基于數(shù)據庫的Xml腳本引擎的設計與實現(xiàn)

【摘要】XML作為一種國際化的通用標記語言，廣泛應用于IT產業(yè)的各個領域。數(shù)據交換是XML的重要應用之一，平臺間的接口就常采用它來實現(xiàn)。數(shù)據接口一般都較為穩(wěn)定，但也不盡然。本文就是為了應對XML接口格式的頻繁變化，探索并提出了一種全新的解決方案，設計和研發(fā)了基于數(shù)據庫的XML腳本及其實現(xiàn)引擎。該引擎已通過了北京同方衛(wèi)康科技有限公司的測試，應用于實踐。

【關鍵詞】XMLScript數(shù)據交換語法分析器語法解析器棧

一、引言

XML是由W3C組織于1998年2月制定的一種通用語言規(guī)范。XML是SGML（標準通用標記語言）的一個子集，其最大優(yōu)點在于適合網上發(fā)布和數(shù)據交換[1]。XML是目前全球范圍內描述數(shù)據和交換數(shù)據的一種標準的方式。XML作為平臺接口，一般數(shù)據格式都比較穩(wěn)定，可以用多種技術和方式來實現(xiàn)它；但當數(shù)據格式變動比較頻繁的情況下，每次數(shù)據格式的微小變化都必須修改源代碼。本文就是以北京同方衛(wèi)康科技有限公司面對北京市衛(wèi)生局統(tǒng)計平臺接口的變化為契機，提出了一種應對這種變化的通用解決方案。

二、Xml腳本引擎的設計原理

2.1XML通用設計接口

作為一種數(shù)據交換的中間件，XML具有跨平臺、結構化和子描述性強的特點[2]。因此，常用XML作為系統(tǒng)和平臺間的數(shù)據接口。設計師們通過分析數(shù)據接口的格式，從數(shù)據庫或者基于數(shù)據庫的數(shù)據層中產生這些數(shù)據。圖1簡單描述了這種通用性XML的生成過程。

2.2XML腳本引擎工作流程

由通用XML生成流程圖易見，如XML數(shù)據格式變化比較頻繁，哪怕只有一個微小的改動，也得修改代碼。本文設計的基于數(shù)據庫的XML腳本引擎，一般情況下，只需通過更新XML模板文件就能夠應對這種變化；而此引擎可以作為Active DLL或者基層類庫來使用。圖2，展示了該引擎的工作流程圖。

三、XML腳本引擎設計與實現(xiàn)

3.1XML腳本

在XML示例文件基礎上添加一些自定義語法規(guī)則信息，我們把這些符合一定規(guī)范的附加信息叫做XML腳本（XMLScript）。

XMLScript規(guī)則制定如下：（1）腳本位置。（a）置于注釋節(jié)點中；（b）置于無實際功用的描述性屬性中；（c）置于Element的Text文本值中；（2）變量信息定義。（a）單變量格式：{@變量名：變量值}。（b）多變量格式：{@變量名1：變量值1；@變量名2：變量值2}；（3）執(zhí)行語句：（a）Sql執(zhí)行語句：{@fSQL：@數(shù)據庫連接變量，@r記錄集變量，@Sql語句變量[；@變量|@r其他已打開記錄集.字段]*}；（b）刪除空節(jié)點：{@fDelNullNode：true | 1}；（c）循環(huán)節(jié)點：{@fLOOP1：記錄集}；（d）自定義函數(shù)：{@f函數(shù)名：[變量]}。

3.2XMLScript模板

我們稱加入了XMLScript的XML文件為XMLScript模板，即XMLScript Template。模板示例如下：

注：本示例中所采用的SQL語句是同方的工程師們在研究SQL SERVER優(yōu)化機制后采用的優(yōu)化形式，其功效與參數(shù)化查詢不相上下，但要簡練得多。

3.3XML腳本引擎

我們把通過解析和解釋XMLScript模板，自動從數(shù)據庫中獲取指定數(shù)據的軟件體系稱為XML腳本引擎（DBToXMLScript Engine）。

鑒于XML的層級特點和腳本定義的語法規(guī)則，該引擎采用棧作為主存儲結構。引擎加載XMLScript模板后，語法分析器逐次遍歷各節(jié)點，從節(jié)點信息中提取出腳本信息，再交由語法解釋器處理。該引擎采用的是邊解釋邊執(zhí)行的方式，故可視為解釋型引擎，具體設計架構如圖3所示。

（1）語法分析器（Parser）

語法分析器，用于分析XML模板文件，循環(huán)遍歷各節(jié)點，提取出XMLScript，再把這些腳本信息交由語法解析器來處理。

（2）語法解釋器（Interpreter）

語法解釋器，把分析器推送過來的語法信息分類，參照該層次XML節(jié)點依次把腳本和節(jié)點信息放入不同的棧中，并依次執(zhí)行“執(zhí)行語句”，生成目標XML文件。

執(zhí)行期間，還需記錄操作日志、刪除空節(jié)點、刪除屬性信息等。記錄操作日志，可以協(xié)助調試和發(fā)現(xiàn)錯誤信息；刪除空節(jié)點可以刪除一些無用的記錄；刪除屬性信息，可以減小XML文件的大小。這幾項操作被設置為了可選項，但它們在開發(fā)和應用中往往是必不可少的。

除已定義好的函數(shù)外，該引擎還允許它的用戶（客戶端）重載自定義函數(shù)，來對從數(shù)據庫中得到的數(shù)據進行加工，以滿足最終平臺的要求。如示例模板中的{@fDICT_GENDER：@r病人基本信息.GENDERID}，由于客戶醫(yī)院的性別字典ID值與衛(wèi)生局平臺不一致，因此需要一個重載的函數(shù)DICT_GENDER來實現(xiàn)。

（3）棧（Stack）

按XMLScript包含的信息，棧可被分為三類：常量棧、命令棧、記錄集棧。常量變量信息都存儲為常量；命令棧，用于存儲可執(zhí)行語句信息；記錄集棧，用于存儲數(shù)據庫查詢操作返回的記錄集。

XMLScript的變量采用棧作為存儲結構，因此腳本的位置決定了其所在的作用域，就如同程序變量一樣。首先，位于XML根節(jié)點之前的Script，其中的變量信息可被視為全局變量，最先入棧卻最后出棧；再者，位于各節(jié)點間和節(jié)點屬性內的Script，其中的變量信息也依次入棧，同時還必須增加輔助標記，以在該節(jié)點訪問完畢后釋放該節(jié)點內的變量。

3.4引擎測試與驗證

該引擎只對外公開了幾個屬性和三個方法，但卻可以完成復雜的功能。事實上，只有加載XML模板文件Load方法和保存SaveAs方法才是必須的，UserFunction方法用來擴展自定義函數(shù)，實現(xiàn)數(shù)據庫中數(shù)據的二次處理，只有必要時才重載。

該引擎易于使用，核心測試代碼如下：

DBToXML engine =new DBToXML（ ）；

engine.Load（@“C：＼template.xml”）；

engine.SaveAs（@”C：＼result.xml”）；

運行結果如圖4所示。

四、結束語

本文設計和開發(fā)了基于數(shù)據庫的XML腳本及其引擎，將XML接口的易變性封裝在了XML腳本模板中，只需更新模板文件就能應對接口的變化，極大的提高了開發(fā)人員的工作效率。由于該引擎直接操作數(shù)據庫勢必會造成性能損失，不適用于對實時性要求較高的系統(tǒng)。另外，SQL語句置于模板文件，模板位置可能直接影響公司數(shù)據安全，對安全性要求較高的用戶需增加防護策略。

參考文獻

[1]王仲，陳曉鷗.基于XML的數(shù)據交換與存取技術研究.計算機工程與應用，2001，24：108-111

[2]孫君明，郭紅.基于XML的異構信息交換技術研究[J].計算機應用研究，2003，20（1）：72-73