YAML 格式与java实现【huiqinbo转】

YAML 简介

YAML 试图用一种比 XML 更敏捷的方式，来完成 XML 所完成的任务。

南 俊杰 ([e-mail]), 高级工程师, IBM

南俊杰，IBM中国研发中心高级工程师。

 

简介： 本文简要介绍YAML™的理念，主要实现，特色以及一些缺憾。

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YAML Ain't Markup Language

和GNU一样，YAML是一个递归着说“不”的名字。不同的是，GNU对UNIX说不，YAML说不的对象是XML。

YAML不是XML。

为什么不是XML呢？因为：

• YAML的可读性好。
• YAML和脚本语言的交互性好。
• YAML使用实现语言的数据类型。
• YAML有一个一致的信息模型。
• YAML易于实现。

上面5条也就是XML不足的地方。同时，YAML也有XML的下列优点：

• YAML可以基于流来处理；
• YAML表达能力强，扩展性好。

总之，YAML试图用一种比XML更敏捷的方式，来完成XML所完成的任务。

更多的内容及规范参见http://www.yaml.org。

语法

Structure通过空格来展示。Sequence里的项用"-"来代表，Map里的键值对用":"分隔.

这几乎就是所有的语法了.

比如……

一般YAML文件扩展名为.yaml。比如：John.yaml

name: John Smith
age: 37
spouse:
    name: Jane Smith
    age: 25
children:
    -   name: Jimmy Smith
        age: 15
    -   name: Jenny Smith
        age 12
        

John今年37岁，有一个幸福的四口之家。两个孩子Jimmy 和Jenny活泼可爱。妻子Jane年轻美貌。

如果深入研究的话还可能发现一些社会问题。

可见YAML的可读性是不错。

JYaml——YAML的Java实现

YAML已经有了不少实现,详细的实现列表参见http://www.yaml.org/download.html。

其中JYaml（http://jyaml.sourceforge.net）是YAML的Java实现。

JYaml简介

YAML使用实现语言的数据类型。我们看一下一些JYaml支持的Java数据类型：

• 原始数据和封装类（比如int，java.lang.Integer）
• JavaBean兼容对象（Structure支持）
• Collection （sequence支持）
  • List
  • Set
• Map （map支持）
• Arrays （sequence支持）
• BigInteger 和BigDecimal
• Date

我们给出John.yaml的java描述：

public class Person {
    private String name;
    private int age;
    private Person sponse;
    private Person[] children;
    // setXXX, getXXX方法略.
}

现在让我们装配一个Jone：

    Person john = new Person();
    john.setAge(37);
    john.setName("John Smith");
    Person sponse = new Person();
    sponse.setName("Jane Smith");
    sponse.setAge(25);
    john.setSponse(sponse);
    Person[] children = {new Person(), new Person()};
    children[0].setName("Jimmy Smith");
    children[0].setAge(15);
    children[1].setName("Jenny Smith");
    children[1].setAge(12);
    john.setChildren(children);

使用JYaml把Jone“Dump”出来：

    File dumpfile = new File("John_dump.yaml");
    Yaml.dump(john, dumpfile);

下面我们看看John_dump.yaml是什么样子：

--- !yaml.test.internal.Person
age: 37
children: !yaml.test.internal.Person[]
  - !yaml.test.internal.Person
    age: 15
    name: Jimmy Smith
  - !yaml.test.internal.Person
    age: 12
    name: Jenny Smith
name: John Smith
sponse: !yaml.test.internal.Person
  age: 25
  name: Jane Smith

其中!yaml.test.internal.Person是一些类型的信息。load的时候需要用。

现在用JYaml把Jone_dump.yaml load进来：

    Person john2 = (Person) Yaml.loadType(dumpfile, Person.class);

还可以用下面的代码dump出没有类型信息的John.yaml：

Yaml.dump(john,dumpfile, true);

我们再来看看JYaml对流处理的支持。

为简便起见，我们只是把同一个john写10次：

    YamlEncoder enc = new YamlEncoder(new FileOutputStream(dumpfile));
    for(int i=0; i<10; i++){
        john.setAge(37+i);
        enc.writeObject(john);
        enc.flush();
    }
   enc.close();

下面再把这十个对象一个一个读出来（注意while循环退出的方式）：

      YamlDecoder dec = new YamlDecoder(new FileInputStream(dumpfile));
      int age = 37;
      while(true){
          try{
              john = (Person) dec.readObject();
              assertEquals(age, john.getAge());
              age++;
          }catch(EOFException eofe){
              break;
          }
      }

JYaml对JDK14的支持

JYaml的源码是基于JVM5的。也提供对JVM5功能的一些支持，比如对枚举类型的支持。

JYaml的JVM14的支持是通过retrotranslator(http://retrotranslator.sourceforge.net）. retrotranslator使用ASM（http://asm.objectweb.org ）动态修改JVM5字节码成JVM14，使JYaml在JVM14下可用。会牺牲一些效率。Debug时也会失真。

我修改了JYaml作者Toby Ho的一些源码（基于Beta2.2），使之与JVM14兼容。当然，为此也去掉了对JVM5才有的类型的支持（比如枚举类型）. 这个牺牲应该是值得的。需要的人可以来信索取。

YAML和SDO（只讨论双方的java实现）

如果读者想了解更多SDO的概念，请参见http://www.ibm.com/developerworks/library/specification/j-commonj-sdowmt/index.html 。这里我们只讨论SDO的java实现。

SDO里有一个很重要的概念，DataObject。从DataObject的接口里，可以看出有两类的数据类型，一类是JYaml支持的，诸如String, List之类，一类是DataObject。因此我们只需要增加一种支持DataObject的类型，就可以完成对SDO DataObject的支持。

不妨叫YamlDataObject。下面是它的数据结构。

public class YamlDataObject {
    private String uRI;
    private String name;
    private Map attributes;
}

YamlDataObject里用到的类型，都是JYaml能够支持的。其中，uRI和name用来描述DataObject自身。attributes来描述DataObject里的值。这些值可能为DataObject，也可能是JYaml所支持的其他类型。我们希望用YamlDataObject来担当DataObject的角色，因此YamlDataObject和DataObject要能互相转化。增加两个API：

private static YamlDataObject newInstance(DataObject dataobject){...
private DataObject toDataObject() {...

上面两个之所以是private的，是因为我们打算遵照JYaml的习惯，增加两个接口，dump和load，这样newInstance和toDataObject只在内部使用了。下面是dump和load的定义：

public static void dump(DataObject dataobject, File dumpfile) 
                  throws FileNotFoundException{...
public static Object load(File file) 
                  throws FileNotFoundException{...

下面是一小段测试代码：

// ... create dataobject ...
File bodump=new File("bodump.yaml");
YamlDataObject.dump(dataobject,bodump);
assertTrue(bodump.exists());
DataObject dataobject2 = (DataObject) YamlDataObject.load(bodump);
 // check result
assertNotNull(dataobject2);
for(int i=0; i<5; i++){
   assertEquals(dataobject.get(i),dataobject2.get(i));
}

具体的实现细节就不谈了。读者可以作为练习题，熟悉一下这两个数据整合方案。

YAML和Ruby

Ruby和YAML的联系，甚至比Java与XML的联系还要紧密。Ruby把YAML用到了和数据相关的方方面面。配置文件的约定格式是YAML。同时YAML还是Ruby的文本序列化格式，就像XML是SDO的文本序列化格式一样。

不夸张的说，YAML是Ruby中流动的血液。

那，Ruby为什么不选XML呢?

其一，XML对Ruby这样的脚本语言而言，解析起来比较困难。效率肯定是会有问题。Ruby的XML解析没有完全实现，走的是实用主义的路线，可能也缘于此。而YAML要轻快很多。

另外，XML使用自定义类型。就算解析出来，也不能直接用，还要再转一次。而YAML不定义自己的类型，直接使用宿主语言本身类型，直截了当。

下面给一个Ruby YAML的简介。

我们使用Ruby写一个Person类：

class Person
  attr_accessor :name, :age, :sponse, :children
  def initialize(name, age, sponse=nil, children=nil)
    @name = name
    @age  = age
    @sponse = sponse
    @children = children
  end
end

把John装配起来：

jane = Person.new("Jane Smith", 25)
children = [Person.new("Jimmy Smith", 15), Person.new("Jenny Smith", 12)]
john = Person.new("John Smith", 37, jane, children)

Dump出John到John.yaml：

File.open('John_ruby.yaml', 'w') do |os|
  YAML::dump(john, os)
end

我们看看Dump的结果：

--- !ruby/object:Person
age: 37
children:
- !ruby/object:Person
  age: 15
  children:
  name: Jimmy Smith
  sponse:
- !ruby/object:Person
  age: 12
  children:
  name: Jenny Smith
  sponse:
name: John Smith
sponse: !ruby/object:Person
  age: 25
  children:
  name: Jane Smith
  sponse:

仔细观察会发现和JYaml Dump出来的还是有些区别的。

首先类型信息不一样。这还好说，虽然Ruby load Java的不太可能，但Java加载Ruby的应该没问题。

还有就是一些实现上细微的区别。比如Ruby::Yaml的"spone:"，JYaml认为是不合法的。还有children的不缩行。尽管Ruby::Yaml很流行，但JYaml认为这是Ruby的Bug。网上有相应的争论。

不过在一个语言里使用还是没问题的。下面是load John的代码：

john2 = File.open('John.yaml') { |is|  YAML::load(is) }

YAML的Ruby实现出现的很早。但由于某些原因，YAML的Ruby实现是不严格的。随着其他语言的YAML实现慢慢出现，这个问题日益明显了。

毕竟每个实现语言的类型不一样的，不同语言文化也不同。因此不同实现的YAML的交互是个问题。兼容性需要YAML规范来保证。而具体的实施还有很长的道路要走。

但YAML在单一语言中，YAML的应用是没有问题的。

YAML在Ruby On Rails中经常用作配置文件。比如数据库信息的配置：

test:
  adapter: mysql
  database: weblog_test
  username: root
  password:
  host: localhost

production:
  adapter: mysql
  database: weblog_production
  username: root
  password: 
  host: localhost

熟悉ROR的读者应该能看出这是`config/database.yml'文件。

YAML的适用范围

由于实现简单，解析成本很低，YAML特别适合在脚本语言中使用。列一下现有的语言实现：Ruby，Java，Perl，Python，PHP，OCaml，JavaScript。除了Java，其他都是脚本语言.

YAML比较适合做序列化。因为它是宿主语言数据类型直转的。

YAML做配置文件也不错。比如Ruby on Rails的配置就选用的YAML。对ROR而言，这很自然，也很省事.

由于兼容性问题，不同语言间的数据流转建议现在不要用YAML.

YAML存在的意义

无论多么完美的事物，都需要有对立面，有说“NO”的声音。XML也不例外。当然，站在主流的对立面，需要勇气和智慧。

YAML和XML不同，没有自己的数据类型的定义，而是使用实现语言的数据类型。这一点，有可能是出奇制胜的地方，也可能是一个败笔。如果兼容性保证的不好的话，YAML数据在不同语言间流转会有问题。如果兼容性好的话，YAML就会成为不同语言间数据流通的桥梁。建议yaml.org设立兼容认证机制，每个语言的实现必须通过认证。

假如兼容性没问题的话，YAML就太完美了。轻巧，敏捷，高效，简便，通用。这才是理想中的数据模型。当然就现在而言，这还只是个理想。

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参考资料

• 参与论坛讨论。
  
  
• JYaml项目主页：http://jyaml.sourceforge.net
  
  
• JYaml入门： http://jyaml.sourceforge.net/tutorial.html
  
  
• YAML主页： http://www.yaml.org
  
  
• SDO： http://www.ibm.com/developerworks/library/specification/j-commonj-sdowmt/index.html
  
  
• Ruby： http://www.ruby-lang.org
  
  

关于作者

南俊杰，IBM中国研发中心高级工程师。