穩(wěn)定，并可望在年內(nèi)定型。我們可以在一個(gè)XML方案中編寫數(shù)據(jù)約束條件，然后用這個(gè)方案驗(yàn)證可能的實(shí)例文檔，以確保解包能在這些實(shí)例文檔上進(jìn)行。下面的 XML 方案表示我們的web容器服務(wù)的數(shù)據(jù)接口。

　　清單 2. 表示一個(gè) web 容器配置文檔的數(shù)據(jù)接口的 XML 方案 ＜?xml version="1.0"?＞


　?。約chema targetNamespace="http://www.enhydra.org" xmlns="http://www.w3.org/1999/xmlSchema" xmlns:enhydra="http://www.enhydra.org" ＞

　?。糲omplexType name="ServiceConfiguration"＞
　　＜attribute name="name" type="string" /＞
　?。糰ttribute name="version" type="float" /＞
　?。?complexType＞


　　＜element name="serviceConfiguration" type="ServiceConfiguration" /＞

　?。糲omplexType name="WebServiceConfiguration" baseType="ServiceConfiguration" derivedBy="extension"＞
　?。糴lement name="port"＞
　?。糲omplexType＞
　?。糰ttribute name="protocol" type="string" /＞
　　＜attribute name="number" type="integer" /＞
　?。糰ttribute name="protected" type="string" /＞
　?。?complexType＞
　?。?element＞

　?。糴lement name="document"＞
　　＜complexType＞
　?。糰ttribute name="root" type="string" /＞
　　＜attribute name="index" type="string" /＞
　?。糰ttribute name="error" type="string" /＞
　?。?complexType＞
　　＜/element＞
　?。?complexType＞

　　＜element name="webServiceConfiguration" type="WebServiceConfiguration" /＞

　?。?schema＞


　　清單 2 中的 XML 方案定義了幾個(gè)不同的數(shù)據(jù)對(duì)象，它們合起來(lái)表示一個(gè) web 服務(wù)的配置對(duì)象。首先，定義了一個(gè)核心服務(wù)配置（serviceConfiguration），它包含版本和名稱。這可用作所有服務(wù)（如負(fù)載均衡服務(wù)、EJB 容器，當(dāng)然還有我們的 web 服務(wù)）的基本對(duì)象。然后，作為此基本服務(wù)的擴(kuò)展，又定義了 web 服務(wù)配置（webServiceConfiguration）。請(qǐng)注意，Java 成型之后，方案就已經(jīng)為數(shù)據(jù)接口建立了模型。我們將附加的 web 服務(wù)屬性 port 和 document 添加到 version 和 name 基本屬性中。這些屬性本身都是對(duì)象，具有它們自己的屬性（protocol、root、error 等）。

　　在此方案的定義方式中，特征代表簡(jiǎn)單的 Java 類型，通常是原始 (primitive) 類型。這樣，name 和 version 就分別成為類型 String 和 float 的 Java 原始類型。port 和 document 這樣的元素成為 Java 對(duì)象，它們可以有自己的屬性，還是用特征來(lái)表示。這樣就出現(xiàn)了遞歸現(xiàn)象：元素變成新對(duì)象，并對(duì)它的每個(gè)屬性進(jìn)行檢查。如果屬性是一個(gè)特征，就為此對(duì)象創(chuàng)建一個(gè)簡(jiǎn)單的 Java 原始成員變量；如果屬性是元素，則創(chuàng)建一個(gè)新的對(duì)象，并作為一個(gè)成員變量將其添加，然后在這個(gè)新對(duì)象上又開始同樣的過程，直到全部類都已創(chuàng)建為止。
　　 從蘿卜 ... 嗯 ... XML 獲得 Java

　　一旦創(chuàng)建了 XML 方案，您就需要從這個(gè)方案中提取出必需的信息，來(lái)確定應(yīng)該創(chuàng)建哪些 Java 類。這個(gè)過程的第一步是查看 XML 方案，并嚴(yán)格確定輸出應(yīng)該是什么。對(duì)于簡(jiǎn)單的 serviceConfiguration 對(duì)象，定義了兩個(gè) Java 原始屬性：name 和 version。對(duì)于這樣一個(gè)簡(jiǎn)單的對(duì)象，確定所需的接口并不難。只需將被定義類型的名稱的首字母大寫，并將這些 Java 屬性添加到接口中即可，如清單 3 所示。

　　清單 3. 為 ServiceConfiguration 接口而從 XML 方案生成的 Java 代碼 public interface

　　ServiceConfiguration {
　　public void setVersion(float version);
　　public float getVersion();
　　public void setName(String name);
　　public String getName();
　　}

　　　這是相當(dāng)明白易懂的；清單 3 中的接口為 XML 方案中定義的屬性提供讀方法和寫方法。另外，您將需要生成一個(gè)實(shí)現(xiàn)類來(lái)定義此接口的各個(gè)成員變量，并實(shí)現(xiàn)此接口中的每個(gè)方法。這種使接口從實(shí)現(xiàn)中分離出來(lái)的方法使我們能夠?yàn)樘囟ǖ男枰嶂泄┒喾N實(shí)現(xiàn)。 例如，某個(gè)特定的服務(wù)可能需要執(zhí)行計(jì)算，而不只是接受從寫方法中收到的值?，F(xiàn)在考慮那種更復(fù)雜的情況還有點(diǎn)為時(shí)尚早，但我將在后續(xù)文章中重新提到它。然而，一般說(shuō)來(lái)，您仍可以確定實(shí)現(xiàn)類應(yīng)該像什么樣子，如清單 4 所示。

　　清單 4. 為 ServiceConfiguration 實(shí)現(xiàn)而從 XML 方案生成的 Java 代碼 public class

　　ServiceConfigurationImpl implements ServiceConfiguration {
　　private String name;
　　private float version;

　　public void setVersion(float version) {
　　this.version = version;
　　}

　　public float getVersion() {
　　return version;
　　}

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

　　public String getName() {
　　return name;
　　}
　　}

　　相同的原則也適用于 XML 方案中定義的其它對(duì)象。您可以在下面查看到其它 Java 類（因?yàn)樗鼈兌际菓?yīng)該生成的）：

　　PortType.java
　　PortTypeImpl.java
　　DocumentType.java
　　DocumentTypeImpl.java
　　WebServiceConfiguration.java
　　WebServiceConfigurationImpl.java

　　總結(jié)

　　到目前為止，您應(yīng)該對(duì)數(shù)據(jù)綁定的各個(gè)方面都比較熟悉了。我已初步介紹了您應(yīng)該使用數(shù)據(jù)綁定的原因，尤其是在配置信息的范圍內(nèi)，并概述了為實(shí)現(xiàn)此方法您所需要了解的一些基本概念。