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xml解析的4种方式

 
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关键字：Java解析xml、解析xml四种方法、DOM、SAX、JDOM、DOM4j

【引言】

xml是一种通用的数据交换格式，它的平台无关性，语言无关性，系统无关性给数据集成与交互带来了极大的方便。目前在Java中用于解析XML的技术很多，主流的有DOM、SAX、JDOM、DOM4j，下文主要介绍这4种解析XML文档技术的使用、优缺点及性能测试。

一、【基础知识——扫盲】

sax、dom是两种对xml文档进行解析的方法(没有具体实现，只是接口)，所以只有它们是无法解析xml文档的；jaxp只是api，它进一步封装了sax、dom两种接口，并且提供了DomcumentBuilderFactory/DomcumentBuilder和SAXParserFactory/SAXParser（默认使用xerces解释器）。

二、【DOM、SAX、JDOM、DOM4j简单使用介绍】

1、【DOM(Document Object Model) 】
由W3C提供的接口，它将整个XML文档读入内存，构建一个DOM树来对各个节点(Node)进行操作。
示例代码：

[html] view plaincopyprint?
  1. <?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>  
  2. <university name="pku">  
  3.     <college name="c1">  
  4.         <class name="class1">  
  5.             <student name="stu1" sex='male' age="21" />  
  6.             <student name="stu2" sex='female' age="20" />  
  7.             <student name="stu3" sex='female' age="20" />  
  8.         </class>  
  9.         <class name="class2">  
  10.             <student name="stu4" sex='male' age="19" />  
  11.             <student name="stu5" sex='female' age="20" />  
  12.             <student name="stu6" sex='female' age="21" />  
  13.         </class>  
  14.     </college>  
  15.     <college name="c2">  
  16.         <class name="class3">  
  17.             <student name="stu7" sex='male' age="20" />  
  18.         </class>  
  19.     </college>  
  20.     <college name="c3">  
  21.     </college>  
  22. </university>  

后文代码中有使用到text.xml（该文档放在src路径下，既编译后在classes路径下），都是指该xml文档。

[java] view plaincopyprint?
  1. package test.xml;  
  2.   
  3. import java.io.File;  
  4. import java.io.FileNotFoundException;  
  5. import java.io.FileOutputStream;  
  6. import java.io.IOException;  
  7. import java.io.InputStream;  
  8.   
  9. import javax.xml.parsers.DocumentBuilder;  
  10. import javax.xml.parsers.DocumentBuilderFactory;  
  11. import javax.xml.parsers.ParserConfigurationException;  
  12. import javax.xml.transform.Transformer;  
  13. import javax.xml.transform.TransformerConfigurationException;  
  14. import javax.xml.transform.TransformerException;  
  15. import javax.xml.transform.TransformerFactory;  
  16. import javax.xml.transform.dom.DOMSource;  
  17. import javax.xml.transform.stream.StreamResult;  
  18.   
  19. import org.w3c.dom.Document;  
  20. import org.w3c.dom.Element;  
  21. import org.w3c.dom.Node;  
  22. import org.w3c.dom.NodeList;  
  23. import org.w3c.dom.Text;  
  24. import org.xml.sax.SAXException;  
  25.   
  26. /** 
  27.  * dom读写xml 
  28.  * @author whwang 
  29.  */  
  30. public class TestDom {  
  31.       
  32.     public static void main(String[] args) {  
  33.         read();  
  34.         //write();   
  35.     }  
  36.       
  37.     public static void read() {  
  38.         DocumentBuilderFactory dbf = DocumentBuilderFactory.newInstance();  
  39.         try {  
  40.             DocumentBuilder builder = dbf.newDocumentBuilder();  
  41.             InputStream in = TestDom.class.getClassLoader().getResourceAsStream("test.xml");  
  42.             Document doc = builder.parse(in);  
  43.             // root <university>   
  44.             Element root = doc.getDocumentElement();  
  45.             if (root == null) return;  
  46.             System.err.println(root.getAttribute("name"));  
  47.             // all college node   
  48.             NodeList collegeNodes = root.getChildNodes();  
  49.             if (collegeNodes == null) return;  
  50.             for(int i = 0; i < collegeNodes.getLength(); i++) {  
  51.                 Node college = collegeNodes.item(i);  
  52.                 if (college != null && college.getNodeType() == Node.ELEMENT_NODE) {  
  53.                     System.err.println("\t" + college.getAttributes().getNamedItem("name").getNodeValue());  
  54.                     // all class node   
  55.                     NodeList classNodes = college.getChildNodes();  
  56.                     if (classNodes == null) continue;  
  57.                     for (int j = 0; j < classNodes.getLength(); j++) {  
  58.                         Node clazz = classNodes.item(j);  
  59.                         if (clazz != null && clazz.getNodeType() == Node.ELEMENT_NODE) {  
  60.                             System.err.println("\t\t" + clazz.getAttributes().getNamedItem("name").getNodeValue());  
  61.                             // all student node   
  62.                             NodeList studentNodes = clazz.getChildNodes();  
  63.                             if (studentNodes == null) continue;  
  64.                             for (int k = 0; k < studentNodes.getLength(); k++) {  
  65.                                 Node student = studentNodes.item(k);  
  66.                                 if (student != null && student.getNodeType() == Node.ELEMENT_NODE) {  
  67.                                     System.err.print("\t\t\t" + student.getAttributes().getNamedItem("name").getNodeValue());  
  68.                                     System.err.print(" " + student.getAttributes().getNamedItem("sex").getNodeValue());  
  69.                                     System.err.println(" " + student.getAttributes().getNamedItem("age").getNodeValue());  
  70.                                 }  
  71.                             }  
  72.                         }  
  73.                     }  
  74.                 }  
  75.             }  
  76.         } catch (ParserConfigurationException e) {  
  77.             e.printStackTrace();  
  78.         } catch (FileNotFoundException e) {  
  79.             e.printStackTrace();  
  80.         } catch (SAXException e) {  
  81.             e.printStackTrace();  
  82.         } catch (IOException e) {  
  83.             e.printStackTrace();  
  84.         }  
  85.           
  86.     }  
  87.       
  88.     public static void write() {  
  89.         DocumentBuilderFactory dbf = DocumentBuilderFactory.newInstance();  
  90.         try {  
  91.             DocumentBuilder builder = dbf.newDocumentBuilder();  
  92.             InputStream in = TestDom.class.getClassLoader().getResourceAsStream("test.xml");  
  93.             Document doc = builder.parse(in);  
  94.             // root <university>   
  95.             Element root = doc.getDocumentElement();  
  96.             if (root == null) return;  
  97.             // 修改属性   
  98.             root.setAttribute("name", "tsu");  
  99.             NodeList collegeNodes = root.getChildNodes();  
  100.             if (collegeNodes != null) {  
  101.                 for (int i = 0; i <collegeNodes.getLength() - 1; i++) {  
  102.                     // 删除节点   
  103.                     Node college = collegeNodes.item(i);  
  104.                     if (college.getNodeType() == Node.ELEMENT_NODE) {  
  105.                         String collegeName = college.getAttributes().getNamedItem("name").getNodeValue();  
  106.                         if ("c1".equals(collegeName) || "c2".equals(collegeName)) {  
  107.                             root.removeChild(college);  
  108.                         } else if ("c3".equals(collegeName)) {  
  109.                             Element newChild = doc.createElement("class");  
  110.                             newChild.setAttribute("name", "c4");  
  111.                             college.appendChild(newChild);  
  112.                         }  
  113.                     }  
  114.                 }  
  115.             }  
  116.             // 新增节点   
  117.             Element addCollege = doc.createElement("college");  
  118.             addCollege.setAttribute("name", "c5");  
  119.             root.appendChild(addCollege);  
  120.             Text text = doc.createTextNode("text");  
  121.             addCollege.appendChild(text);  
  122.               
  123.             // 将修改后的文档保存到文件   
  124.             TransformerFactory transFactory = TransformerFactory.newInstance();  
  125.             Transformer transFormer = transFactory.newTransformer();  
  126.             DOMSource domSource = new DOMSource(doc);  
  127.             File file = new File("src/dom-modify.xml");  
  128.             if (file.exists()) {  
  129.                 file.delete();  
  130.             }  
  131.             file.createNewFile();  
  132.             FileOutputStream out = new FileOutputStream(file);           
  133.             StreamResult xmlResult = new StreamResult(out);  
  134.             transFormer.transform(domSource, xmlResult);  
  135.             System.out.println(file.getAbsolutePath());  
  136.         } catch (ParserConfigurationException e) {  
  137.             e.printStackTrace();  
  138.         } catch (SAXException e) {  
  139.             e.printStackTrace();  
  140.         } catch (IOException e) {  
  141.             e.printStackTrace();  
  142.         } catch (TransformerConfigurationException e) {  
  143.             e.printStackTrace();  
  144.         } catch (TransformerException e) {  
  145.             e.printStackTrace();  
  146.         }  
  147.     }  
  148. }  

该代码只要稍做修改，即可变得更加简洁，无需一直写if来判断是否有子节点。

2、【SAX (Simple API for XML) 】
SAX不用将整个文档加载到内存，基于事件驱动的API(Observer模式)，用户只需要注册自己感兴趣的事件即可。SAX提供EntityResolver, DTDHandler, ContentHandler, ErrorHandler接口，分别用于监听解析实体事件、DTD处理事件、正文处理事件和处理出错事件，与AWT类似，SAX还提供了一个对这4个接口默认的类DefaultHandler（这里的默认实现，其实就是一个空方法），一般只要继承DefaultHandler，重写自己感兴趣的事件即可。
示例代码：

[java] view plaincopyprint?
  1. package test.xml;  
  2.   
  3. import java.io.IOException;  
  4. import java.io.InputStream;  
  5.   
  6. import javax.xml.parsers.ParserConfigurationException;  
  7. import javax.xml.parsers.SAXParser;  
  8. import javax.xml.parsers.SAXParserFactory;  
  9.   
  10. import org.xml.sax.Attributes;  
  11. import org.xml.sax.InputSource;  
  12. import org.xml.sax.Locator;  
  13. import org.xml.sax.SAXException;  
  14. import org.xml.sax.SAXParseException;  
  15. import org.xml.sax.helpers.DefaultHandler;  
  16.   
  17. /** 
  18.  * 
  19.  * @author whwang 
  20.  */  
  21. public class TestSAX {  
  22.   
  23.     public static void main(String[] args) {  
  24.         read();  
  25.         write();  
  26.     }  
  27.       
  28.     public static void read() {  
  29.         try {  
  30.             SAXParserFactory factory = SAXParserFactory.newInstance();  
  31.             SAXParser parser = factory.newSAXParser();  
  32.             InputStream in = TestSAX.class.getClassLoader().getResourceAsStream("test.xml");  
  33.             parser.parse(in, new MyHandler());  
  34.         } catch (ParserConfigurationException e) {  
  35.             e.printStackTrace();  
  36.         } catch (SAXException e) {  
  37.             e.printStackTrace();  
  38.         } catch (IOException e) {  
  39.             e.printStackTrace();  
  40.         }  
  41.     }  
  42.       
  43.     public static void write() {  
  44.         System.err.println("纯SAX对于写操作无能为力");  
  45.     }  
  46.       
  47. }  
  48.   
  49. // 重写对自己感兴趣的事件处理方法   
  50. class MyHandler extends DefaultHandler {  
  51.   
  52.     @Override  
  53.     public InputSource resolveEntity(String publicId, String systemId)  
  54.             throws IOException, SAXException {  
  55.         return super.resolveEntity(publicId, systemId);  
  56.     }  
  57.   
  58.     @Override  
  59.     public void notationDecl(String name, String publicId, String systemId)  
  60.             throws SAXException {  
  61.         super.notationDecl(name, publicId, systemId);  
  62.     }  
  63.   
  64.     @Override  
  65.     public void unparsedEntityDecl(String name, String publicId,  
  66.             String systemId, String notationName) throws SAXException {  
  67.         super.unparsedEntityDecl(name, publicId, systemId, notationName);  
  68.     }  
  69.   
  70.     @Override  
  71.     public void setDocumentLocator(Locator locator) {  
  72.         super.setDocumentLocator(locator);  
  73.     }  
  74.   
  75.     @Override  
  76.     public void startDocument() throws SAXException {  
  77.         System.err.println("开始解析文档");  
  78.     }  
  79.   
  80.     @Override  
  81.     public void endDocument() throws SAXException {  
  82.         System.err.println("解析结束");  
  83.     }  
  84.   
  85.     @Override  
  86.     public void startPrefixMapping(String prefix, String uri)  
  87.             throws SAXException {  
  88.         super.startPrefixMapping(prefix, uri);  
  89.     }  
  90.   
  91.     @Override  
  92.     public void endPrefixMapping(String prefix) throws SAXException {  
  93.         super.endPrefixMapping(prefix);  
  94.     }  
  95.   
  96.     @Override  
  97.     public void startElement(String uri, String localName, String qName,  
  98.             Attributes attributes) throws SAXException {  
  99.         System.err.print("Element: " + qName + ", attr: ");  
  100.         print(attributes);  
  101.     }  
  102.   
  103.     @Override  
  104.     public void endElement(String uri, String localName, String qName)  
  105.             throws SAXException {  
  106.         super.endElement(uri, localName, qName);  
  107.     }  
  108.   
  109.     @Override  
  110.     public void characters(char[] ch, int start, int length)  
  111.             throws SAXException {  
  112.         super.characters(ch, start, length);  
  113.     }  
  114.   
  115.     @Override  
  116.     public void ignorableWhitespace(char[] ch, int start, int length)  
  117.             throws SAXException {  
  118.         super.ignorableWhitespace(ch, start, length);  
  119.     }  
  120.   
  121.     @Override  
  122.     public void processingInstruction(String target, String data)  
  123.             throws SAXException {  
  124.         super.processingInstruction(target, data);  
  125.     }  
  126.   
  127.     @Override  
  128.     public void skippedEntity(String name) throws SAXException {  
  129.         super.skippedEntity(name);  
  130.     }  
  131.   
  132.     @Override  
  133.     public void warning(SAXParseException e) throws SAXException {  
  134.         super.warning(e);  
  135.     }  
  136.   
  137.     @Override  
  138.     public void error(SAXParseException e) throws SAXException {  
  139.         super.error(e);  
  140.     }  
  141.   
  142.     @Override  
  143.     public void fatalError(SAXParseException e) throws SAXException {  
  144.         super.fatalError(e);  
  145.     }  
  146.       
  147.     private void print(Attributes attrs) {  
  148.         if (attrs == null) return;  
  149.         System.err.print("[");  
  150.         for (int i = 0; i < attrs.getLength(); i++) {  
  151.             System.err.print(attrs.getQName(i) + " = " + attrs.getValue(i));  
  152.             if (i != attrs.getLength() - 1) {  
  153.                 System.err.print(", ");  
  154.             }  
  155.         }  
  156.         System.err.println("]");  
  157.     }  
  158. }  

3、【JDOM】
JDOM与DOM非常类似，它是处理XML的纯JAVA API，API大量使用了Collections类，且JDOM仅使用具体类而不使用接口。　JDOM 它自身不包含解析器。它通常使用 SAX2 解析器来解析和验证输入 XML 文档（尽管它还可以将以前构造的 DOM 表示作为输入）。它包含一些转换器以将 JDOM 表示输出成 SAX2 事件流、DOM 模型或 XML 文本文档
示例代码：

[java] view plaincopyprint?
  1. package test.xml;  
  2.   
  3. import java.io.File;  
  4. import java.io.FileOutputStream;  
  5. import java.io.IOException;  
  6. import java.io.InputStream;  
  7. import java.util.List;  
  8.   
  9. import org.jdom.Attribute;  
  10. import org.jdom.Document;  
  11. import org.jdom.Element;  
  12. import org.jdom.JDOMException;  
  13. import org.jdom.input.SAXBuilder;  
  14. import org.jdom.output.XMLOutputter;  
  15.   
  16. /** 
  17.  * JDom读写xml 
  18.  * @author whwang 
  19.  */  
  20. public class TestJDom {  
  21.     public static void main(String[] args) {  
  22.         //read();   
  23.         write();  
  24.     }  
  25.       
  26.     public static void read() {  
  27.         try {  
  28.             boolean validate = false;  
  29.             SAXBuilder builder = new SAXBuilder(validate);  
  30.             InputStream in = TestJDom.class.getClassLoader().getResourceAsStream("test.xml");  
  31.             Document doc = builder.build(in);  
  32.             // 获取根节点 <university>   
  33.             Element root = doc.getRootElement();  
  34.             readNode(root, "");  
  35.         } catch (JDOMException e) {  
  36.             e.printStackTrace();  
  37.         } catch (IOException e) {  
  38.             e.printStackTrace();  
  39.         }  
  40.     }  
  41.       
  42.     @SuppressWarnings("unchecked")  
  43.     public static void readNode(Element root, String prefix) {  
  44.         if (root == null) return;  
  45.         // 获取属性   
  46.         List<Attribute> attrs = root.getAttributes();  
  47.         if (attrs != null && attrs.size() > 0) {  
  48.             System.err.print(prefix);  
  49.             for (Attribute attr : attrs) {  
  50.                 System.err.print(attr.getValue() + " ");  
  51.             }  
  52.             System.err.println();  
  53.         }  
  54.         // 获取他的子节点   
  55.         List<Element> childNodes = root.getChildren();  
  56.         prefix += "\t";  
  57.         for (Element e : childNodes) {  
  58.             readNode(e, prefix);  
  59.         }  
  60.     }  
  61.       
  62.     public static void write() {  
  63.         boolean validate = false;  
  64.         try {  
  65.             SAXBuilder builder = new SAXBuilder(validate);  
  66.             InputStream in = TestJDom.class.getClassLoader().getResourceAsStream("test.xml");  
  67.             Document doc = builder.build(in);  
  68.             // 获取根节点 <university>   
  69.             Element root = doc.getRootElement();  
  70.             // 修改属性   
  71.             root.setAttribute("name", "tsu");  
  72.             // 删除   
  73.             boolean isRemoved = root.removeChildren("college");  
  74.             System.err.println(isRemoved);  
  75.             // 新增   
  76.             Element newCollege = new Element("college");  
  77.             newCollege.setAttribute("name", "new_college");  
  78.             Element newClass = new Element("class");  
  79.             newClass.setAttribute("name", "ccccc");  
  80.             newCollege.addContent(newClass);  
  81.             root.addContent(newCollege);  
  82.             XMLOutputter out = new XMLOutputter();  
  83.             File file = new File("src/jdom-modify.xml");  
  84.             if (file.exists()) {  
  85.                 file.delete();  
  86.             }  
  87.             file.createNewFile();  
  88.             FileOutputStream fos = new FileOutputStream(file);  
  89.             out.output(doc, fos);  
  90.         } catch (JDOMException e) {  
  91.             e.printStackTrace();  
  92.         } catch (IOException e) {  
  93.             e.printStackTrace();  
  94.         }  
  95.     }  
  96.       
  97. }  

4、【DOM4j】
dom4j是目前在xml解析方面是最优秀的(Hibernate、Sun的JAXM也都使用dom4j来解析XML)，它合并了许多超出基本 XML 文档表示的功能，包括集成的 XPath 支持、XML Schema 支持以及用于大文档或流化文档的基于事件的处理
示例代码：

[java] view plaincopyprint?
  1. package test.xml;  
  2.   
  3. import java.io.File;  
  4. import java.io.FileWriter;  
  5. import java.io.IOException;  
  6. import java.io.InputStream;  
  7. import java.util.List;  
  8.   
  9. import org.dom4j.Attribute;  
  10. import org.dom4j.Document;  
  11. import org.dom4j.DocumentException;  
  12. import org.dom4j.DocumentHelper;  
  13. import org.dom4j.Element;  
  14. import org.dom4j.ProcessingInstruction;  
  15. import org.dom4j.VisitorSupport;  
  16. import org.dom4j.io.SAXReader;  
  17. import org.dom4j.io.XMLWriter;  
  18.   
  19. /** 
  20.  * Dom4j读写xml 
  21.  * @author whwang 
  22.  */  
  23. public class TestDom4j {  
  24.     public static void main(String[] args) {  
  25.         read1();  
  26.         //read2();   
  27.         //write();   
  28.     }  
  29.   
  30.     public static void read1() {  
  31.         try {  
  32.             SAXReader reader = new SAXReader();  
  33.             InputStream in = TestDom4j.class.getClassLoader().getResourceAsStream("test.xml");  
  34.             Document doc = reader.read(in);  
  35.             Element root = doc.getRootElement();  
  36.             readNode(root, "");  
  37.         } catch (DocumentException e) {  
  38.             e.printStackTrace();  
  39.         }  
  40.     }  
  41.       
  42.     @SuppressWarnings("unchecked")  
  43.     public static void readNode(Element root, String prefix) {  
  44.         if (root == null) return;  
  45.         // 获取属性   
  46.         List<Attribute> attrs = root.attributes();  
  47.         if (attrs != null && attrs.size() > 0) {  
  48.             System.err.print(prefix);  
  49.             for (Attribute attr : attrs) {  
  50.                 System.err.print(attr.getValue() + " ");  
  51.             }  
  52.             System.err.println();  
  53.         }  
  54.         // 获取他的子节点   
  55.         List<Element> childNodes = root.elements();  
  56.         prefix += "\t";  
  57.         for (Element e : childNodes) {  
  58.             readNode(e, prefix);  
  59.         }  
  60.     }  
  61.       
  62.     public static void read2() {  
  63.         try {  
  64.             SAXReader reader = new SAXReader();  
  65.             InputStream in = TestDom4j.class.getClassLoader().getResourceAsStream("test.xml");  
  66.             Document doc = reader.read(in);  
  67.             doc.accept(new MyVistor());  
  68.         } catch (DocumentException e) {  
  69.             e.printStackTrace();  
  70.         }  
  71.     }  
  72.       
  73.     public static void write() {  
  74.         try {  
  75.             // 创建一个xml文档   
  76.             Document doc = DocumentHelper.createDocument();  
  77.             Element university = doc.addElement("university");  
  78.             university.addAttribute("name", "tsu");  
  79.             // 注释   
  80.             university.addComment("这个是根节点");  
  81.             Element college = university.addElement("college");  
  82.             college.addAttribute("name", "cccccc");  
  83.             college.setText("text");  
  84.               
  85.             File file = new File("src/dom4j-modify.xml");  
  86.             if (file.exists()) {  
  87.                 file.delete();  
  88.             }  
  89.             file.createNewFile();  
  90.             XMLWriter out = new XMLWriter(new FileWriter(file));  
  91.             out.write(doc);  
  92.             out.flush();  
  93.             out.close();  
  94.         } catch (IOException e) {  
  95.             e.printStackTrace();  
  96.         }  
  97.     }  
  98. }  
  99.   
  100. class MyVistor extends VisitorSupport {  
  101.     public void visit(Attribute node) {  
  102.         System.out.println("Attibute: " + node.getName() + "="  
  103.                 + node.getValue());  
  104.     }  
  105.   
  106.     public void visit(Element node) {  
  107.         if (node.isTextOnly()) {  
  108.             System.out.println("Element: " + node.getName() + "="  
  109.                     + node.getText());  
  110.         } else {  
  111.             System.out.println(node.getName());  
  112.         }  
  113.     }  
  114.   
  115.     @Override  
  116.     public void visit(ProcessingInstruction node) {  
  117.         System.out.println("PI:" + node.getTarget() + " " + node.getText());  
  118.     }  
  119. }  

 

三、【性能测试】

环境：AMD4400+ 2.0+GHz主频 JDK6.0
运行参数：-Xms400m -Xmx400m
xml文件大小：10.7M
结果：
DOM: >581297ms
SAX: 8829ms
JDOM: 581297ms
DOM4j: 5309ms
时间包括IO的，只是进行了简单的测试，仅供参考！！！！

四、【对比】

1、【DOM】
DOM是基于树的结构，通常需要加载整文档和构造DOM树，然后才能开始工作。
优点：
    a、由于整棵树在内存中，因此可以对xml文档随机访问
    b、可以对xml文档进行修改操作
    c、较sax，dom使用也更简单。
缺点：
    a、整个文档必须一次性解析完
    a、由于整个文档都需要载入内存，对于大文档成本高
2、【SAX】
SAX类似流媒体，它基于事件驱动的，因此无需将整个文档载入内存，使用者只需要监听自己感兴趣的事件即可。
优点：
    a、无需将整个xml文档载入内存，因此消耗内存少
    b、可以注册多个ContentHandler
缺点：
    a、不能随机的访问xml中的节点
    b、不能修改文档
3、【JDOM】
JDOM是纯Java的处理XML的API，其API中大量使用Collections类，
优点：
    a、DOM方式的优点
    b、具有SAX的Java规则
缺点
    a、DOM方式的缺点
4、【DOM4J】
这4中xml解析方式中，最优秀的一个，集易用和性能于一身。

 

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