XML и ADO.NET – Часть 1

В этой статье мы рассмотрим использование XML формата данных в ado.net.

Использование XML

Многие специалисты рассматривают XML как новую технологию интеграции программных компонент. Основными преимуществами использования XML являются:

• Интеграция данных из различных источников. XML можно использовать для объединения разнородных структурированных данных на среднем уровне трехуровневых Web-систем, баз данных.
• Локальная обработка данных. Полученные данные в формате XML можно разбирать, обрабатывать и отображать непосредственно на клиенте без дополнительных обращений к серверу.
• Просмотр и манипулирование данными в различных разрезах. Полученные данные могут обрабатываться и просматриваться клиентом различными способами в зависимости от нужд конечного пользователя.
• Возможность частичного обновления данных. С помощью XML можно обновлять только ту часть структурированных данных, которая была изменена, а не всю структуру целиком.

Все эти преимущества делают XML незаменимым инструментом для разработки гибких средств поиска информации в базах данных, мощных трехуровневых Web-приложений, а также приложений, поддерживающих транзакции. Другими словами, с помощью XML можно формировать запросы к базам данных различных структур, что позволяет осуществлять поиск информации в многочисленных несовместимых друг с другом базах данных. Использование XML на среднем уровне трехуровневых Web-приложений позволяет осуществлять эффективный обмен данными между клиентами и серверами систем электронной коммерции.

Кроме того, язык XML может использоваться в качестве средства для описания грамматики других языков и контроля правильности составления документов.

Использование XML в ADO.NET

Роль языка XML

Язык XML в технологии .NET используется повсеместно. В глобальном видении развития приложений в эпоху Internet компания Microsoft также отводит ему особое место. Ниже перечислены некоторые применения языка XML в .NET.

• Язык XML используется для кодирования запросов к Web-службам и ответов, возвращаемых клиенту.
• Язык XML может использоваться для моделирования данных в наборах данных, используемых в технологии доступа к данным ADO.NET.
• Язык XML используется при создании конфигурационных файлов.
• Для некоторых языков, поддерживаемых платформой .NET, документация на языке XML может быть сгенерирована автоматически.
• Язык XML — лингва-франка (общепринятый язык) для корпоративных серверов, построенных на платформе .NET.
• Язык XML используется технологией Web-служб для описания и передачи данных.

Доступ к данным XML

XML имеет много преимуществ при описании данных, которые нужно перемещать между разнородными системами и источниками данных. Поскольку вы можете обеспечить данные XML описанием схемы данных XML, во многих случаях имеет смысл передавать именно такие данные, а не DataSet (Набор данных). Так как данные ХМL являются текстом, они могут проходить через порты брандмауэров, которые обычно открыты, в отличие от протокола распределенной модели компонентных объектов DCOM (Distributed COM — Distributed Component Object Model) или протокола RMI, используемого в JAVA, которые требуют открытия особых портов.
Мы не ставим себе цель обсудить в следующих разделах все детали языка XML. Мы хотим только продемонстрировать, как можно использовать концепции данных, принятые в ХМL и в DataSet (Набор данных).

Схема и данные XML

Язык XML не навязывает принцип организации данных или суть документа XML. Он лишь определяет правила сопоставления документов. С другой стороны, схема XML описывает метаданные, т.е. способ организации данных внутри документа XML. Схемы XML пишутся на XML.
Например, сам по себе XML можно использовать для описания данных реляционной базы данных, а схема XML может использоваться для описания связей между данными, такими, как первичные или внешние ключи. Гораздо проще использовать схему XML и данные в одном документе или текстовом потоке, чем загружать каждую таблицу в набор данных, а затем программно устанавливать связи между таблицами.

XmlDataDocument

Документы могут содержать в себе результат вычислений, полученный от базы данных. Например, отчет о продажах содержит, кроме данных о продажах, полученных от источника данных, и некоторые пояснения. Для представления данных в виде документа ХМL используется класс XmlDataDocument.
Класс XmlDataDocument является производным от класса XmlDocument, который представляет документы XML в библиотеке классов .Net Xml Framework. Особенно удобным делает класс XmlDataDocument то, что экземпляр этого класса можно получить из объекта DataSet (Набор данных) посредством простой передачи объекта Data-Set (Набор данных) конструктору класса XmlDataDocument в качестве аргумента. XmlDataDocument имеет свойство DataSet (Набор данных), так что вы можете работать с документом XML как с реляционными данными, если это имеет смысл.

DataSet (Набор данных) и XML

Объект DataSet (Набор данных) содержит методы WriteXml и WriteXmlSchema, которые выдают данные и схему данных, хранящихся в наборе данных. Схема XML, возвращаемая объектом DataSet (Набор данных), определяется из самих данных. Пока вы не добавите явным образом в объект DataSet (Набор данных) ограничения, такие, как первичные или внешние ключи, они не будут частью схемы.
Объект DataSet (Набор данных) содержит также и методы, предназначенные для чтения XML: ReadXml и ReadXmlSchema. С помощью ReadXml можно считывать данные и схему в объект DataSet (Набор данных). Когда схема отсутствует, метод попытается извлечь ее изданных. Если же это не удастся, возникнет исключение. ReadXmlSchema считывает схему документа.
При отсутствии в документе XML схемы, DataSet (Набор данных) будет извлекать данные, как если бы они были таблицами, руководствуясь при этом набором правил. Оставшиеся элементы будут считаться столбцами таблиц
Для определения того, будет столбец записываться в документ XML как элемент или как атрибут, используется свойство Col-rr.Kapping объекта DataColamn. Запись столбца как элемента предпочтительней. Элемент, содержащий нескалярные данные, считается таблицей. Атрибуты и скалярные значения являются столбцами. Подробнее эти правила описаны в документации к .NET.

Рассмотрение примеров

Предварительная подготовка

Для того, чтобы работать с данным документом, вам необходимо располагать как минимум браузером Internet Explorer версии 5.0 и выше. При этом будут работать некоторые из приведенных в тексте примеров.

Для того, чтобы у вас работали все примеры, необходимо установить XML-парсер версии 3. Если пример работает только под управлением XML-парсера версии 3, то в каждом случае это оговаривается особо. Отметим, что версии IE вплоть до 5.5 используют более ранние версии парсера, поэтому устанавливать его все равно придется. О более старших версиях IE узнайте самостоятельно.
Дистрибутив  XML-парсера версии 3 можно найти по адресу http://msdn.microsoft.com/XML/XMLDownloads/default.aspx.
После установки парсера вам нужно будет зарегистрировать его в реестре. Для этого в командной строке необходимо выполнить команду: regsvr32 msxml3.dll. Затем необходимо сообщить IE, что вы намерены использовать этот парсер. Для этого нужно запустить утилиту xmlinst. Утилиту xmlinst можно найти по адресу http://msdn.microsoft.com/library/default.asp?url=/downloads/list/xmlgeneral.asp. Вы можете также попробовать найти ответы на вопросы об установке XML-парсера по адресу http://www.netcrucible.com/xslt/msxml-faq.htm.

Введение

Рассмотрим простой пример XML-файла (ex01.xml).

<?xml version="1.0" encoding="WINDOWS-1251"?>
<tutorial>
<title>"Заметки об XSL"</title>
<author>Леонов Игорь Васильевич</author>
</tutorial>

Если мы откроем этот файл в браузере Internet Explorer, то мы увидим тот же самый текст, который приведен выше, вместе со всеми тегами и служебной информацией. Но нам не нужны теги и служебная информация! Мы хотим видеть только ту информацию, которая относится к делу, а при помощи тегов - управлять внешним видом этой информации. Эта задача решается легко и просто: необходимо к XML-файлу добавить шаблон преобразования - XSL-файл.

Перепишем наш XML-файл в следующем виде (ex01-1.xml).

<?xml version="1.0" encoding="WINDOWS-1251"?>
<?xml-stylesheet type='text/xsl' href='ex01-1.xsl'?>
<tutorial>
<title>"Заметки об XSL"</title>
<author>Леонов Игорь Васильевич</author>
</tutorial>

И создадим XSL-файл ex01-1.xsl. Текст файла приведен ниже.

<xsl:stylesheet version="1.0" xmlns:xsl="http://www.w3.org/TR/WD-xsl">
<xsl:template match="/">
<p><strong><xsl:value-of select="//title"/></strong></p>
<p><xsl:value-of select="//author"/></p>
</xsl:template>
</xsl:stylesheet>

Если мы теперь откроем файл ex01-1.xsl в браузере Internet Explorer, то мы увидим, что наша задача решена, - на экране осталась только необходимая нам информация, все теги исчезли. Результат, который вы получите на экране браузера, приведен ниже.

"Заметки об XSL"

Леонов Игорь Васильевич

Легко также увидеть, что порядок вывода строк у нас определяется только содержанием шаблона преобразования - XSL-файла. При необходимости шаблон можно легко поменять, абсолютно не меняя наш основной XML-файл.

Перепишем XML-файл. Информационную часть изменять не будем, а шаблон укажем другой ex01-2.xml.

<?xml version="1.0" encoding="WINDOWS-1251"?>
<?xml-stylesheet type='text/xsl' href='ex01-2.xsl'?>
<tutorial>
<title>"Заметки об XSL"</title>
<author>Леонов Игорь Васильевич</author>
</tutorial>

Создадим XSL-файл ex01-2.xsl. Текст файла приведен ниже.

<xsl:stylesheet version="1.0" xmlns:xsl="http://www.w3.org/TR/WD-xsl">
<xsl:template match="/">
<p><strong><xsl:value-of select="//author"/></strong></p>
<p><xsl:value-of select="//title"/></p>
</xsl:template>
</xsl:stylesheet>

Если мы теперь откроем файл ex01-2.xsl в браузере Internet Explorer, то результат будет другим.

Леонов Игорь Васильевич

"Заметки об XSL"

Отметим теперь момент, который является ключевым для разработчиков баз данных. Информация в XML-странице появляется, как правило, в результате запроса к базе данных. Запрос к базе данных в многопользовательской среде - это весьма дорогостоящая операция. Предположим теперь, что у нас нет XML и мы формируем стандартные статические HTML-страницы. В этом случае для решения задачи простого преобразования внешнего представления информации, например, для изменения сортировки, у нас есть два способа решения проблемы: выполнить запрос и сохранить результаты в каком-либо временном буфере на сервере или каждый раз при изменении внешнего представления выполнять новый запрос и формировать HTML-страницу заново.

Первый способ требует трудоемкого программирования, второй способ значительно увеличивает нагрузку на сервер базы данных, производительность которого часто является узким местом системы, - пользователю всегда хочется получать результаты быстрее.

XML и XSL - это исчерпывающее решение описанной выше проблемы. Фактически XML-страница - это и есть временный буфер для результатов запросов. Только вместо нестандартного и трудоемкого программирования мы теперь используем стандартный механизм XSL.

Есть и еще одно соображение, которое может быть существенным для разработчиков баз данных. Большинство современных СУБД могут форматировать результаты запроса к базе данных в виде XML-файла. То есть при построении интерфейса пользователя в рамках технологии XML и XSL мы добиваемся определенной независимости от поставщика СУБД. В части организации вывода - практически полной независимости. А эта часть весьма велика в большинстве прикладных систем, ориентированных на работу с базами данных. Конечно, помимо вывода есть еще ввод и серверная обработка бизнес-логики, но здесь вам придется искать какие-то иные решения.