XML应用与XGen实战

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    如今似乎任何的软件开发都离不开XML技术支持,在图形图像、数据库、加密安全、软件工程、网络教育、电子商务、语音技术上都有XML施展拳脚的地方,XML应用大潮已经来临。 

XML工作小组创始会员C.M. Sperberg-McQueen认为:“XML最大的影响在于XML软件大量兴起:XML剖析器、XML程序语言库、XSLT处理器、XSL FO处理器、数据库接受XML—不只如此,还有网络浏览器也接受XML。”也正因为如此,IBM、微软、SUN、惠普、Oracle等大公司纷纷进入这个市场。

在学会了XGen等对象绑定工具后,相信大家已经是跃跃欲试,希望立刻用XGen来实战一下,体验一下XML对象绑定的优势。下面就介绍一下我经常用到的XML应用。

1.   XML配置文件

每个系统可能都需要或大或小的配置文件,通过配置文件来初始化系统的参数,好处不用详细介绍了。一般配置文件的格式有以下种:

1.     window系统中ini格式文件和Java语言中使用的Properties文件

2.     XML格式的文件

3.     其他格式文件

第一种类型的配置文件是纯文本文件,基本采用“key = value”的格式来记录各种参数,便于手工书写和阅读。

基于XML Schema的XML文件易于阅读,并且能非常好的显示各个元素之间的层次关系和约束关系。相对于ini文件格式使用xml格式的配置文件有以下优点:

1.1.     配置具有层次性

1.2.     取值有效性检查

1.3.     支持链表,枚举,复杂数据类型

1.4.     配置文件可以嵌套

1.5.     结合XML Spy 等XML编辑工具编辑配置文件十分便捷

1.6.     存在大量第三方的XML对象绑定工具,并且功能强大、开发便捷。如Java语言版的XGen、JAXB,C++版工具 XBind

现在就使开始实践使用XML作为程序使用的配置文件吧。

1.1. 设计XSD文件(XML Schema)

XGen需要编译的是XSD文件,XSD文件是用来描述指定类型的XML文件的大纲文件,是个纯文本文件。通过本文编辑工具就可以手工创建、编辑XSD文件,但是通过一些XML编辑工具可以事半功倍的完成XSD编写工作。我也用过一些XML编辑工具,但是只有XML SPY的功能最强大,并且使用非常方便。

XML Spy 的一些特性:

l         在编辑XML、XSD等文件时具有提示输入功能,可以非常方便的选择。

l         同时具有XML文件合法性校验功能,可以判断Element值的取值是否符合schema的定义。

l         支持DTD和XSD互转

l         提供XSD的样例XML实例文件功能

l         同样支持java,c++,c#的xml绑定,可以生成Java,c++和C#代码,不要太强大哦!

通过XML Spy编写AlertServer.xsd 文件

<?xml version="1.0"?>

<xsd:schema targetNamespace="urn:com:lianchuang:smartsecurer:alert:config:configfile.xsd" xmlns:xsd="http://www.w3.org/2001/XMLSchema" xmlns="urn:com:lianchuang:smartsecurer:alert:config:configfile.xsd" elementFormDefault="qualified" attributeFormDefault="unqualified" >

     <xsd:element name="Config" type="ConifgType"/>

     <xsd:complexType name="ConifgType">

         <xsd:sequence>

              <xsd:element ref="Globe"/>

         </xsd:sequence>

     </xsd:complexType>

     <xsd:element name="Globe" type="GlobeType"/>

     <xsd:complexType name="GlobeType">

         <xsd:sequence>

              <xsd:element ref="AlertServer"/>

              <xsd:element ref="VOManager" maxOccurs="unbounded"/>

         </xsd:sequence>

     </xsd:complexType>

     <xsd:element name="AlertServer" type="AlertServerType"/>

     <xsd:complexType name="AlertServerType">

         <xsd:sequence>

              <xsd:element name="ID" type="xsd:int"/>

              <xsd:element name="Address" type="xsd:string" default="127.0.0.1" minOccurs="0"/>

              <xsd:element name="Port" type="xsd:int" default="1099" minOccurs="0"/>

              <xsd:element name="AlertServerName" type="xsd:string" minOccurs="0"/>

              <xsd:element name="RegisterInterval" type="xsd:int" default="1000" minOccurs="0"/>

              <xsd:element name="CacheSize" type="xsd:int" default="10000" minOccurs="0"/>

              <xsd:element name="DeliverThreadNum" type="xsd:int" default="2" minOccurs="0"/>

              <xsd:element ref="DBOperMode" default="Default" minOccurs="0"/>

              <xsd:element name="BatchDBInsertSize" type="xsd:int" default="1000" minOccurs="0"/>

              <xsd:element name="StatisticsInterval" type="xsd:int" default="1000" minOccurs="0"/>

         </xsd:sequence>

     </xsd:complexType>

     <xsd:element name="VOManager" type="VOManagerType"/>

     <xsd:complexType name="VOManagerType">

         <xsd:sequence>

              <xsd:element name="Address" type="xsd:string"/>

              <xsd:element name="Port" type="xsd:int" default="1099" minOccurs="0"/>

         </xsd:sequence>

     </xsd:complexType>

     <xsd:element name="DBOperMode">

         <xsd:simpleType>

              <xsd:restriction base="xsd:string">

                   <xsd:enumeration value="Default"/>

                   <xsd:enumeration value="Native"/>

              </xsd:restriction>

         </xsd:simpleType>

     </xsd:element>

</xsd:schema>

 

注意 <xsd:schema> 设置

elementFormDefault="qualified" attributeFormDefault="unqualified" 属性

,否则在unmarshal(InputStream ,valid)方法调用中会有异常。这样设置表示限制局部元素和属性,即对每个局部的元素都要设定前缀。

当将 elementFormDefault 设置为 qualified 时,它表示在该语法的实例中,必须使用前缀或通过设置 {默认命名空间} 来显式限定所有元素。unqualified 设置意味着只有全局声明的元素才必须被显式限定,而局部声明的元素不得被限定。在此情形下,限定一个局部声明是错误的。同样,将 attributeFormDefault 设置为 qualified 时,必须使用前缀显式限定实例文档中的所有属性。

1.2. 创建Java对象

进入xgen安装目录,为了省事将AlertServer.xsd文件拷贝到该目录下。执行以下脚本:

xgen AlertServer.xsd

    在当前目录下,会按照urn 路径生成 com\lianchuang\smartsecurer\alert\config\configfile_xsd 目录,并且新创建的class文件就保存在该目录下。若在XSD中定义了自定义复杂类型数据,则会在 configfile_xsd

目录下创建  \type 目录,并把相关的Java Class 放在该目录下。

1.3. 编写代码

对于定义XSD文档,每个复杂类型的ElementA,会有ElementA和ElementATypeComplexType类来作为该Java类的映射,通过getElementATypeComplexType()方法直接可以获取获取ElementA的复杂对象类型的引用。

如在XSD文件中的Globe,可以通过XXX.getConifgTypeComplexType().getGlobe()来获取该Java对象,通过config.getConifgTypeComplexType().getGlobe().getGlobeTypeComplexType()来获取实际的该类型的对象。

对于一些基本类型Element。XGen定义了一些X开头的类与之对应,如int,用XInt表示。可以通过new XInt(int i)来构造XInt对象。

// 下面是读取指定的配置文件,返回 Java 对象的代码

  public static synchronized Config getConfig(String fileName) throws

      FileNotFoundException

  {

    // 创建InputStream对象

    File file = new File(fileName);

    FileInputStream ins = new FileInputStream(file);

 

    ChainedEntityResolver er = new ChainedEntityResolver();

    Unmarshaller un = new Unmarshaller(er);

    GlobalElement ge = null;

    try

    {

      ge = un.unmarshal(ins, false); // 注意,由于本人对XML和XSD也是一知半解,unmarshal的方法尝试了一遍,只有使用这个方法,才可以正常转化xml文件的对象。不知道为什么…

 

      if (ge != null && ge instanceof Config)

        configInstance = (Config) ge;

    }

    catch (ValidationException ex)

    {

      m_log.error(ex);

    }

    catch (MarshalException ex)

    {

      m_log.error(ex);

    }

    catch (IOException ex)

    {

      m_log.error(ex);

    }

    return configInstance;

  }

// 下面是打印对象各个属性参数的样例代码

public static void printConfig(Config config)

  {

    if (config == null)

      return;

    m_log.debug("================ AlertServer Parameters ==================");

    m_log.debug("ID = " +

                config.getConifgTypeComplexType().getGlobe().

                getGlobeTypeComplexType().getAlertServer().

                getAlertServerTypeComplexType().getID());

    m_log.debug("Address = " +

                config.getConifgTypeComplexType().getGlobe().

                getGlobeTypeComplexType().

                getAlertServer().getAlertServerTypeComplexType().getAddress());

    m_log.debug("Port = " +

                config.getConifgTypeComplexType().getGlobe().

                getGlobeTypeComplexType().

                getAlertServer().getAlertServerTypeComplexType().getPort());

 

    m_log.debug("AlertServerName = " +

                config.getConifgTypeComplexType().getGlobe().

                getGlobeTypeComplexType().getAlertServer().

                getAlertServerTypeComplexType().getAlertServerName());

    m_log.debug("RegisterInterval = " +

                config.getConifgTypeComplexType().getGlobe().

                getGlobeTypeComplexType().getAlertServer().

                getAlertServerTypeComplexType().getRegisterInterval());

    m_log.debug("DeliverThreadNum = " +

                config.getConifgTypeComplexType().getGlobe().

                getGlobeTypeComplexType().

                getAlertServer().getAlertServerTypeComplexType().

                getDeliverThreadNum());

    m_log.debug("CacheSize = " +

                config.getConifgTypeComplexType().getGlobe().

                getGlobeTypeComplexType().getAlertServer().

                getAlertServerTypeComplexType().getCacheSize());

    m_log.debug("BatchDBInsertSize = " +

                config.getConifgTypeComplexType().getGlobe().

                getGlobeTypeComplexType().getAlertServer().

                getAlertServerTypeComplexType().getBatchDBInsertSize());

 

    m_log.debug("================= VOManager Parameters ==================");

    for (int i = 0;

         i <

         config.getConifgTypeComplexType().getGlobe().getGlobeTypeComplexType().

         getVOManagerCount();

         ++i)

    {

      m_log.debug("VOManger Address = " +

                  config.getConifgTypeComplexType().getGlobe().

                  getGlobeTypeComplexType().getVOManager()[i].

                  getVOManagerTypeComplexType().getAddress());

      m_log.debug("VOManger Port = " +

                  config.getConifgTypeComplexType().getGlobe().

                  getGlobeTypeComplexType().getVOManager()[i].

                  getVOManagerTypeComplexType().getPort());

    }

  }

2.   利用XML格式的消息通信

编写自定义Socket通信程序时,都需要自己定义一套通信协议的规范,尤其是异构的系统。我们可以使用xml文档作为通信协议,结合XML相关的对象绑定工具来将XML格式的报文转换为Java、C++等语言的对象。

    下面以Java语言结合XGen使用样例描述通信的流程。

2.1. 通信流程

l         发送XML对象

通过程序创建相关的对象,并赋值。通过unmarshal方法转化为StringWriter对象,使用StringWriter的getBuffer().toString()方法返回转化好的字符串。最后,利用socket发送该String。

l         接收XML对象

接收到XML文档后,marshal到Java对象即可。

2.2. 具体技术

l         通信中加密

由于通过XML文档进行通信,数据包是明文的文本,对于一些敏感数据需要进行适当的加密。如直接对XMLw文档上进行DES然后传递,或者根据情况采用更安全的加密方式。

l         发送XML文档

// UDP Socket

DatagramSocket discoverySocket = null;

// 发送的数据包

DatagramPacket dgp = null;

// 将XML对象转化StringWriter对象,即转化为字符串对象

StringWriter sw = new StringWriter();

// XML绑定对象

request req = null;

// 需要发送的字符数组

    byte[] sendBytes = null;

……

……

try

        {

            // 创建XML文档对象

            req = XMLObjAnalysis.makeRequset(m_agentDisc.m_configFileName,

                                         getDiscoverRespSeqNo(),

                                         XMLObjAnalysis.DISCOVERY_REQUEST);

 

            sw.getBuffer().setLength(0);

            // 将请求对象序列化为xml字符串

            req.getRequestTypeComplexType().setRequestAgentIp(new XString(

                agentKey.getRequestIp()));

            req.marshal(sw);

            // 将XML文档通过DES加密

sendBytes = getDESBytes(sw.getBuffer().toString().

                getBytes(), true);

            if (sendBytes != null)

            {

              dgp = new DatagramPacket(sendBytes, sendBytes.length);

              dgp.setAddress(ia);

              dgp.setPort(agentKey.getPort());

              m_log.debug("Send discovery pdu :" + agentKey.getRequestIp() +

                          ":" +

                          agentKey.getPort() + ",size =" +

                          sendBytes.length);

              // m_log.debug(new String(sw.getBuffer()));

              discoverySocket.send(dgp);

            }

          }

          catch (Exception ex4)

          {

            m_log.error(ex4);

          }

 

l         接收XML文档

 

  inGram =

        new DatagramPacket

        (inBuffer, inBuffer.length);

    try

    {

      for (; ; )

      {

        try

        {

 

          inSock.receive(inGram);

        }

        catch (IOException ex)

        {

          m_log.error

              ("ERROR reading input socket:"

               + ex.getMessage());

          // break;

        }

        catch (Exception ex)

        {

          ex.printStackTrace();

          try

          {

            Thread.sleep(100);

          }

          catch (InterruptedException ex2)

          {

          }

          // return;

          continue;

        }

        recvBytes = new byte[inGram.getLength()];

        System.arraycopy(inGram.getData(), 0, recvBytes, 0, inGram.getLength());

        dealAgentMessage(recvBytes, hostName);

 

      }

    }

    finally

    {

      if (inSock != null)

        inSock.close();

    }

 

private void dealAgentMessage(final byte[] origRecvBytes)

  {

BasicInfo resp = null;

// 解密XML文档

    byte[] recvBytes = m_agentDisc.getDESBytes(origRecvBytes, false);

    // 将 encoding 标签改为gb2312,这样可以分析出元素中的中文,否则,无法正确转化为中文

    String orig = new String(recvBytes);

    orig = orig.replaceAll("encoding=\"UTF-8\"", "encoding=\"gb2312\"");

    // 将字符串转化为 ByteArrayInputStream

    ByteArrayInputStream bais = new ByteArrayInputStream(orig.trim().

        getBytes());

    try

{

  // 将XML文档转换为对象

      resp = XMLObjAnalysis.getResponseFromXMLStream(bais);

    }

    catch (Exception ex1)

    {

      m_log.error(ex1);

    }

 

    String requestAgentIp = resp.getBasicInfoTypeComplexType().

        getRequestAgentIp().get();

    if (resp == null)

    {

      m_log.error("Decode reponse error.Ip = " + requestAgentIp);

      return;

    }

 

    // 判断是否是代理自动发现的响应数据

    if (resp.getBasicInfoTypeComplexType().getResponse().

        getResponseChoiceComplexType().getAutoDiscoveryAsChoice() != null)

{

    ……

}    

else if (resp.getBasicInfoTypeComplexType().getResponse().

             getResponseChoiceComplexType().getHealthCheckAsChoice() != null)

    {

        ……

    }

  }

 

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