淺談如何使用.NET存儲XML數(shù)據(jù)

作者：劉燦 2009-05-04 10:25:36

SQL Server 2000和XML for SQL Server 2000 Web版本（SQLXML）提供了三種存儲XML數(shù)據(jù)的途徑：XML Bulk Load和Updategrams，本文將談談如何使用.NET存儲XML數(shù)據(jù)。

XML Bulk Load和Updategrams，這兩種客戶端技術使用帶有注解的大綱指定XML文檔內容和數(shù)據(jù)庫的表之間的映射；OpenXML是一種服務器端技術，它允許你在XML文檔上定義關系視圖，有了OpenXML的關系視圖，你就能使用T-SQL代碼查詢XML文檔中的數(shù)據(jù)并把結果存儲在你的SQL Server數(shù)據(jù)庫中。

這三種技術中的每一種都是為特定的目的設計的。XML Bulk Load把來自很大的XML文檔的數(shù)據(jù)存儲在SQL Server中；Updategrams執(zhí)行SQL Server數(shù)據(jù)的優(yōu)化更新（優(yōu) 化更新是沒有鎖（lock）的更新，在這種更新中系統(tǒng)檢測是否有其它用戶在原來讀取數(shù)據(jù)后改變了它）；OpenXML提供了人們熟悉的XML數(shù)據(jù)關系訪問方法。

在這三種技術中，OpenXML是最靈活的，因為它提供了一個編程模型（T-SQL），在把XML數(shù)據(jù)存儲在SQL Server數(shù)據(jù)庫之前，你可以使用這種編程模型在XML數(shù)據(jù)上編寫業(yè)務規(guī) 則或執(zhí)行計算邏輯。但是，由于OpenXML是一種基于服務器的技術，如果你頻繁的使用它或者有大量的文檔，它會降低SQL Server的性能。不過，如果你采用了微軟.NET框架組件，你就可以使用ADO.NET的數(shù)據(jù)集繞開這些性能和可伸縮性方面的限制，ADO.NET數(shù)據(jù)集賦予你一個強大的技術--為把XML數(shù)據(jù)存儲在SQL Server包含了一個完整的編程模型。

數(shù)據(jù)集、數(shù)據(jù)表和XML映射

你可以使用數(shù)據(jù)集簡單地從SQL Server中生成XML查詢結果。通過提供一種可以在客戶端和中間層計算機上使用的關系數(shù)據(jù)緩存（cache），數(shù)據(jù)集能夠載入和維護多種數(shù)據(jù)源（包括SQL Server、其它的關系型數(shù)據(jù)庫和XML）中的數(shù)據(jù)。

當你從XML文檔中載入一個數(shù)據(jù)集的時候，該數(shù)據(jù)集必須把存儲在層次XML表現(xiàn) （representation）中的數(shù)據(jù)映射成數(shù)據(jù)集的關系表現(xiàn)。例如，如果你的XML文檔包含一個 Order元素列表，而它又有一個作為子元素的嵌套的LineItem元素，那么通常這個文檔被映射成關系表現(xiàn)中的Orders和LineItems數(shù)據(jù)表。這種映射的目的與OpenXML使用Xpath查詢構造XML文檔上的關系視圖的方法的目的是一樣的。但是與使用Xpath規(guī)范不同，數(shù)據(jù)集有自己的映射數(shù)據(jù) 的方式。

數(shù)據(jù)集使用XML大綱定義（XSD）大綱把數(shù)據(jù)從XML文檔映射到數(shù)據(jù)集的關系數(shù)據(jù)緩存中。數(shù) 據(jù)集為你提供了指定映射XML數(shù)據(jù)的大綱的兩種方法。首先，你可以引用一個定義了XML文檔中使用的元素，屬性和關系的XSD大綱。另一種方法是，你可以直接從文檔的結構中推理大綱。換句話說，數(shù)據(jù)集可以通過檢查XML文檔的結構和內容建立大綱。

當你引用XSD大綱的時候，數(shù)據(jù)集使用這個大綱中定義的元素、屬性與元素之間的關系來構造關系數(shù)據(jù)緩存中的數(shù)據(jù)表、數(shù)據(jù)列和數(shù)據(jù)關系，你可以使用這個數(shù)據(jù)緩存存儲被映射的XML數(shù) 據(jù)。我談到關系數(shù)據(jù)緩存中的結構或大綱的時候，一般把它稱為數(shù)據(jù)緩存的形式。當數(shù)據(jù)集處理大綱的時候，它會應用一組規(guī)則，這種規(guī)則與映射大綱中沒有指定注解時Updategrams 和XML Bulk Load使用的默認映射規(guī)則相似，數(shù)據(jù)集使用這種規(guī)則建立數(shù)據(jù)集用于存儲被映射的XML數(shù) 據(jù)的表。數(shù)據(jù)集的映射規(guī)則概述如下：

◆復合元素--即包含其它元素或屬性的元素--被映射成表。

◆屬性和簡單值（simple-valued）子元素--只包含數(shù)據(jù)，不包含其它元素或屬性的元素-- 被映射成列。

◆數(shù)據(jù)類型從XSD類型映射為.NET類型。　

推理（Inference）是一種快速、方便的把XML文檔載入數(shù)據(jù)集的方法。表、列和關系都是" 自我測量"（introspection）自動建立的，"自我測量"是數(shù)據(jù)集檢查XML文檔的結構和內容的過程。盡管使用推理明顯減少了你的編程負擔，但是它也給你的實現(xiàn)帶來了不可預測性，因為對 XML文檔的很小的改動可能引起數(shù)據(jù)集建立不同形式的表。這些形式的改變可能引起你的應用程序意外中斷。因此，我推薦你一般為應用程序引用一個大綱，建立原型的時候限制推理的使用。

現(xiàn)在讓我們看一看如何使用大綱建立一個可用于更新SQL Server數(shù)據(jù)庫的客戶端數(shù)據(jù)集數(shù)據(jù) 緩存的例子。

映射XML訂單

假定你在編寫一個接受用戶訂單的應用程序，訂單是XML格式的，它的XSD 大綱如圖1定義。該大綱定義了三種復合類型，分別提供訂單的客戶數(shù)據(jù)、訂單數(shù)據(jù)和線性數(shù)據(jù) 項。一個頂層Customer元素定義了XML文檔的根。這個封閉的系統(tǒng)定義了元素之間的關系： Order元素包含了一個LineItem元素，Customer元素包含一個Order元素。圖2顯示了符合圖1定義的大綱的一個XML文檔實例。

圖1：XSD大綱

＜?xml version="1.0" encoding="utf-8"?＞
＜xs:schema targetNamespace="urn:Sep2003Example" elementFormDefault="qualified"
xmlns="urn:Sep2003Example"
xmlns:xs="　＜xs:complexType name="OrderType"＞
　＜xs:sequence＞
＜xs:element name="OrderID" type="xs:integer" /＞
＜xs:element name="LineItem" type="LineItemType" /＞
　＜/xs:sequence＞
＜/xs:complexType＞
＜ xs:complexType name="LineItemType"＞
　＜xs:sequence＞
＜xs:element name="ProductID" type="xs:int" /＞
＜xs:element name="Quantity" type="xs:int" / ＞
＜xs:element name="UnitPrice" type="xs:decimal" /＞
　＜/xs:sequence＞
＜/xs:complexType＞
＜xs:complexType name="CustomerType"＞
　＜xs:sequence＞ 
＜xs:element name="CustomerID" type="xs:string" /＞
＜xs:element name="Order" type="OrderType" /＞
　＜/xs:sequence＞
＜/xs:complexType＞
＜xs:element name="Customer" type="CustomerType"＞
＜/xs:element＞
＜/xs:schema＞

圖2：一個XML文檔示例

＜?xml version="1.0" ?＞
　＜Customer xmlns="urn:Sep2003Example"＞
＜ CustomerID＞ALFKI＜/CustomerID＞
＜PO＞9572658＜/PO＞
＜Address＞
＜Street ＞One Main Street＜/Street＞
＜City＞Anywhere＜/City＞
＜State＞NJ＜/State＞ 
＜Zip＞08080＜/Zip＞ ＜/Address＞
＜Order＞
　＜OrderID＞10966＜/OrderID ＞
　＜LineItem＞
＜ProductID＞37＜/ProductID＞
＜UnitPrice＞26.50 ＜/UnitPrice＞
＜Quantity＞8＜/Quantity＞
＜Description＞Gravad lax ＜/Description＞
　＜/LineItem＞
　＜LineItem＞
＜ProductID＞56 ＜/ProductID＞
＜UnitPrice＞38.00＜/UnitPrice＞
＜Quantity＞12＜/Quantity＞ 
＜Description＞Gnocchi di nonna Alice＜/Description＞
　＜/LineItem＞
＜/Order＞
　＜/Customer＞

列表1中顯示的C#代碼使用ReadXmlSchema方法把圖1中的大綱載入一個叫作orderDS的數(shù)據(jù)集中。ReadXmlSchema建立了三個數(shù)據(jù)表，它們分別與大綱中定義的Customer、Order和LineItem 元素對應。因此你可以驗證這個大綱在關系數(shù)據(jù)緩存中建立了預期的表，printDSShape方法把每個表的名稱寫到控制臺上，后面跟著列的列表和每列的數(shù)據(jù)類型。

列表1: 建立關系數(shù)據(jù)緩存的C#代碼

using System;
using System.Collections;
using System.Data;
using System.Data.SqlClient;
using System.Xml;
public class XMLMap
{
public static void Main()
{// 建立數(shù)據(jù)集和讀取大綱
DataSet orderDS = new DataSet ("CustOrder");
orderDS.ReadXmlSchema("CustOrderLitem.xsd");
// 打印數(shù)據(jù)集的形式
printDSShape(orderDS);
// 把一個XML格式的訂單讀入數(shù)據(jù)集 
orderDS.ReadXml ("Order.xml",System.Data.XmlReadMode.IgnoreSchema);
// 打印數(shù)據(jù)集中的數(shù)據(jù)
printDSData(orderDS);
// 此處插入業(yè)務規(guī)則和數(shù)據(jù)庫更新邏輯
}
private static void printDSShape(DataSet ds)
{
foreach (DataTable dt in ds.Tables)
{
Console.WriteLine("{0}",dt.TableName);
// 打印列的名稱和類型
foreach (DataColumn dc in dt.Columns) 
Console.WriteLine("\t{0}\t{1}",dc.ColumnName,dc.DataType.ToString());
} }
private static void printDSData(DataSet ds)
{
foreach (DataTable dt in ds.Tables)
{Console.WriteLine("\n{0}:", dt.TableName);
// 打印列的頭
foreach (DataColumn dc in dt.Columns)
Console.Write("{0} \t",dc.ColumnName);
Console.WriteLine("");
// 輸出數(shù)據(jù)
foreach (DataRow dr in dt.Rows)
{
foreach(DataColumn dc in dt.Columns)
System.Console.Write("{0}\t",dr[dc]);
System.Console.WriteLine ("");
}}}}

仔細查看一下列的名稱。盡管大綱中沒有指定Customer_Id和Order_Id列，但是它們還是出現(xiàn)在數(shù)據(jù)表中。ReadXmlSchema給數(shù)據(jù)集自動添加這些列。數(shù)據(jù)集把這些列用作外部鍵（foreign key），以模擬Customer元素與它的Order元素之間、Order元素與它的LineItem元素之間的關系。因為典型情況下XML使用嵌套的關系代替了外部鍵，所以數(shù)據(jù)集自動生成自己的主鍵、數(shù)據(jù)表之間的外部鍵，并把它們存儲在這些列中。

請同時仔細查看圖3中的數(shù)據(jù)類型--數(shù)據(jù)集已經把來自XML大綱數(shù)據(jù)類型的數(shù)據(jù)類型映射為對應的.NET數(shù)據(jù)類型。當你把XML文檔載入數(shù)據(jù)集的時候，該數(shù)據(jù)集把來自XML的每一個值轉換為對應的.NET類型。

圖3：生成的數(shù)據(jù)類型和記錄

Customer
CustomerID System.String
Customer_Id System.Int32

Order
OrderID System.Int64
Order_Id System.Int32
Customer_Id System.Int32

LineItem
ProductID System.Int32
Quantity System.Int32
UnitPrice System.Decimal
Order_Id System.Int32

Customer:
CustomerID Customer_Id
ALFKI 0

Order:
OrderID Order_Id Customer_Id
10966 0 0

LineItem:
ProductID Quantity UnitPrice Order_Id
37 8 26.5 0
56 12 38 0

把大綱載入數(shù)據(jù)集之后，為了完成關系映射，你需要做的所有事情就是把XML數(shù)據(jù)載入該數(shù) 據(jù)集。列表1的ReadXml方法打開叫作Order.xml的文件，該文件如圖2所示。接著，它把文件中的數(shù)據(jù)讀取到你剛才讀取大綱建立的數(shù)據(jù)集中的數(shù)據(jù)表里。你的XML訂單現(xiàn)在可以通過數(shù)據(jù)集訪問了。

為了演示如何訪問數(shù)據(jù)集中的數(shù)據(jù)，列表1的printDSData方法在數(shù)據(jù)表中導航，對于每張表，都顯示列的名稱，緊接著顯示這張表的所有的行。圖3顯示為ReadXmlSchema方法給數(shù)據(jù)集添加的Customer_Id和Order_Id列自動生成了值。

請注意，Order.xml出現(xiàn)的三個元素--PO、Address和Description--沒有映射到數(shù)據(jù)表中。這些數(shù)據(jù)被忽略了，因為你提供給數(shù)據(jù)集的大綱沒有包含這些元素，當數(shù)據(jù)集建立關系數(shù)據(jù)緩存的外形并載入XML數(shù)據(jù)的時候，它簡單地忽略了沒有在大綱中描述的數(shù)據(jù)。即使在你從客戶那兒接收到的XML訂單中包含了沒有預料到的額外數(shù)據(jù)，這種簡便特性也可以讓你的代碼正常地工作。

建立使用數(shù)據(jù)緩存的應用程序

現(xiàn)在你已經知道如何使用數(shù)據(jù)集為XML數(shù)據(jù)建立關系數(shù)據(jù)緩存了，你可以應用這種技術來實現(xiàn)一個執(zhí)行業(yè)務邏輯并更新SQL Server的應用程序。當你使用數(shù)據(jù)集編程模型的時候實現(xiàn)業(yè)務邏輯相對直接。ADO.NET為你提供了更新SQL Server中數(shù)據(jù)的幾種選擇，包括使用數(shù)據(jù)適配器、編寫自己的查詢，以及執(zhí)行存儲過程。數(shù)據(jù)集使把XML數(shù)據(jù)映射成關系模型很容易，剩余的事情是你的了。

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