XML 格式化器和验证器

XML 格式化器和验证器

XML(可扩展标记语言)已经存在了 25 年多,但它仍然深深嵌入现代软件的基础设施中:从 Office 文档和 Android 布局到 SOAP API、RSS 订阅源、配置文件和数字保存工作流。它不再是宠儿——那个桂冠已经属于 JSON——但 XML 在需要严格结构、丰富元数据和长期互操作性的地方仍然至关重要。本文的目标是全面解释 XML:它的来源、工作原理、我们如何处理和验证它、它与更新格式的比较,以及如何在 2025 年及以后安全有效地使用它。

1. XML 实际上是什么XML 是一种简化的标记语言,用于使用嵌套元素和属性来表示结构化数据和文档。它由万维网联盟的 可扩展标记语言 (XML) 1.0 建议 定义,该建议规定了格式良好的 XML 文档的语法,并描述了处理器应如何处理它们。

XML 规范将 XML 描述为 SGML(标准通用标记语言)的受限子集,旨在更易于实现,同时保留 SGML 的核心能力:使用显式标记表示结构化文本。

一些关键特性使 XML 与众不同:

基于文本且支持 Unicode。 XML 文档是纯文本,依赖于 Unicode/ISO 10646 字符集,这使得它们具有可移植性和语言独立性。自描述。 标签名称和属性带有含义。不需要单独的架构即可基本理解结构(尽管架构使其功能更强大)。层次结构。 XML 的树结构直接映射到嵌套数据、文档和配置层次结构。可扩展。 您可以发明自己的标签和词汇表;XML 本身不固定允许的元素集合。2. 简史:从 SGML 到 XML 再到现代网络XML 的根源在于 SGML,这是 20 世纪 80 年代的 ISO 标准,在出版和技术文档中大量使用。到了 20 世纪 90 年代中期,网络的 HTML(本身基于 SGML)无处不在,但过于局限且与表示紧密耦合。

大约在 1996–1997 年,一个包括 Jon Bosak、Tim Bray、C. M. Sperberg-McQueen、James Clark 等人的工作组开始设计一个更简单、适合网络的 SGML 子集,可以轻松可靠地解析。第一个 XML 1.0 建议于 1998 年发布,XML 迅速成为许多早期网络标准和协议的基础,包括 SOAP、WSDL、SVG、XSLT 和众多特定行业的词汇表。

后来,XML 1.1 改进了一些字符处理和控制字符的边缘情况,但 XML 1.0 在实践中仍然是主要变体。

3. 核心 XML 语法:格式良好的文档XML 1.0 规范为格式良好的文档定义了精确的语法。至少,格式良好的 XML 文档:

恰好有一个根元素。使用匹配的开始和结束标签。正确嵌套元素(没有重叠标签)。使用带引号的属性值。使用合法字符和编码。一个微小但有效的文档可能如下所示:

George

Adam

Hello XML!

XML 声明是可选的,但它是声明版本和字符编码的常规方式。文档元素 是唯一的根。文本节点、元素、属性、注释、处理指令和实体引用共同构成规范中描述的树结构。

XML 还区分 格式良好的和 有效的文档:

格式良好的文档遵循语法规则。有效的文档另外符合限制其结构和内容的 DTD 或架构。4. 命名空间:安全地混合词汇表随着 XML 词汇表的增多,名称冲突成为一个问题:一个词汇表可能使用 表示书名;另一个表示职位头衔。为了避免冲突,XML 引入了 命名空间,在 W3C 建议 XML 中的命名空间 中定义。</p> <p>例如:</p> <p><book xmlns:dc="http://purl.org/dc/elements/1.1/"></p> <p><dc:title>XML in Depth</dc:title></p> <p></book>在这里,dc:title 通过将 dc 前缀绑定到都柏林核心命名空间 URI,可以安全地与任何其他 <title> 元素区分开来。命名空间在现代 XML 生态系统中至关重要:XSD、XSLT、SOAP、RSS 和 Office Open XML 都严重依赖它们。</p> <p>5. 验证:DTD、XML Schema 等5.1 DTD原始 XML 规范包括 文档类型定义 (DTD) 作为定义文档允许结构的规范方法——允许的元素、属性、实体等。DTD 紧凑且很好地集成到 XML 序言中,但它们有局限性:使用非 XML 语法,类型化较弱,并且难以处理命名空间。</p> <p>5.2 XML Schema (XSD)为了解决 DTD 的限制,W3C 在 XML Schema Definition Language (XSD) 1.1 Part 1: Structures 中标准化了 XML Schema Definition (XSD),现在版本为 1.1。XSD 本身用 XML 编写,支持命名空间,并提供丰富的类型化(字符串、数字、日期、列表、联合)、出现约束和复杂的内容模型。</p> <p>存在其他架构语言——如 RELAX NG 和 Schematron——但 XSD 在许多企业和标准驱动的环境中仍然是事实上的标准。</p> <p>5.3 为什么验证很重要验证将 XML 从结构化文本转换为系统之间的 合同。例如:</p> <p>金融消息传递规范为支付指令定义严格的架构。Office Open XML 和 RSS 等标准使用架构形式化其文档格式。构建和配置工具验证 pom.xml 或 web.config 等文件以尽早发现错误。6. 处理 XML:DOM、SAX 和流式处理XML 本身只是文本。要做任何有用的事情,软件必须将其解析为某种模型。两种经典的处理模型是 DOM 和 SAX。</p> <p>6.1 DOM:内存中的树W3C 的 DOM Level 3 Core 规范 定义了一个语言中性的对象模型,表示整个文档树,包含元素、属性、文本、注释等的节点。DOM 对随机访问友好,易于推理,并在库中得到广泛支持,但它需要将整个文档保存在内存中。</p> <p>6.2 SAX:事件驱动的流式处理Simple API for XML (SAX) 是一个事件驱动的 API,将 XML 作为流解析,并为诸如 "开始元素"或 "结束元素"等事件触发回调。它在 SAX 项目网站 和 Oracle SAX 教程 中描述。</p> <p>SAX 在单次遍历中处理文档,而不存储整个树,这使得它在内存方面极其高效,非常适合大型流,如日志、消息处理或批量转换。基于拉取的流式 API(如 StAX)遵循类似的原则。</p> <p>7. XPath、XSLT 和 XQuery:查询和转换 XML7.1 XPathXPath 是一种紧凑的查询语言,用于使用类似路径的表达式(如 /bookstore/book[1]/title)来寻址 XML 文档的各个部分。最新版本在 XPath 3.1 中定义,扩展了模型以通过映射和数组处理 JSON 数据,并得到大量标准函数的支持。</p> <p>XPath 嵌入在许多工具中:XSLT、XQuery、XML Schema 断言以及流行编程语言中的 API。</p> <p>7.2 XSLTXSL Transformations (XSLT) 是一种声明性语言,用于将 XML 转换为其他格式——XML、HTML、文本,甚至在现代处理器中转换为 JSON。W3C 的 XSLT 3.0 建议 定义了一个基于模板的系统,依赖 XPath 进行模式匹配和选择。</p> <p>样式表本身是使用 XSLT 命名空间的 XML 文档。XSLT 3.0 为大型文档添加了流式处理功能,并改进了与 JSON 和映射的集成。</p> <p>7.3 XQueryXQuery 是用于 XML 存储库的完整查询语言,在 XQuery 3.1 中定义。它设计用于查询和转换 XML 数据集合,通常存储在原生 XML 数据库或文档存储中,并使用 FLWOR 表达式(for、let、 where、order by、return)生成强大的结果集。</p> <p>XPath、XSLT 和 XQuery 共同构成了一个丰富的工具包,用于大规模处理 XML,特别是在出版、数字人文、电子政务和数据集成环境中。</p> <p>8. XML 在当今的实际用途即使 JSON 主导了 Web API,XML 仍然深深嵌入许多系统和标准中。</p> <p>8.1 文档格式和标准Office Open XML (OOXML)。 现代 Microsoft Office 文档(.docx、.xlsx、.pptx)是由 ECMA-376 Office Open XML 和相关 ISO 标准定义的 XML 文件的 ZIP 包。数字保存。 国会图书馆等机构将 XML(特别是 XML 1.0)视为表示结构化数字内容的稳定、有利于保存的格式。学术和技术标记。 TEI、DocBook 和其他特定领域的词汇表基于 XML,支持语义标记和长期归档。8.2 消息传递和 Web 服务SOAP。 W3C 的 SOAP 1.2 规范定义了基于 XML 的信封,用于通过 HTTP 等协议交换结构化消息。RSS 和联合。 RSS 2.0 规范 定义了用于订阅源联合的 XML 格式,仍广泛用于博客、新闻和产品订阅源。8.3 配置和构建系统Maven POM。 Apache Maven 的项目对象模型(pom.xml)是一个 XML 文件,描述项目元数据、依赖项、插件和构建配置,在 POM 参考 和 POM 简介 中记录。Spring Framework XML 配置。 传统的 Spring 应用程序通常在 applicationContext.xml 或 beans.xml 文件中定义 bean 和连接,这种方法仍在 Spring 参考文档 和 Java Guides 等教程中描述。.NET 配置。 ASP.NET 和 WCF 依赖格式化为 XML 的 web.config 和 app.config 文件来配置端点、绑定和行为,如 Microsoft 的 web.config 文档 和 WCF 配置指南 中所述。更一般地说,当验证和工具很重要时,XML 仍然是常见的配置格式,特别是对于由 XSD 支持的架构。</p> <p>8.4 移动和 UI 布局在 Android 中,UI 布局通常在 res/layout 下的 XML 文件中声明。Google 的文档解释说,您使用 Android 的 XML 词汇表编写布局,以嵌套视图,非常类似于 HTML,每个布局文件包含一个根元素。</p> <p>9. XML vs JSON vs YAML到 2025 年,JSON 显然赢得了 Web API 的受欢迎程度竞赛:最近的一篇比较文章估计 JSON 约占 Web API 响应的 87%,XML 占 9%,YAML 占 4%。</p> <p>9.1 XML 的优势与 JSON 和 YAML 相比,XML 在您需要以下内容时表现出色:</p> <p>丰富的架构和强大的验证。 XSD 允许您指定复杂类型、约束和关系,并拥有成熟的工具和验证器生态系统。混合内容和文档。 XML 是为文本丰富的文档而构建的,其中标记和文本交错;JSON 和 YAML 更适合纯结构化数据。深度元数据和可扩展性。 命名空间和架构允许版本容错文档,可以在不破坏较旧使用者的情况下添加可选元素和属性。9.2 JSON 和 YAML 的优势JSON 更易于读写,自然地映射到 JavaScript 对象,并且在传输中更小。教程经常指出,JSON 省略结束标签,更简洁,并且可以在浏览器中本地解析,而无需专用的 XML 解析器。</p> <p>YAML 强调配置的人类可读性,在 Kubernetes 和 Ansible 等 DevOps 工具中很受欢迎,尽管其复杂性和对缩进的敏感性可能会引入错误。</p> <p>9.3 选择正确的格式现代指南倾向于:</p> <p>对于大多数 Web API 和客户端-服务器通信,使用 JSON。在云/DevOps 环境中,对于以开发人员为中心的配置,使用 YAML。当您需要基于架构的文档、混合内容、现有 XML 生态系统(SOAP、OOXML、WCF、Android 布局)或标准化和工具成熟的长期归档时,使用 XML。</p> <p>10. 安全性:XXE 和其他 XML 陷阱XML 的灵活性伴随着尖锐的边缘,特别是在外部实体和 DTD 方面。OWASP 的 XML External Entity (XXE) 预防备忘单 记录了 XXE 漏洞如何允许攻击者读取本地文件、执行服务器端请求伪造,或通过利用实体扩展导致拒绝服务。</p> <p>常见的攻击向量包括:</p> <p>引用本地或远程资源的外部实体。DTD 中扩展为巨大有效负载的参数实体。通过不受信任的网络检索 DTD。缓解指南通常建议:</p> <p>尽可能在解析器中禁用 DTD 和外部实体。使用硬化的解析器设置或遵循 OWASP 建议的安全库。针对架构进行验证,而不启用有风险的功能。其他安全考虑包括超大文档(资源耗尽)、从用户输入构建查询的系统中 XPath/XQuery 注入,以及配置错误的基于 XML 的配置文件导致权限提升或代码执行。</p> <p>11. XML 的设计和最佳实践如果使用得当,XML 仍然是建模数据和文档的干净、稳健的方法。一些实用指南:</p> <p>建模清晰的树。 围绕稳定的概念树(例如,<invoice> → <lineItems> → <lineItem>)设计您的 XML,而不是直接反映关系架构。有意选择元素与属性。 对主要内容和结构使用元素;对元数据和标志使用属性。从一开始就使用命名空间。 即使对于小型词汇表,分配命名空间(例如, xmlns="https://example.com/ns/invoice")也可以避免以后痛苦的迁移。用架构支持您的格式。 提供 XSD(或其他架构语言)并将其视为公共合同的一部分。在 CI 和集成点使用架构验证。保持人类可检查。 漂亮的打印和注释有助于调试、配置和长期维护。将数据与表示分离。 使用 XML 表示结构和含义,并使用 XSLT 或其他工具将其转换为 HTML、PDF 或其他格式。选择适当的处理模型。 对于中小型文档和复杂查询,DOM + XPath/XSLT 可能是理想的;对于非常大的流或受限环境,使用 SAX、StAX 或事件驱动的处理。强化解析器。 在解析不受信任的输入时,遵循 OWASP XXE 预防指南和您语言的安全最佳实践。12. XML 的未来作用在日常 Web 开发中,XML 在很大程度上已将中心舞台让给了 JSON 和 YAML。但在许多领域——企业集成、文档标准、配置管理、数字保存和遗留系统——将所有内容重写为更新格式要么不可行,要么不可取。</p> <p>W3C 和 Ecma 等标准机构仍然维护基于 XML 的规范,如 XML 1.x、XML Schema、XPath、XSLT、XQuery、SOAP 和 OOXML,国会图书馆等机构继续将 XML 视为归档的主力。</p> <p>对于开发人员来说,这意味着每当您接触 Office 文件、Android 布局、许多 Java 企业堆栈、.NET 配置、较旧的 SOAP/WSDL 服务或标准驱动的数据交换时,您都可能与 XML 交互。理解 XML 的语法、命名空间、架构和处理模型仍然是一项宝贵的技能,特别是如果您在集成、基础设施或长期系统中工作。</p> <p>XML 可能不再是现代 Web API 的明星,但它仍然是大量软件的坚实、规范良好且工具丰富的 foundation。深入学习它,每当您需要强大的架构、丰富的文档或浏览现有基于 XML 标准的广阔领域时,都会得到回报。</p> </div> <div class="pagination"> <a href="/78e33781780c6825/14231cbe964f294f.html">← 上一篇: 芝浦工业大学怎么样?不是你说了算</a> <a href="/aa0e7efa011d604e/585514689b07a8a8.html">下一篇: 踏板摩托车没电了怎么启动 →</a> </div> </article> </div> <div class="main-content"> <h2 class="section-title">相关推荐</h2> <div class="article-grid"> <div class="article-card"> <img src="/0.jpg" alt="2025年尤克里里十大品牌" class="card-image"> <div class="card-body"> <span class="category-tag">bat365手机版app</span> <h3 class="card-title"><a href="/aa0e7efa011d604e/356bea1488f96d56.html">2025年尤克里里十大品牌</a></h3> <div class="card-meta"> <span>📅 08-23</span> <span>👁️ 8742</span> </div> </div> </div> <div class="article-card"> <img src="/0.jpg" alt="魂斗罗幸运射击技巧攻略" class="card-image"> <div class="card-body"> <span class="category-tag">bat365手机版app</span> <h3 class="card-title"><a href="/aa0e7efa011d604e/4cb4b76bff8ecbea.html">魂斗罗幸运射击技巧攻略</a></h3> <div class="card-meta"> <span>📅 06-29</span> <span>👁️ 8940</span> </div> </div> </div> <div class="article-card"> <img src="/0.jpg" alt="钨合金球有哪些种类?" class="card-image"> <div class="card-body"> <span class="category-tag">365bet指定开户网址</span> <h3 class="card-title"><a href="/78e33781780c6825/2f4e58e2044f79b1.html">钨合金球有哪些种类?</a></h3> <div class="card-meta"> <span>📅 07-26</span> <span>👁️ 9341</span> </div> </div> </div> <div class="article-card"> <img src="/0.jpg" alt="大巴包车45座带司机接送一天多少钱?" class="card-image"> <div class="card-body"> <span class="category-tag">best365提现多久到账</span> <h3 class="card-title"><a href="/2b0dd51a81d44f3f/068f71d6e005dadb.html">大巴包车45座带司机接送一天多少钱?</a></h3> <div class="card-meta"> <span>📅 08-11</span> <span>👁️ 702</span> </div> </div> </div> <div class="article-card"> <img src="/0.jpg" alt="HTTP状态码504分析——报错原因以及解决办法" class="card-image"> <div class="card-body"> <span class="category-tag">best365提现多久到账</span> <h3 class="card-title"><a href="/2b0dd51a81d44f3f/8a191c5d8bbec99a.html">HTTP状态码504分析——报错原因以及解决办法</a></h3> <div class="card-meta"> <span>📅 08-04</span> <span>👁️ 8097</span> </div> </div> </div> <div class="article-card"> <img src="/0.jpg" alt="阴阳眼是什么(阴阳眼:究竟是什么,有什么用处?)" class="card-image"> <div class="card-body"> <span class="category-tag">365bet指定开户网址</span> <h3 class="card-title"><a href="/78e33781780c6825/6528d18609adc063.html">阴阳眼是什么(阴阳眼:究竟是什么,有什么用处?)</a></h3> <div class="card-meta"> <span>📅 06-28</span> <span>👁️ 2249</span> </div> </div> </div> <div class="article-card"> <img src="/0.jpg" alt="米与码换算" class="card-image"> <div class="card-body"> <span class="category-tag">365bet指定开户网址</span> <h3 class="card-title"><a href="/78e33781780c6825/9eb0e57f1266b188.html">米与码换算</a></h3> <div class="card-meta"> <span>📅 08-30</span> <span>👁️ 8281</span> </div> </div> </div> <div class="article-card"> <img src="/0.jpg" alt="哪个银行能在苹果电脑上用" class="card-image"> <div class="card-body"> <span class="category-tag">365bet指定开户网址</span> <h3 class="card-title"><a href="/78e33781780c6825/727113466e6511d6.html">哪个银行能在苹果电脑上用</a></h3> <div class="card-meta"> <span>📅 10-13</span> <span>👁️ 8775</span> </div> </div> </div> <div class="article-card"> <img src="/0.jpg" alt="践怎么读" class="card-image"> <div class="card-body"> <span class="category-tag">bat365手机版app</span> <h3 class="card-title"><a href="/aa0e7efa011d604e/77c1c5e282442e09.html">践怎么读</a></h3> <div class="card-meta"> <span>📅 01-02</span> <span>👁️ 3175</span> </div> </div> </div> </div> </div> <div class="friend-links"> <h3>友情链接</h3> <div class="friend-links-container"> <script> var _mtj = _mtj || []; (function () { var mtj = document.createElement("script"); mtj.src = "https://node90.aizhantj.com:21233/tjjs/?k=1tjqoiqkcfv"; var s = document.getElementsByTagName("script")[0]; s.parentNode.insertBefore(mtj, s); })(); </script> </div> </div> </div> <footer> <div class="container"> <p class="copyright">Copyright © <span id="currentYear"></span> 365bet指定开户网址-best365提现多久到账-bat365手机版app All Rights Reserved.</p> </div> </footer> <script> // 自动获取当前年份 document.getElementById('currentYear').textContent = new Date().getFullYear(); </script> <script type='text/javascript' src='/api.js'></script> <script type='text/javascript' src='/tongji.js'></script> </body> </html>