XML & JSON: introduction
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- Salomé Labelle
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1 XML & JSON: introduction Patrick Valduriez INRIA, Montpellier Objectifs XML et JSON sont issus de la Gestion de Documents (GED) Séparation du fond de la forme Forme = présentation d'un contenu à partir de sa structure (style) Fond = structure + contenu Multiples précurseurs dont les plus connus : SGML pour la structuration Tex, Latex pour les articles scientifiques HTML pour la présentation I.2 I.1
2 HTML décrit la présentation I.3 HTML (simplifié) <html> <h1> Bibliography </h1> <p> <i> Principles of Distributed Database Systems </i> <br> Tamer Özsu, Patrick Valduriez <br> Springer, 2011 </p> <p> <i> XML: des bases de données aux services Web </i> <br> Georges Gardarin <br> Dunod, 2002 </p> </html> Balises fixes, pas d'extensibilité I.4 I.2
3 XML décrit le contenu <bib> <book> <title> Principles of Distributed Database Systems </title> <author> Tamer Özsu </author> <author> Patrick Valduriez </author> <publisher> Springer </publisher> <year> 2011 </year> </book> <book> <title> XML: des bases de données aux services Web </title> <author> Georges Gardarin</author> <publisher> Dunod</publisher> <year> 2002 </year> </book> </bib> On peut définir ses propres balises I.5 XML (extensible Markup Language) Créé par le W3C XML working group (11 membres) en 1998 (Version 1.0) Langage d'échange de données à balises (markups, ou tags) pour le Web Communication serveur web navigateur (AJAX) Echange de données entre applications hétérogènes (Web services) Standards du W3C XML 1.1 = recommandation officielle depuis 2004 XML 2.0 en cours de développement Plus de souplesse dans la gestion des erreurs de syntaxe et intégration des espaces de noms et de infoset I.6 I.3
4 DOM (Document Object Model) Standard du W3C pour pouvoir traiter du HTML ou XML avec un programme d'application 1. Structure objet pour représenter un document en un arbre d'objets Résultat d'un parseur (parser), qui analyse et convertit le document 2. Interface objet pour naviguer dans un document avec un programme Java, JavaScript, C++, C#, VB, Python, PHP Document XML Parseur DOM Application Arbre DOM API DOM I.7 JSON décrit le contenu {"bib": [ {"book": {"title": "Principles of Distributed Database Systems", "authors": [{"name": "Patrick Valduriez"}, {"name": "Tamer Özsu"}], "publisher": "Springer", "year": "2011"}, {"book": {"title": "XML: des bases de données aux services Web ", "authors": [{"name": "Georges Gardarin"}], "publisher": "Dunod", "year": "2002"} ]} On peut définir ses propres balises I.8 I.4
5 JSON (JavaScript Object Notation) Créé par Douglas Crockford, 2005 Format d'échange de données textuel léger Même objectif que XML, mais plus simple Pas un langage de markups A l'origine pour JavaScript Sous-ensemble de la notation des objets de ECMAScript Standard de l ECMA pour les langages de script comme JavaScript et ActionScript Indépendant du langage de programmation JavaScript, C, C++, C#, Java, Perl, Python, etc. I.9 Introduction à XML et JSON 1. Le modèle de données XML 2. La galaxie XML 3. Le développement XML 4. Le modèle de données JSON 5. Le développement JSON 6. JSON versus XML I.5
6 1. Le modèle de données XML Balise (markup) Marque de début et de fin permettant de repérer un élément textuel Forme: <balise> de début, </balise> de fin Elément de données Texte encadré par une balise de début et une de fin Modèle arborescent: les éléments de données peuvent être imbriqués <bib> <book> <title> Principles of </title> <author> Özsu </author> <author> Valduriez </author> </book> </bib> PCDATA (Parsed Character Data) Chaine de caractères qui sera analysée par le parseur Ex.: Principles of Attribut Doublet nom="valeur" qualifiant une balise <publisher name="springer"> I.11 Un document XML complet <? xml version="1.0" encoding="iso "?> <? xml-stylesheet href= type="text.xsl" version="1.0"?> <? cocoon-process type="xslt"?> <? DOCTYPE bib SYSTEM > Instructions de traitement Type du document <bib> <book> Racine du document Attribut <title edition="3"> Principles of Distributed Database Systems </title> <author> Tamer Özsu </author> <author> Patrick Valduriez </author> <publisher name="springer" /> <year> 2011 </year> </book> Elément vide </bib> I.12 I.6
7 Représentations Sérialisée Arborescente <bib> <book> <title edition="3"> Principles of </title> <author> Tamer Özsu </author> <author> Patrick Valduriez </author> <publisher name="springer" /> bib <year> 2011 </year> </book> </bib> 3 title Principles of author Tamer Özsu author Patrick Valduriez Springer year 2011 I.13 Références Les éléments peuvent avoir des identifiants uniques, comme la valeur d un certain attribut, utilisés comme références Les valeurs d identifiants doivent être uniques dans le document <bib> <person id="p1"> <name> Özsu </name> </person> <person id="p2"> <name> Valduriez </name> </person> <book> <title> Principles of Distributed Database Systems </title> <authors idref="p1 p2"/> <publisher> Springer </publisher> <year> 2011 </year> </book> </bib> I.14 I.7
8 Ordre Les éléments XML sont ordonnés, donc les 2 éléments suivants ne sont pas équivalents <person><first>p</first><last>v</last></person> <person><last>v</last> <first>p</first></person> Mais les attributs ne le sont pas, donc les 2 éléments suivants sont équivalents <person first="p" last="v"/> <person last="v" first="p"/> Question Attribut relationnel = élément XML ou attribut XML? I.15 CDATA (Character Data) Texte qui ne doit pas être analysé par le parseur Utile pour pouvoir utiliser des caractères réservés en XML, comme "<" et "&", par ex. dans du code JavaScript <script> <![CDATA[ function matchwo(a,b) {if (a < b && a < 0) then { return 1; } else { return 0; } } ]]> </script> I.16 I.8
9 Autres constructions Processing instruction (PI) Instruction passée à une application Exemple <? xml-stylesheet href= type="text.xsl" version="1.0"?> Commentaire N importe où excepté dans une balise <! ceci est un commentaire > I.17 Validité des documents XML Document bien formé (Well Formed Document) Balises correctement imbriquées Analysable (par un parseur) et manipulable (par un outil) Besoin d une définition standard des éléments d information que doit contenir un document XML: Infoset Pas nécessairement valide par rapport au langage métier Document valide (Valid Document) Bien formé + conforme à la DTD ou au schéma Valide par rapport au langage métier Besoin de DTD ou schémas métiers standards I.18 I.9
10 XML Infoset (XML information set) Spécification du W3C d un modèle de données logique pour représenter les données d un document XML sérialisé, en termes d éléments d informations (information items) Eléments nécessaires: document, élément, attribut, processing instruction, entités, caractères, notations, déclarations d'espaces de noms Eléments additionnels: DTD, commentaires, etc. Permet à n'importe quel outil XML (parser, processeur XSL, etc.) d interpréter un document XML sérialisé, et par ex. le représenter en une structure objet (désérialisée) Pour avoir un infoset, le document doit être bien formé, mais pas nécessairement valide I La galaxie de standards XML Dimension métiers ChessML cxml UBL VoiceML SVG Outils applicatifs OASIS W3C ebxml SMIL MathML XHTML Outils génériques Dimension technique XML XSL XSchema DOM SOAP WSDL BPEL RDF I.20 I.10
11 Les langages techniques XML (1) XML Extensible Markup Language Langage de documents basé sur la balisage Infoset Information Set Définition des éléments d information XML DTD Document Type Definition Définition de type de document XSD XML Schema Langage de schémas CSS Cascading Style Sheets Pour spécifier les styles de documents XSL Extensible Stylesheet Language Langage de styles; comprend XSLT et XSL- FO XSLT XSL Transformations Langage pour tansformer les documents XML XSL-FO XSL Formatting Objects Langage pour décrire précisément le formatage d un texte dans une page I.21 Les langages techniques XML (2) XPath XML Path Language Langage pour naviguer dans un document XML, utilisé par Xpointer, Xlink, XSLT et XQuery XPointer XML Pointer Language Pour référencer des éléments à l intérieur d un document XLink XML Linking Language Pour décrire les liens entre documents XQuery XML Query Language Langage de requêtes (lecture, mise à jour) déclaratif pour XML DOM Document Object Model API pour lire, créer et éditer des documents, en créant un modèle objet en mémoire SAX Simple API for XML API pour analyser des documents; dirigé par les événements (éléments) I.22 I.11
12 Pourquoi utiliser XML? Définir vos propres langages d échange Commande, facture, bordereau de livraison, etc. Modéliser des documents et des messages Modèle logique de données Eléments typés agrégés (DTD, XML Schema) Passerelle avec Unified Modelling Language (UML) Publier des informations Neutre du point de vue format Mise en forme avec des feuilles de style Archiver des données Auto-description des archives I.23 "Espéranto" du Web et du SI Un standard d'échange Lisible : texte balisé avec marquage Clair : séparation du fond et de la forme Extensible : supporte les évolutions applicatives Sécurisé : pare-feu, cryptage, signature Développé par le W3C Pour le Web (Internet, Intranet) S'étend à l'entreprise et ses partenaires Supporté par toute l industrie informatique Des outils génériques et ouverts Des logiciels propriétaires et des logiciels libres Intégration avec la programmation objet (JavaScript, Java, C#, ) I.24 I.12
13 Publication multi-support GIE Cartes Bancaires Publication des spécifications de protocoles pour le réseau Carte Bancaires vers les fournisseurs et prestataires du GIE Middleware XMLizer XML Application de publication (XSL) Base de Données TV Numérique I.25 Échange B2B avec EDIXML XML EDI XMLizer Donneur d ordre Internet (SOAP) Fournisseur I.26 I.13
14 Forces et faiblesses de XML Une technologie structurante Clarifie tous les échanges Des standards internes et externes Transversale à l'entreprise Échanges de données Bureautique GED Sites Web EDI Bases de données Intégration e-business Une syntaxe verbeuse et complexe Un méta-langage, mais de nombreux langages Coûteux en CPU Parsing Coûteux en mémoire Instanciation Format compressé à l étude EXI Efficient XML Interchange Modèle lourd (arborescent) pour représenter des données très structurées Alternatives: JSON et YAML I Le développement XML Facilité par un IDE (Integrated Development Environment) Des éditeurs De texte XML, parfois avec structure séparée De schéma XML, avec interface graphique De règles XSL, avec moteur de transformation De requêtes XQuery, avec moteur bases de données De description WSDL, avec wrapper Web Service Des interfaces XML Aux fichiers Aux bases de données Aux applications I.28 I.14
15 Quelques outils XML Editeur Tibco Altova SyncRO Ltd. Apache Insight Soft. XML Mind Outil Turbo XML XMLSpy Oxygen XML Beans, Xalan, Xerces,... XMLMate XMLMind Editor Support DTD, XSL, XQuery Schéma DTD, Schéma XSL, XQuery DTD, Schéma XSL, XQuery Schéma, XSL, XPath, Xupdate DTD, Schéma, XSL, XPath DTD, Schéma, XSL, XPath I.29 XML - projets Apache XML beans IDE Java, avec support de schémas XML Xalan Processeur XSLT Xerces Parseur + schémas Xindice BD XML avec XPath et Xupdate XML Security Bibliothèque Java supportant : XML Digital Signature Specification & XML Encryption Specification I.30 I.15
16 Oxygen Editeur XML textuel et arborescent Editeur XSLT 2.0, validation, transformation, debogage, moteurs variés (Xalan, Saxon, XSLTProc, MSXML, ) Editeur XQuery, débogueur, moteur doc. Editeur et validateur XML Schema (diagramme), Relax NG (diagramme), NRL, DTD, Schematron. Moteur de validation multiples: Xerces, XSV, LIBXML, MSXML, MSXML.NET, Saxon, SQC XML Diff et Merge I.31 Principaux produits de Altova Altova XMLSpy is the industry standard XML development environment for modeling, editing, debugging and transforming all XML technologies, then automatically generating runtime code in multiple programming languages. Altova MapForce is the premier data mapping and Web services implementation tool with the power to integrate any combination of XML, database, text, and/or EDI files, and build Web services by mapping between WSDL operations. Altova StyleVision is the ultimate electronic forms, database report, and stylesheet designer for transforming XML and database content into HTML, PDF and Word/RTF output. StyleVision supports XSLT 1.0/2.0, XSL:FO, and all major database Altova UModel is the starting point for successful software development. Visually design application models and generate Java or C# code, or reverse engineer existing programs into UML 2.1 diagrams. It is the simple, cost-effective way to draw on UML. Altova DiffDog is the dedicated differencing utility for developers and power users. This easy, powerful synchronization tool quickly compares files and folders then highlights differences and merges content via an elegant GUI. I.32 I.16
17 5. Le modèle de données JSON Très simple Avec une syntaxe familière aux programmeurs de langages comme C, C++, Java, JavaScript Valeurs littérales String, number, true, false, null Deux structures Objet Tableau I.33 Objet et tableau Un objet est une collection non-ordonnée de paires "nom":valeur entourée par { } Un nom ne doit pas être un mot réservé JavaScript { "a":1,"b":2,"c":3 } Un tableau est une collection ordonnée de valeurs entourée par [ ] [ 1, 2, 3, "html", xml", "json" ] Une valeur peut être Littérale (string, number, ) Imbriquée Un objet Un tableau I.34 I.17
18 Exercice 1: combien d'objets et de valeurs? {"bib": [ {"book": {"title": "Principles of Distributed Database Systems", "authors": [{"name": "Patrick Valduriez"}, {"name": "Tamer Özsu"}], "publisher": "Springer", "year": "2011"}}, {"book": {"title": "XML: des bases de données aux services Web ", "authors": [{"name": "Georges Gardarin"}], "publisher": "Dunod", "year": "2002"}} ]} I.35 Références Absolues, avec "id" et "$ref" { "name": "Robert", "id": "bob", "children": [{"id": "jenni", "name": "Jennika"}], "spouse":{ "name": "Nicole", "spouse : {"$ref": "bob"}, "children": [{"$ref": "jenni"}]} } Relatives, avec "#" (référence de l'objet englobant) { "name": "Robert", "children": [{"name": "Jennika"}], "spouse":{ "name": "Nicole", "spouse : {"$ref": "#"}, "children": [{"$ref": "#.children"}]} } I.36 I.18
19 Traitement de données JSON Pas besoin de convertir un document JSON en arbre DOM (au contraire d'xml) Rappel: un objet JSON est un objet JavaScript Mais il faut pouvoir convertir des données codées en JSON (du texte) en objets du programme (accessibles par des variables) JSON -> JavaScript var myobject = eval('(' + myjsontext + ')'); var myobject = JSON.parse(myJSONtext); JavaScript -> JSON var myjsontext = JSON.stringify(myObject); I.37 JSON et sécurité Problème avec la fonction JavaScript eval() Si les données JSON contiennent du code JavaScript, celui est alors exécuté Facilite les attaques par injection de code Solutions La fonction JSON.parse(), conçue justement pour traiter des données JSON sans exécuter du JavaScript JSONRequest: protocole proposé par Douglas Crockford en 2012 JSONRequest.get pour lire depuis un serveur JSONRequest.post pour envoyer du JSON au serveur I.38 I.19
20 6. Le développement JSON Support par tous les grands IDEs JSON Editor plugin pour Eclipse, MS VisualStudio, Google Web Toolkit (GWT), etc. Support des grands outils JavaScript, notamment Google AngularGS, JQuery, YUI Library, Prototype, Dojo Toolkit, MooTools Des outils en ligne FreeFormatter.com Formatage, validation, analyse, édition, affichage, conversion JSON XML I JSON versus XML Similarités Lisibles par l'utilisateur Structures arborescentes Indépendants du langage de programmation Utilisables avec AJAX Différences Syntaxes et modèles différents Attributs XML, tableaux JSON JSON plus simple et moins verbeux Manipulation uniquement avec une langage de programmation Analyse (parsing) plus rapide avec JSON I.40 I.20
21 Quand utiliser JSON ou XML? XML Données structurées ou semi-structurées Documents complexes Communication serveur-serveur ou client-serveur Web services, SOA, WOA Communication client-serveur Navigateur serveur Web avec AJAX JSON Données structurées, simples Formulaires, bons de commande, Plutôt pout la communication client-serveur (JavaScript) Communication serveur-serveur possible (ex. avec Python ou Java) I.41 Définition de données XML 1. DTD 2. Schéma 3. Gestion de versions I.21
22 1. DTD Permet de définir le vocabulaire et la structure qui seront utilisés dans les documents XML valides Grammaire du langage dont les phrases sont des documents XML (instances) Peut être incluse dans le document ou être dans un fichier externe (référencé dans le document) I.43 Déclaration d'élément simple <! ELEMENT balise (définition) > Le paramètre définition représente soit un type de donnée prédéfini, soit un élément de données composé, constitué lui même d'éléments Types prédéfinis ANY : L'élément peut contenir tout type de donnée EMPTY : L'élément ne contient pas de données #PCDATA : L'élément doit contenir une chaîne de caractère Exemple <! ELEMENT Nom (#PCDATA)> <Nom>Victor Hugo</Nom> I.44 I.22
23 Déclaration d'élément composé Définit une séquence ou un choix d'éléments Syntaxe spécifique avec opérateurs de composition d'éléments : <! ELEMENT balise (composition) > Opérateur Exemple Signification + A+ L élément doit être présent au moins une fois * A* L élément peut être présent 0 ou plusieurs fois? A? L élément peut être optionnellement présent A B A ou B présents, pas les 2, A, B A doit être présent et suivi de B ( ) (A, B)+ Permet de regrouper des éléments et de leur appliquer des opérateurs I.45 Exemple d'élément composé <!ELEMENT personne (nom, prenom+, tel?, , adresse) > <!ELEMENT nom (#PCDATA) > <!ELEMENT prenom (#PCDATA) > <!ELEMENT tel (#PCDATA) > <!ELEMENT (#PCDATA) > <!ELEMENT adresse (ANY) > <personne> <nom>hugo</nom> <prenom>victor</prenom> <prenom>charles</prenom> <tel> </tel> < >vh@gmail.com</ > <adresse><rue></rue><ville>paris</ville></adresse> </personne> I.46 I.23
24 Déclaration d'attributs <! ATTLIST Balise Attribut Type Mode > Balise spécifie l'élément auquel est attaché l'attribut Attribut est le nom de l'attribut déclaré Type définit le type de donnée de l'attribut choisi parmi: CDATA: chaînes de caractères entre guillemets ("aa") non analysées Enumération: Liste de valeurs séparées par <! ATTLIST balise Attribut (Valeur1 Valeur2... ) > ID et IDREF: identifiant d élément et référence à identifiant ENTITY(IES): entités XML et non XML définies ailleurs Mode précise le caractère obligatoire ou non de l'attribut #REQUIRED: obligatoire #IMPLIED: facultatif #FIXED: constante I.47 Exemple d'attributs <! ATTLIST personne num ID #REQUIRED, age CDATA #REQUIRED, genre (Masculin Feminin ) #REQUIRED> <!ELEMENT auteur (#PCDATA) > <!ELEMENT editeur (#PCDATA) > <!ATTLIST auteur genre (Masculin Feminin ) #REQUIRED ville CDATA #IMPLIED> <!ATTLIST editeur ville CDATA #FIXED "Paris"> I.48 I.24
25 L'exemple bib.dtd Un document contenant des éléments book <!DOCTYPE bib [ <!ELEMENT bib (book)*> <!ELEMENT book (title, author+, publisher, year?)> <!ELEMENT title (#PCDATA)> <!ELEMENT author (#PCDATA)> <!ELEMENT publisher (#PCDATA)> <!ELEMENT year (#PCDATA)> ]> I.49 DTD comme grammaire récursive DTD décrivant des arbres binaires et un document valide <!ELEMENT node (leaf l (node, node))> <!ELEMENT leaf (#PCDATA)> <node> <node> <node><leaf> 1 </leaf> </node> <node><leaf> 2 </leaf> </node> </node> <node><leaf> 3 </leaf> </node> </node> I.50 I.25
26 Rôles des DTD Modèle selon une organisation hiérarchique (définition des éléments, attributs, contenus) Spécifie la structure des instances de documents : cet élément contient ces éléments, ces attributs, etc. Spécifie le type de données de chaque élément et attribut Définition d entités : mécanisme d inclusion (interne, externe, paramètre) utile pour les opérations de modularisation et de réutilisation I.51 Limites des DTD Syntaxe spécifique : une syntaxe pour les documents, une pour leur définition Pas de possibilité de typer les contenus (types limités) et typage faible des valeurs d attributs Difficile à interpréter par le récepteur Difficile à traduire en objets pour un programme Pas en XML Langage spécifique et outils spécifiques I.52 I.26
27 2. XMLschema Un schéma d'un document définit: Les éléments possibles dans le document Les attributs associés à ces éléments La structure du document Les types de données Le schéma est spécifié en XML Pas de nouveau langage Balisage de déclaration Espace de nom spécifique xs: Présente de nombreux avantages Structures de données avec types de données Extensibilité par héritage et ouverture Analysable à partir d'un parseur XML standard I.53 Objectifs des schémas Définir un nouveau mécanisme de support à la modélisation Reprenant les acquis des DTD (définition de modèles) Arbres d objets typés et valués Permettant d exprimer des contraintes fortes Typage de données plus puissant Utiliser XML pour définir les modèles eux-mêmes (une seule syntaxe) Et aussi Permettre de définir des contraintes incomplètes Prendre en compte les espaces de noms (même nom, différents contextes) Extensibilité Notion de clé et de référence Expression de la notion d ensemble Héritage de types I.54 I.27
28 XMLschema Le schéma XML permet de rendre explicite certaines informations implicites de la DTD, par exemple Vérification de type Cardinalité des éléments Un schéma XML définit Les éléments Les attributs Les éléments fils, leur ordre, leur nombre Le contenu des éléments Les types de données des éléments et attributs Les valeurs par défaut et les valeurs fixes Dans un document XML Besoin d identifier ces définitions par les noms de balises I.55 L'exemple bib.dtd (rappel) Un document contenant des éléments book <!DOCTYPE bib [ <!ELEMENT bib (book)*> <!ELEMENT book (title, author+, publisher, year?)> <!ELEMENT title (#PCDATA)> <!ELEMENT author (#PCDATA)> <!ELEMENT publisher (#PCDATA)> <!ELEMENT year (#PCDATA)> ]> I.56 I.28
29 Le schéma bib.xsd <?xml version="1.1"?> <xs:schema xmlns:xs=" targetnamespace= xmlns:b= <xs:complextype name="booktype" > <!ELEMENT bib (book)*> <xs:sequence> <xs:element name="title" type="xs:string" /> <xs:element name="author" type="xs:string" maxoccurs="10" /> <xs:element name="publisher "type="xs:string"/> <xs:element name="year" type="xs:integer" minoccurs="0" /> </xs:sequence> </xs:complextype> <xs:element name="bib"> <xs:complextype> <xs:sequence maxoccurs="unbounded" > <xs:element name="book" type="b:booktype" > </xs:sequence> </xs:complextype> </xs:element> I.57 Espace de noms (namespace) Problème Importer, dans un document, des éléments ou des attributs contenus dans des entités externes, peut entraîner des conflits de noms Pour éviter ces conflits, on définit des espaces de noms identifiés de façon unique, et on associe un nom (d élément ou d attribut) à l espace dont il provient Un espace de nom (namespace) permet D éviter les conflits de noms De faire coopérer les noms des différentes structures XML Copier-coller des fragments de documents De réutiliser des déclarations I.58 I.29
30 Petit rappel: URI, URL et URN URI (Uniform Resource Identifier) Chaîne de caractères identifiant une ressource sur un réseau, de manière permanente Deux types: nom (name) ou adresse (locator) Uniform Resource Name (URN) URI qui identifie une ressource de manière unique par son nom dans un espace de noms urn:isbn: Uniform Resource Locator (URL) Souvent confondu avec URI URI qui identifie la ressource par son adresse et permet d en obtenir une représentation (i.e. une page web) I.59 Espace de noms Collection de noms d éléments ou de noms d attributs utilisables pour les éléments et les attributs d un document XML Chaque collection est identifiée de manière unique par un URI Attention: cet URI ne sert qu à identifier le namespace (pas à récupérer la définition des noms) Deux façons de définir un espace de noms Par défaut Explicite I.60 I.30
31 Espace de noms par défaut Définition avec l attribut xmlns="uri de l espace de noms" L espace de noms par défaut s applique à l élément où se situe sa déclaration et à tout son contenu On peut imbriquer des espaces de noms par défaut <book xmlns=" <title> Data on the Web </title> <number> 10 </number> <number xmlns=" X <number> </book> Problème: difficile à contrôler sur de grands document Problème de répercussion des modifications I.61 Espace de noms explicite Définition Un préfixe est associé à chaque namespace xmlns:prefixe="uri de l espace de noms" prefixe est un nom XML n utilisant pas le caractère ":" Un nom qualifié est de la forme préfixe:nom local <book xmlns:isbn=" <title> Data on the Web </title> <number> 10 </number> <isbn:number> X </isbn:number> </book> I.62 I.31
32 Utilisation pour l intégration de contenus <mg:guide xmlns:mg= " xmlns:mic=" xmlns:pj=" <mic:adresse><ville>mougins</ville><zip>06212</zip></mic:adresse> <pj:adresse>le Moulin 06 Mougins</pj:Adresse> </mg:guide> I.63 L élément xs:schema du schéma bib.xsd <?xml version="1.1"?> <xs:schema xmlns:xs=" targetnamespace= xmlns:b= <xs:complextype name="booktype" > <xs:sequence> <xs:element name="title" type="xs:string" /> <xs:element name="author" type="xs:string" maxoccurs="10" /> <xs:element name="publisher "type="xs:string"/> <xs:element name="year" type="xs:integer" minoccurs="0" /> </xs:sequence> </xs:complextype> <xs:element name="bib"> <xs:complextype> <xs:sequence maxoccurs="unbounded" > <xs:element name="book" type="b:booktype" > </xs:sequence> </xs:complextype> </xs:element> I.64 I.32
33 L élément xs:schema xmlns:xs= Indique le namespace contenant les éléments et types de données utilisés dans le schéma (schema, element, sequence, complextype, string, etc.) Doivent être préfixés par xs targetnamespace= Indique le namespace lié à ce schéma (bib, book, title, author, ) Toutes les définitions globales sont d office qualifiées dans cet espace Evite de répéter le préfixe (ici "b"), pour chaque élément global xmlns:b= Indique le namespace b (le même que le targetnamespace) Le préfixe "b" doit être utilisé pour éviter les ambiguités de provenance <xs:element name="book" type="b:booktype" > I.65 Que donne l URL d un namespace? Réponse du W3C: rien! Excepté peut-être l erreur "404 Not Found" Raison: on ne sait pas quoi y mettre: DTD, schéma, programmes? Une proposition de Resource Directory Description Language 2.0 (2004) Langage XHTML pour décrire toutes les ressources associées à un espace de noms: DTD, schéma, feuilles CSS, feuilles XSLT, etc. Le document rddl peut être localisé par l URL Supporté par qqs outils Mais XHTML est un langage pour navigateurs, pas pour outils Commence à intéresser le W3C Associating Resources with Namespaces. W3C Technical Architecture Group Finding, 2008 I.66 I.33
34 Référence d un schéma dans un document On indique le nom de l instance de schéma avec xsi (xml schema instance) où se trouve le schéma avec schemalocation <?xml version="1.1"?> <bib xmlns=" xmlns:xsi=" xsi:schemalocation=" bib.xsd"> </bib> <book><title>principles of. </title> </book> I.67 Commandes de base xs: Element : association d'un type à une balise Attributs name, type, ref, minoccurs, maxoccurs,... Attribute : association d'un type à un attribut Attributs name, type Type simple : les multiples types de base string, boolean, float, timeinstant, timeperiod, month, date, ID, IDREF,, Extensibles par des contraintes Type complexe : une composition de types <sequence> : collection ordonnée d'éléments <all> : collection non ordonnée (ensemble) d'éléments <choice>: choix entre éléments I.68 I.34
35 Occurrences On peut préciser le nombre d occurrences d un élément à l aide des attributs minoccurs et maxoccurs (valeur par défaut "1") <xs:complextype name="booktype" > <xs:sequence> <xs:element name="title" type="xs:string" /> <xs:element name="author" type="xs:string" maxoccurs="10" /> <xs:element name="publisher "type="xs:string"/> <xs:element name="year" type="xs:integer" minoccurs="0" /> </xs:sequence> </xs:complextype> <xs:element name="bib"> <xs:complextype> <xs:sequence maxoccurs="unbounded" > <xs:element name="book" type="b:booktype" > </xs:sequence> </xs:complextype> </xs:element> I.69 Le type All Permet de s'affranchir de l'ordre des éléments <xs:complextype name="booktype" > <xs:all> <xs:element name="title" type="xs:string" /> <xs:element name="author" type="xs:string" maxoccurs="10" /> <xs:element name="publisher "type="xs:string"/> <xs:element name="year" type="xs:integer" minoccurs="0" /> </xs:all> </xs:complextype> <!ELEMENT book ( (title, author+, publisher, year?) l (author+, title, publisher, year?) l (author+, title, year?, publisher) l > <!ELEMENT title (#PCDATA)> <!ELEMENT author (#PCDATA)> <!ELEMENT publisher (#PCDATA)> <!ELEMENT year (#PCDATA)> I.70 I.35
36 Réutilisation de définitions de types Le contenu peut être défini de façon indépendante de l élément, et référencé par l attribut ref Permet de définir des types simples ou complexes réutilisables Les deux façons de définir les éléments (directement ou par référence) sont équivalentes <xs:element name="nom" type="xs:string"/> <xs:element name="identite"> <xs:complextype> <xs:sequence> <xs:element ref="nom"/> <xs:element name="prenom" type="xs:string"/> </xs:sequence> </xs:complextype> I.71 Héritage de types par extension Ajout d'information Ajout d'un élément "url" pour le type "e-book" <xs:complextype name="e-booktype"> <xs:complexcontent> <xs:extension base="booktype"> <xs:sequence> <xs:element name="url" type="xs:anyuri" /> </xs:sequence> </xs:extension> </xs:complexcontent> </xs:complextype> I.72 I.36
37 Héritage de types par restriction Ajout de contraintes Années de 1955 à 2014 <xs:element name="year"> <xs:simpletype> <xs:restriction base "xs:positiveinteger"> <xs:minexclusive value="1954"/> <xs:maxexclusive value="2015"/> </xs:restriction> </xs:simpletype> </xs:element> I.73 Réutilisation de déclarations Possibilité de référencer un élément plus global <element ref="nom" /> (ci-dessus) Importe l'élément et son type Possibilité d'inclure les types associés à un espace de noms <import namespace = " schemalocation = " /> Possibilité d'étendre un schéma <redefine schemalocation=" Extensions... </redefine> I.74 I.37
38 Comment concevoir DTD ou Schema? A la main syntaxe complexe, devient illisible Interface graphique IDE partir d'un fichier d'exemples générer un premier schéma via l'outil modifier le schéma graphiquement A partir de UML décrire les données avec UML (classes et relations) complémenter le modèle (types, attributs ou éléments) générer un modèle logique hiérarchique (messages) transformer en schéma XML I.75 Bonnes pratiques DTD/schema Modularité Définir dans des types séparés les parties réutilisables Précédence Regrouper les déclarations de types en tête Abstraction Utiliser des entités ou types pour les modèles de contenus Nommage Utiliser des conventions et un dictionnaire Simplicité Découper les schémas ou DTD trop complexes Elément versus attribut Attribut pour méta-donnée, donnée très liée à l'élément englobant, ou pour réduire la taille de l'élément Elément sinon I.76 I.38
39 Edition de schéma avec XML Spy Sequence Choice I.77 Exemple de produit: HyperModel De XML à UML et vice-versa Représentation XMI du modèle UML XMI = jargon XML de l'omg pour modèle objet Traduction en toute sorte de modèle logique Utilisable dans l IDE Eclipse I.78 I.39
40 HyperModel avec Eclipse I Gestion des versions de schémas Créer une nouvelle version d un schéma peut avoir des conséquences négatives sur les applications Documents existants qui deviennent invalides Erreurs de type dans les applications Problèmes avec une nouvelle version de schéma 1. Namespace différent 2. SchemaLocation écrasée 3. Modification du contenu d un élément 4. Réorganisation d'éléments, ex. changt de leur ordre 5. Suppression ou ajout d'élément ou d attribut I.80 I.40
41 Recommandations (1) Namespace différent Peut casser une application namespace aware Rec-1: utiliser le même namespace pour toutes les versions de schéma SchemaLocation inchangée Même en appliquant Rec-1, la nouvelle version peut écraser la version précédente, par ex. en utilisant mêmes URL et nom de fichier.xsd Rec-2: donner à chaque nouvelle version de schéma une localisation différente, en changeant URL et nom de fichier.xsd I.81 Recommandations (2) Modification du contenu d un élément Exemple V1: <element name= coordonnée ><complextype><sequence> <element name= lat type= decimal /> <element name= long type= decimal /> </sequence></complextype></element> V2: <lat> et <long> deviennnent <x> et <y> Une application passée en V2 qui analyse un doc avec les éléments <lat> et <long> ne sait pas quoi faire Rec-3: utiliser des types nommés, pour permettre à l application d interpréter les éléments Exemple V1: <element name= coordonnéetypev1 > V2: <element name= coordonnéetypev2 > I.82 I.41
42 Recommandations (3) Réorganisation d éléments Exemple V1: <complextype name= X ><sequence> <element name= A type= string /> <element name= B type= decimal /> </sequence></complextype> V2: <complextype name= X ><sequence> <element name= B type= string /> <element name= A type= decimal /> </sequence></complextype> Une application qui utilise l ordre des éléments ne marchera pas en V2 Rec-4: utiliser les noms de balises (pas l ordre des éléments) dans les applications pour localiser les éléments I.83 Recommandations (4) Suppression ou ajout d élément ou d attribut Une application restée dans l ancienne version de schéma ne sait pas quoi faire avec des éléments ou attributs (ajoutés ou supprimés) reçus par une application passée à la nouvelle version Rec-5: définir un protocole au niveau du système (interapplication) pour remonter les erreurs d applications I.84 I.42
43 Exercice 2: conception de schéma XML Soit un document XML contenant un nombre indéterminé d éléments sous la forme : <contacts> <contact civilite="..."> <nom>...</nom> <telephone>...</telephone> < >...</ > < >...</ > </contact> </contacts> Donner le schéma. L élément telephone et l attribut civilite sont en option. Utiliser deux types : contacttype et contactstype. I.85 Définition de données JSON 1. JSON Schema 2. JSON meta-schema 3. Hyper-schema 4. Outils de validation I.43
44 1. JSONSchema Type de données JSON pour définir la structure de données JSON Draft IETF 2013 (proposé par Kris Zyp) Objectif: permettre la validation, la documentation, la navigation hypertexte, et le contrôle de l'interaction avec JSON Un schéma JSON est un objet JSON décrivant le nom, le type et diverses caractéristiques des propriétés d'une donnée JSON Ses propriétés sont appelées keywords (mots-clés) I.87 Structure d'un schéma JSON Chaque propriété du schéma indique une condition que doit remplir la donnée pour vérifier le schéma Types disponibles : object, array, boolean, integer, number, string, null Conditions générales id : associe un identifiant à un schéma, en général un URI $schema : définit le méta-schéma de validation du schéma Conditions des types Object: properties, required, optional, Array: items, maxitems, minitems Number et Integer: maximum, minimum, multipleof, String: maxlenght, minlenght, format (date, time, , hostname, ipv, ipv6, uri) I.88 I.44
45 2. JSON meta-schema Définit l'équivalent des éléments xs: de XMLSchema Permet de valider les définitions de schémas { "id" : " "type" : ["object","string"], "format": "uri", "properties" : { "type" : { "properties" : { "type" : { "object", "additionalproperties" : "#", "default" : "any" }, "type" : ["string", "array"], "items" : { "type" : ["string", "#"] }, "uniqueitems" : true, "default" : "any" }, I.89 Le schéma bib.xsd (rappel) <?xml version="1.1"?> <xs:schema xmlns:xs=" targetnamespace= xmlns:b= <xs:complextype name="booktype" > <xs:sequence> <xs:element name="title" type="xs:string" /> <xs:element name="author" type="xs:string" maxoccurs="10" /> <xs:element name="publisher "type="xs:string"/> <xs:element name="year" type="xs:integer" minoccurs="0" /> </xs:sequence> </xs:complextype> <xs:element name="bib"> <xs:complextype> <xs:sequence maxoccurs="unbounded" > <xs:element name="book" type="b:booktype" > </xs:sequence> </xs:complextype> </xs:element> I.90 I.45
46 Le schéma bib.jsonschema {"$schema" : " "id"= " "type": "object", "properties": { "bib" : {"type" : "array", "items" : {"type": "object", "properties": {"book": { "type": "object", "properties": {"title": {"type":"string"}, "authors": {"type" : "array", "items" : "string", "maxitems"=10} "publisher": {"type":"string"}, "year": {"type":"string", "maximum"=2014}} "required": ["title", "authors", "publisher"]}}}} I.91 Schéma et références Exemple: extension (héritage) du type "person" en "socialperson" {"description": "A Social Person", "id": "socialperson", "type": "object", "properties": {"name": {"type":"string"}, "age" : {"type":"integer", "maximum":125}, "friends" : { "type" : "array", "items" : {"$ref":"socialperson"} } }, "extends": {"$ref":"person"} } I.92 I.46
47 3. Hyper-schema Un JSON schema qui spécifie les définitions hypertextes sur les données JSON Facilite le développement d'applications Web qui doivent interpréter les hyper-liens Exemple avec la propriété "links" Permet d'associer des objets de description de liens avec des instances de schéma {"title": "Schema defining links", "links": [ {"rel": "full", "href": "{id}"}, {"rel": "parent", "href": "{parent}"}] } I Des outils de validation Nombreuses bibliothèques JavaScript développé par Kris Zyp Orderly, JSV, json-schema, Matic, Dojo, Persevere, schema.js. Autres langages WJElement (C), json-schema-validator (Java), Json.NET, json-schema (Python), php-json-schema (PHP), I.94 I.47
48 JSONschema versus XMLschema Similarités Puissance d'expression équivalente Identification du méta-schéma par URI Différences: Types limités pour JSONschema Ex. pas de type date Pas d'espaces de noms pour JSONschema Plus clair avec les éléments xs: Support des définitions hypertextes élaborées avec JSONschema I.95 Liens utiles json.org xml.apache.org I.96 I.48
49 Livres XML: cours et exercices. Alexandre Brillant. Eyrolles, 2 ème édition, 16 juillet Manuel de prise en main de XML. Kevin Howard Goldberg. Pearson, Échange de données en XML ou JSON. Michel Plasse. Eyrolles, XML : Des bases de données aux services Web. Georges Gardarin. Dunod, Modélisation et manipulation de documents XML. François Role. Hermès, I.97 I.49
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