48、利用 XML - RPC 创建 Web 服务及 Java 正则表达式应用

利用 XML - RPC 创建 Web 服务及 Java 正则表达式应用

1. XML - RPC 简介

XML - RPC 被描述为远程过程调用协议的“最低公分母”，但它的创造者并不认为这是一种贬低。大多数促进网络软件通信的尝试都非常复杂，这让一些有简单需求的开发者望而却步。而 XML - RPC 协议可以与任何支持 HTTP（网络通用语言）和 XML（高度流行、人类可读的数据格式）的软件交换信息。通过查看 XML - RPC 请求和响应，即使不阅读协议规范，也能弄清楚如何使用该协议。随着 Apache XML - RPC 等实现的不断扩展，甚至无需查看协议就能快速使用它。

2. 使用 XML - RPC 创建 Web 服务

2.1 SiteClient 应用

SiteClient 应用程序会连接到 XML - RPC 服务器，并调用服务器上的 dmoz.getRandomSite() 方法，该方法无参数。此方法返回一个 Vector ，其中包含四个字符串：“ok”（表示请求已完成）以及网站的 URL、标题和描述。以下是相关代码：

// Create the client
XmlRpcClient client = new XmlRpcClient(
    "http://cadenhead.org:4413/");
// Create the parameters for the request
Vector params = new Vector();
// Send the request and get the response
Vector result = (Vector) client.execute("dmoz.getRandomSite", params);
return result;

2.2 XML - RPC 服务器

XML - RPC 服务器是一个接收客户端请求、调用相应方法并返回结果的程序。服务器维护一个允许客户端调用的方法列表，这些方法位于不同的 Java 类中，称为处理程序（handlers）。使用 org.apache.xmlrpc 包中的类可以远程提供方法，最简单的方法是使用 WebServer 类，它代表一个仅响应 XML - RPC 请求的简单 HTTP Web 服务器。
WebServer 类有两个构造函数：
- WebServer(int) ：创建一个监听指定端口号的 Web 服务器。
- WebServer(int, InetAddress) ：在指定端口和 IP 地址创建一个 Web 服务器，第二个参数是 java.net.InetAddress 类的对象。
两个构造函数在创建和启动服务器时如果出现输入/输出问题，都会抛出 IOException 异常。以下代码创建一个在端口 4413 上的 XML - RPC Web 服务器：

int port = Integer.parseInt("4413");
WebServer server = new WebServer(port);

Web 服务器本身不包含客户端通过 XML - RPC 调用的远程方法，这些方法位于其他 Java 类（处理程序）中。要添加处理程序，可调用服务器的 addHandler(String, Object) 方法，指定处理程序名称和处理程序对象。例如：

DmozHandler odp = new DmozHandler();
server.addHandler( "dmoz", odp);

2.3 DmozServer 应用

以下是 DmozServer.java 的完整代码：

import java.io.IOException;
import org.apache.xmlrpc.WebServer;
import org.apache.xmlrpc.XmlRpc;

public class DmozServer {
    public static void main(String[] arguments) {
        if (arguments.length < 1) {
            System.out.println("Usage: java DmozServer [port]");
            System.exit(0);
        }
        try {
            startServer(arguments[0]);
        } catch (IOException ioe) {
            System.out.println("Server error: " +
                ioe.getMessage());
        }
    }

    public static void startServer(String portString) throws IOException {
        // Start the server
        int port = Integer.parseInt(portString);
        System.out.println("Starting Dmoz server ...");
        WebServer server = new WebServer(port);

        // Register the handler
        DmozHandler odp = new DmozHandler();
        server.addHandler( "dmoz", odp);
        System.out.println("Accepting requests ...");
    }
}

2.4 DmozHandler 类

DmozHandler 类用于处理远程方法调用，以下是其完整代码：

import java.sql.*;
import java.util.*;

public class DmozHandler {
    public Vector getRandomSite() {
        Connection conn = getMySqlConnection();
        Vector response = new Vector();
        try {
            Statement st = conn.createStatement();
            ResultSet rec = st.executeQuery(
                "SELECT * FROM cooldata ORDER BY RAND() LIMIT 1");
            if (rec.next()) {
                response.addElement("ok");
                response.addElement(rec.getString("url"));
                response.addElement(rec.getString("title"));
                response.addElement(rec.getString("description"));
            } else {
                response.addElement("database error: no records found");
            }
        } catch (SQLException sqe) {
            response.addElement("database error: " + sqe.getMessage());
        }
        return response;
    }

    private Connection getMySqlConnection() {
        Connection conn = null;
        String data =
            "jdbc:mysql://localhost/cadenhead?user=stu&password=sm50";
        try {
            Class.forName("org.gjt.mm.mysql.Driver");
            conn = DriverManager.getConnection(
                data, "", "");
        } catch (SQLException s) {
            System.out.println("SQL Error: " + s.toString() + " "
                + s.getErrorCode() + " " + s.getSQLState());
        } catch (Exception e) {
            System.out.println("Error: " + e.toString()
                + e.getMessage());
        }
        return conn;
    }
}

2.5 运行和修改

运行服务器时，需在命令行指定端口号，例如：

java DmozServer 4413

服务器启动后，可修改 SiteClient 应用程序以连接到自己的 XML - RPC 服务器，将相关代码修改为：

XmlRpcClient client = new XmlRpcClient(
    "http://localhost:4413/");

2.6 常见问题解答

问题	答案
如果 XML - RPC 代表最终导致 SOAP 发布的规范的“快照”，为什么 XML - RPC 仍然可用？	XML - RPC 规范在 1998 年由 UserLand Software 发布后，被不同的开发者迅速实现，为该协议创造了相当大的发展动力。当 SOAP 出现且比 XML - RPC 复杂得多时，这两个相关协议之间存在足够的差异，可根据特定项目的需求选择使用其中之一。
当尝试从远程方法返回 HashMap 对象时，Apache XML - RPC 会响应一个 XmlRpcException ，指出该对象不受支持。它支持哪些对象？	Apache XML - RPC 返回以下数据类型： Boolean （对应 boolean XML - RPC 值）、 byte[] （对应 base64 数据）、 Date （对应 dateTime.iso8601 数据）、 Double （对应 double 值）、 Integer （对应 int 或 i4 值）、 String （对应字符串）、 Hashtable （对应 struct 值）或 Vector （对应数组）。
编写一个 XML - RPC 客户端来调用一个返回二进制数据（即 base64）的方法， XmlRpcClient 的 execute() 方法返回一个对象而不是字节数组，如何进行转换？	在 Java 中数组也是对象，因此可以使用强制类型转换将 execute() 返回的对象转换为字节数组（假设该对象确实是一个数组）。例如： byte[] data = (byte[]) fromServer;

2.7 流程图

graph TD
    A[客户端] -->|发送请求| B[XML - RPC 服务器]
    B -->|调用处理程序方法| C[处理程序（如 DmozHandler）]
    C -->|执行方法| D[数据库（如 MySQL）]
    D -->|返回数据| C
    C -->|返回结果| B
    B -->|返回响应| A

3. Java 正则表达式简介

在 Java 2 版本 1.4 发布之前，使用 Sun 的 Java 类库进行文本处理是一项较为困难的任务。因为它缺乏对正则表达式（一种复杂的文本处理形式）的支持，使得原本可以用一行 Perl 代码完成的搜索和替换操作在 Java 中变得艰巨。新版本的 Java 引入了 java.util.regex 包，并对几个包含字符的类进行了更改，从而为正则表达式提供了强大的支持。

4. 正则表达式基础

4.1 模式匹配介绍

正则表达式（也称为 regex）是处理文本最流行的方式，它是一种表达可能出现在一行或大段文本中的模式的标准方法。正则表达式在多种计算机编程语言中都有实现，与 Perl 脚本语言的关联最为紧密。大多数流行语言将其作为语言的核心部分或可选模块/库提供，使具有正则表达式技能的程序员能够在多种语言中应用这些技能。这类似于结构化查询语言（SQL），它已被众多语言和数据库供应商实现，可在 Java、Visual C++ 等许多开发环境中使用。
正则表达式是一系列字符和标点符号，用于描述可能在文本中找到的模式。可以使用此模式查找所需内容、提取部分文本、用新内容替换文本等。

4.2 Java 对正则表达式的支持

Sun 对正则表达式的支持体现在三个方面：
- javax.util.regex 包：仅由两个类（ Pattern 和 Matcher ）和一个异常（ PatternSyntaxException ）组成。
- 表示字符序列的三个 Java 类： java.lang 包中的 String 和 StringBuffer 以及 java.nio 包中的 CharBuffer 。
- java.lang 中的 CharSequence 接口：这是一个新接口，由 String 、 StringBuffer 和 CharBuffer 共享。

4.3 CharSequence 接口

CharSequence 接口是 Java 2 版本 1.4 为支持正则表达式引入的，它包含四个方法：
- length() ：返回序列中的字符数。
- charAt(int) ：返回序列中指定位置的字符。
- subSequence(int, int) ：返回包含序列一部分的 CharSequence 。
- toString() ：返回包含该序列的 String 。
此接口由 String 、 StringBuffer 和 CharBuffer 三个类实现。

4.4 使用正则表达式

java.util.regex 中的正则表达式只需要 Pattern 和 Matcher 两个类的交互。

4.4.1 查找匹配项

要将整个字符序列与模式进行比较，可调用 Pattern 类的 matches(String, CharSequence) 方法。例如：

boolean pm = Pattern.matches("[Aa]mazon.com", store);

String 类也有一个 matches(String) 方法，用于判断调用该方法的字符串是否包含指定模式。这两个 matches() 方法在仅测试一次模式且要在整个字符序列中查找时适用，它们使用 Java 中模式匹配的默认行为。

4.4.2 TestPatterns 应用

以下是 TestPatterns.java 的完整代码：

import java.awt.*;
import java.awt.event.*;
import java.util.regex.*;
import javax.swing.*;

public class TestPatterns extends JFrame implements ActionListener {
    JTextArea text = new JTextArea(5, 29);
    JTextField pattern = new JTextField(35);
    JButton search = new JButton("Search");
    JButton newSearch = new JButton("New Search");
    JTextArea result = new JTextArea(5, 29);

    public TestPatterns() {
        super("Test Patterns");
        setSize(430, 320);
        setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);
        Container pane = getContentPane();
        GridLayout grid = new GridLayout(3, 1);
        pane.setLayout(grid);
        // set up the top row
        JLabel textLabel = new JLabel("Text: ");
        JPanel row1 = new JPanel();
        row1.add(textLabel);
        JScrollPane scroll = new JScrollPane(text,
            ScrollPaneConstants.VERTICAL_SCROLLBAR_ALWAYS,
            ScrollPaneConstants.HORIZONTAL_SCROLLBAR_NEVER);
        row1.add(scroll);
        // set up the middle row
        JPanel row2 = new JPanel();
        JLabel patternLabel = new JLabel("Pattern: ");
        row2.add(patternLabel);
        row2.add(pattern);
        search.addActionListener(this);
        newSearch.addActionListener(this);
        row2.add(search);
        row2.add(newSearch);
        // set up the bottom row
        JPanel row3 = new JPanel();
        JLabel resultLabel = new JLabel("Result: ");
        row3.add(resultLabel);
        result.setEditable(false);
        JScrollPane scroll2 = new JScrollPane(result,
            ScrollPaneConstants.VERTICAL_SCROLLBAR_ALWAYS,
            ScrollPaneConstants.HORIZONTAL_SCROLLBAR_NEVER);
        row3.add(scroll2);
        // set up the content pane
        pane.add(row1);
        pane.add(row2);
        pane.add(row3);
        setContentPane(pane);
        setVisible(true);
    }

    public void actionPerformed(ActionEvent evt) {
        Object source = evt.getSource();
        if (source == search) {
            checkPattern();
        } else {
            pattern.setText("");
            result.setText("");
        }
    }

    private void checkPattern() {
        try {
            if (Pattern.matches(pattern.getText(), text.getText()))
                result.setText("That pattern was found");
            else
                result.setText("That pattern was not found");
        } catch (PatternSyntaxException pse) {
            result.setText("Regex error: " + pse.getMessage());
        }
    }

    public static void main(String[] arguments) {
        TestPatterns app = new TestPatterns();
    }
}

该应用程序可用于测试 Java 对正则表达式的支持。在“Text”区域输入字符串，在“Pattern”字段输入正则表达式，点击“Search”按钮查看模式是否在文本中找到，点击“New Search”按钮可尝试不同的模式。

4.5 用模式分割字符串

Java 2 版本 1.4 引入了更通用的字符串分割技术， String 类中的两个 split() 方法使用正则表达式作为分隔符，而不是单个字符：
- split(String) ：返回一个 String[] 数组，包含由指定模式分隔的子字符串。
- split(String, int) ：返回一个 String[] 数组，包含由指定模式分隔的子字符串，数组元素有最大数量限制（第二个参数）。
以下是 SplitData.java 的代码：

import java.util.regex.*;

public class SplitData {
    String[] input = { "320/10.50/Dec 11 2002/39.95",
        "110-4.25-Dec 15 2002-39.95",
        "8%54.00%Dec 4 2002%0" };
}

该程序展示了 split() 方法的使用，它查看三行使用不同分隔符（ / 、 - 和 % ）的股票价格数据。

4.6 常见问题及解答

问题	答案
XML - RPC 不需要以下哪种流行的 Internet 协议？	HTML。XML - RPC 使用 HTTP（超文本传输协议）来传输格式为 XML（可扩展标记语言）的数据，不使用 HTML（超文本标记语言）。
哪种 XML - RPC 数据类型最适合保存数字 8.67？	double。在 XML - RPC 中，所有浮点数（如 8.67）都由 double 类型表示，不像 Java 中有 float 和 double 两种不同的浮点类型。
哪个 XML 标签表示数据是 XML - RPC 请求？	methodCall。 methodCall 标签仅用于请求， methodResponse 仅用于响应， params 用于两者。

4.7 流程图

graph TD
    A[输入文本和模式] --> B[调用 Pattern.matches 方法]
    B -->|模式有效| C{模式是否匹配}
    C -->|是| D[显示“模式已找到”]
    C -->|否| E[显示“模式未找到”]
    B -->|模式无效| F[捕获 PatternSyntaxException]
    F --> G[显示错误信息]

5. 正则表达式语法示例

正则表达式的语法复杂且精妙，学习起来颇具挑战性。下面通过一些具体示例来深入理解其用法。

5.1 字符类

字符类用于匹配一组字符中的任意一个。例如：
- [abc] ：匹配字符 a 、 b 或 c 。
- [^abc] ：匹配除 a 、 b 和 c 之外的任意字符。
- [a - z] ：匹配小写字母 a 到 z 之间的任意字符。
- [A - Z] ：匹配大写字母 A 到 Z 之间的任意字符。
- [0 - 9] ：匹配数字 0 到 9 之间的任意字符。

示例代码：

import java.util.regex.Pattern;

public class CharacterClassExample {
    public static void main(String[] args) {
        String text = "abc123";
        boolean isMatch = Pattern.matches("[a - z]+[0 - 9]+", text);
        System.out.println("是否匹配: " + isMatch);
    }
}

5.2 预定义字符类

Java 提供了一些预定义的字符类，方便我们使用。
| 预定义字符类 | 描述 |
| ---- | ---- |
| . | 匹配任意单个字符（除了换行符） |
| \d | 匹配数字，等价于 [0 - 9] |
| \D | 匹配非数字，等价于 [^0 - 9] |
| \s | 匹配空白字符，包括空格、制表符、换行符等 |
| \S | 匹配非空白字符 |
| \w | 匹配单词字符，包括字母、数字和下划线，等价于 [a - zA - Z0 - 9_] |
| \W | 匹配非单词字符 |

示例代码：

import java.util.regex.Pattern;

public class PredefinedCharacterClassExample {
    public static void main(String[] args) {
        String text = "abc123";
        boolean isMatch = Pattern.matches("\\w+", text);
        System.out.println("是否匹配: " + isMatch);
    }
}

5.3 量词

量词用于指定模式出现的次数。
| 量词 | 描述 |
| ---- | ---- |
| * | 匹配前面的元素零次或多次 |
| + | 匹配前面的元素一次或多次 |
| ? | 匹配前面的元素零次或一次 |
| {n} | 匹配前面的元素恰好 n 次 |
| {n,} | 匹配前面的元素至少 n 次 |
| {n,m} | 匹配前面的元素至少 n 次，但不超过 m 次 |

示例代码：

import java.util.regex.Pattern;

public class QuantifierExample {
    public static void main(String[] args) {
        String text = "aaaa";
        boolean isMatch = Pattern.matches("a{2,4}", text);
        System.out.println("是否匹配: " + isMatch);
    }
}

5.4 分组和捕获

分组是将多个字符组合成一个单元，方便进行量词操作或捕获匹配的内容。使用圆括号 () 进行分组。

示例代码：

import java.util.regex.Matcher;
import java.util.regex.Pattern;

public class GroupingExample {
    public static void main(String[] args) {
        String text = "abcabc";
        Pattern pattern = Pattern.compile("(abc)+");
        Matcher matcher = pattern.matcher(text);
        if (matcher.find()) {
            System.out.println("匹配到的内容: " + matcher.group());
        }
    }
}

5.5 流程图

graph TD
    A[输入文本和正则表达式] --> B[编译正则表达式为 Pattern 对象]
    B --> C[创建 Matcher 对象]
    C --> D{是否找到匹配项}
    D -->|是| E[处理匹配结果]
    D -->|否| F[结束处理]

6. 正则表达式的高级应用

6.1 替换文本

使用 Matcher 类的 replaceAll() 和 replaceFirst() 方法可以替换匹配的文本。

示例代码：

import java.util.regex.Matcher;
import java.util.regex.Pattern;

public class ReplaceExample {
    public static void main(String[] args) {
        String text = "Hello, World!";
        Pattern pattern = Pattern.compile("World");
        Matcher matcher = pattern.matcher(text);
        String newText = matcher.replaceAll("Java");
        System.out.println("替换后的文本: " + newText);
    }
}

6.2 查找所有匹配项

使用 Matcher 类的 find() 方法可以查找所有匹配项。

示例代码：

import java.util.regex.Matcher;
import java.util.regex.Pattern;

public class FindAllExample {
    public static void main(String[] args) {
        String text = "abc123abc456";
        Pattern pattern = Pattern.compile("abc");
        Matcher matcher = pattern.matcher(text);
        while (matcher.find()) {
            System.out.println("找到匹配项: " + matcher.group() + "，起始位置: " + matcher.start());
        }
    }
}

6.3 自定义匹配器

可以通过继承 Matcher 类或实现相关接口来自定义匹配器的行为。

6.4 性能优化

在处理大量文本时，正则表达式的性能可能成为瓶颈。可以通过以下方法进行优化：
- 编译正则表达式：将正则表达式编译为 Pattern 对象，避免重复编译。
- 减少回溯：避免使用复杂的量词和嵌套分组，减少回溯的可能性。
- 缓存结果：对于频繁使用的正则表达式和文本，可以缓存匹配结果。

6.5 流程图

graph TD
    A[输入文本和替换规则] --> B[编译正则表达式为 Pattern 对象]
    B --> C[创建 Matcher 对象]
    C --> D{是否找到匹配项}
    D -->|是| E[替换匹配项]
    E --> F{是否还有匹配项}
    F -->|是| D
    F -->|否| G[输出替换后的文本]
    D -->|否| G

7. 总结

本文详细介绍了利用 XML - RPC 创建 Web 服务以及 Java 正则表达式的相关知识。

7.1 XML - RPC 总结

• XML - RPC 是一种简单的远程过程调用协议，使用 HTTP 和 XML 进行数据传输。
• 通过 WebServer 类可以创建 XML - RPC 服务器，通过 XmlRpcClient 类可以创建客户端。
• 处理程序（如 DmozHandler ）包含客户端可以调用的远程方法。

7.2 正则表达式总结

• Java 2 版本 1.4 引入了对正则表达式的支持，通过 java.util.regex 包实现。
• 正则表达式由 Pattern 和 Matcher 两个类主要负责处理。
• 正则表达式的语法丰富多样，包括字符类、预定义字符类、量词、分组等。
• 可以使用正则表达式进行文本匹配、分割、替换等操作。

通过掌握 XML - RPC 和正则表达式的知识，开发者可以更高效地进行网络通信和文本处理，为开发复杂的应用程序打下坚实的基础。

7.3 表格总结

技术	主要类	主要方法	应用场景
XML - RPC	WebServer 、 XmlRpcClient 、 DmozHandler	addHandler() 、 execute() 、 getRandomSite()	远程方法调用、Web 服务创建
正则表达式	Pattern 、 Matcher	matches() 、 split() 、 replaceAll() 、 find()	文本匹配、分割、替换、查找