（计算机应用技术专业论文）dom2分析及其在嵌入式系统上的实现.pdf

摘要 近年来，随着软硬件技术的飞速发展，移动终端特别是手机具有了访问 因特网的能力。作为在因特网中获取信息最重要的工具浏览器，在这类设备上也 有了发展。 。 然而，相比于桌面浏览器，移动终端上的浏览器显得非常简陋。例如，无法 运行j a v as c r i p t 、不支持动态网页、不支持a j a x 等等。没有这些功能，就无法充 分的使用互联网提供的各种应用。支持这些技术的关键在于浏览器首先要支持 d o m 。 d o m 是d o c u m e n to b j e c tm o d e l 的缩写，郎文档对象模型。它是在1 9 9 8 年 1 0 月1 日由w 3 c 组织发布的一个标准。其目的在于建立一套平台和语言无关的标 准接口，允许程序和脚本读取和操作“文档”的内容、结构和样式。这里的文档， 主要指的是x m l 和h t m l ，也包括从这两种文档中衍生出来的其他文档，如 ) 【h t m l 。 d o m 在桌面浏览器中已经是一个标准，但是在嵌入式浏览器中，支持d o m 的还不是很多。本文针对什么是d o m 以及如何在嵌入式浏览器中实现d o m 进行 了研究。主要的研究内容包括： 1 详细分析了d o m 的结构和特点，研究d o m 是什么，在浏览器中充当怎 样的角色。 2 以一个嵌入式浏览器为平台，完成一个嵌入式版本的d o m 的实现 m i n i d o m 3 使用内存对换、资源池等技术，有效降低嵌入式d o m 所使用内存资源 关键词：嵌入式，浏览器，文档对象模型、超文本语言 a b s t r a c t r e c e n t l y , w i t ht h er 印i dd e v e l o p m e n to ft h es o f t w a r ea n dh a r d w a r et e c h n o l o g y , t h em o b i l ed e v i c e s ，e s p e c i a l l yt h em o b i l ep h o n e s ，h a v eh a dt h ea b i l i t yt oa c c e s si n t e r a c t t h eb r o w s e r , w h i c hi st h em o s ti m p o r t a n tt o o lf o ra c c e s s i n gi n t e m e t ，h a sb e e na l s o d e v e l o p e d i ns u c hd e v i c e s h o w e v e r , c o m p a r e dw i t hd e s k t o pb r o w s e r , t h eb r o w s e ri ne m b e d d e dd e v i c ei s v e r ys i m p l e f o ri n s t a n c e ，i tc o u l d n tb i bj a v as c r i p t , d o e s n ts u p p o r td y n a m i cw e bp a g e ， a n dt h ea j a xt e c h n o l o g yi sn o ts u p p o r t e da l s o t h eb r o w s e rc o u l d n tf u l l yu s ev a r i o u s a p p l i c a t i o n sw h i c ha r ep r o v i d e db yt h ei n t e r n e t t h ek e yp o i n tt os u p p o r tt h o s e t e c h n o l o g i e si st h a tt h eb r o w s e r s h o u l di m p l e m e n td o mf i r s t d o mi ss h o r tf o rd o c u m e n to b j e c 【m o d e l i ti sas p e c i f i c a t i o nw h i c hw a s d i s t r i b u t e db yw 3 c o r g a n i z a t i o no no c t1 武，1 9 9 8 t h ep u r p o s eo f t h es p e c i f i c a t i o ni st o b u i l dap l a t f o r mn e u t r a la n dl a n g u a g en e u t r a ls t a n d a r di n t e r f a c e , w h i c ha l l o w st h e p r o g r a ma n dt h es c r i p tt oa c c e s sa n dm a n i p u l a t et h ec o n t e n t s ，s t r u c t u r e sa n ds t y l eo f t h e d o c u m e n t t h ed o c u m e n tm e n t i o n e dh e r em a i n l yr e f e r st ox m la n dh t m l f i l e s , o t h e r d o c u m e n tt y p e sw h i c hi n h e r i tf r o mt h et w od o c u m e n t sa r ei n c l u d e da l s o ，f o ri n s t a n c e ， x h t m lf i l e s d o mh a sa l r e a d yb e e nas t a n d a r dm o d u l ei nt h ed e s k t o pb r o w s e r s ，b u tt h e r ea r e l i t t l ee m b e d d e db r o w s e r st h a ts u p p o r td o m t h i st h e s i ss t u d i e dw h a tt h ed o mi sa n d h o wt oi m p l e m e n tt h ed o mi ne m b e d d e db r o w s e r t h em a i nt a r g e t so f t h es t u d ya r e ： i a n a l y z i n gt h es t r u c t u r ea n dt h ef e a t u r e so fd o m i nd e t a i l ，s t u d y i n gw h a tt h e d o m i s , a n dw h a tr o l ei ta c t si nb r o w s e r s 2 i m p l e m e n t i n ga ne m b e d d e dv e r s i o no fd o m ，w h o s en a n l ei sm i n i d o m ，i na n e m b e d d e db r o w s e r 3 ，r e d u c i n gt h em e m o r yc o n s u m p t i o no fm i n i d o mb yu s i n gm e m o r ys w a pa n d r e s o u r c ep o o lt e c h n o l o l g i e s k e y w o r d ：e m b e d d e ds y s t e m ，b r o w s e r , d o m ，d o c u m e n to b j e c tm o d e l ，h t m l i i 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工 作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地 方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含 为获得电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。 与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明 确的说明并表示谢意。 虢4 牡嗽卅年r 月动日 关于论文使用授权的说明 本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文 的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁 盘，”允许论文被查阅和借阅。本人授权电子科技大学可以将学位论文 的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或 扫描等复制手段保存、汇编学位论文。 ( 保密的学位论文在解密后应遵守此规定) 签名驻 导师签名：! 婆 日期：2 胡年譬月2 0 日 第一章绪论 1 1 d o m 的概念 第一章绪论 d o m 是d o c u m e n to b j e c tm o d e l 的缩写，即文档对象模型。所谓d o m ，是由 w 3 c 组织在1 9 9 8 年1 0 月1 日发布的一个标准。w 3 c 组织撰写这个标准的目的在 于建立一套平台和语言无关的标准接口，允许程序和脚本读取和操作“文档”的 内容、结构和样式。这里的文档，主要指的是x m l 和h t 札，也包括从这两种文 档中衍生出来的其他文档，如x h t m l 。 d o m 的本质在于定义了一套文档的逻辑结构，以及基于此逻辑结构之上对文档 访问和操作的一套方法。d o m 将文档本身、以及文档中所有的内容，都看作一个 个对象，并将这些对象按其在文档中的位置组织成一棵对象树。通过d o m 所提供 的接口，不仅可以访问文档中任意的节点和内容，还可以对这些节点和内容进行 修改，甚至允许你调整文档的结构。 需要注意的是，d o m 标准仅仅为文档制定了逻辑结构，而没有为其制定物理结 构。因此，d o m 并不要求任何一个d o m 的实现必须按照其规定的逻辑结构来实现。 相反的是，d o m 标准认为，实现者可以按其认定的任何理想方式来实现d o m ，只要 其最终实现的d o m 接口符合标准的要求就可以了。 d o m 的制定参考了微软的i n t e r n e te x p l o r e r 浏览器和网景公司的n e t s c a p e 在处理h t m l 文档方面的经验，以及其他一些公司的产品的经验脚。由于这些产品 都由各式各样的类似于d o m 的名字，为了以示区别，在d o m 标准出现以前的各种 0 m 都统一称为d o m0 ，而1 9 9 8 年1 0 月所发布的d o m 称为d o m1 。此后不久，又 发布了d o m2 标准，在d o m1 的基础上对x m l h t m l 文档及其相关内容的操作进行 了更进一步的规定。目前d o m3 标准也在制定之中，相信在不久的将来即将形成 规范。 由于d o m3 到目前为止尚未完全定稿，也没有形成标准，因此，本文所讨论 的重点将是d o m2 ，下文中所出现的d o m ，若无特殊说明，均指d o m2 规范。 电子科技大学硕士学位论文 1 2 需要使用d o m 的场合 总的说来，凡是和x m l h t m l 文档相关的应用，都可以使用d o m 。主要应用在 下面几个方面。 1 2 1 浏览器 d o m 概念最早出现于浏览器中。因此，d o m 在浏览器中被使用的最为广泛，绝 大多数浏览器都宣称支持d o m 。由于d o m 的出现，使开发者对于文档的结构和内 容有了空前的控制力。在d o m 的帮助下，开发者可以任意的对文档进行删除、添 加和替换等操作，这不仅极大的降低了开发者，包括浏览器开发者和j a v as c r i p t 开发者，操作文档的难度，同时也让交互式页面的出现成为了可能。 1 2 2 j a v a s c r l p t 所谓j a v as c r i p t ，是一种基于对象( o b j e c t ) 和事件驱动( e v e n td r i v e n ) 并具 有安全性能的脚本语言。使用它的目的是与h t m l 超文本标记语言、j a v a 脚本语 言( j a v a 小程序) 一起实现在一个w e b 页面中链接多个对象，与w e b 客户交互作 用，从而可以开发客户端的应用程序等”1 。可见，j a v as c r i p t 的目的就在于和 h t m l 进行交互工作。其实，不仅仅是j a v as c r i p t ，基于浏览器的各种s c r i p t 技术嘲f 如v bs c r i p t 等，都是建立在d o m 的基础之上，j a v as c r i p t 只是这 些s c r i p t 中比较成功的代表性语言。 在早期的d o m0 时期，由于各浏览器之间的0 m 接口并不相同，因此完成同一 个任务的s c r i p t 脚本，需要为各个浏览器开发不同的版本以保证在各个平台都 能正常运行。在d o m 标准出现以后，各主流浏览器厂商均先后对其进行了支持， 并实现了d o m 的j a v as c r i p t 绑定。这对网页开发者来说无疑是一个福音，因为 d o m 的平台无关性可以保证基于其上开发的程序的兼容性，不需要针对不同的平 台开发不同的脚本，减低了开发者在保证平台兼容性方面的负担。 1 2 3 网页编辑器 网页编辑器，如f r o n t p a g e 、d r e a m w e a v e r 等产品，无疑是d o m 运用的最佳场 2 第一章绪论 合。页面编辑的过程，实质上是不断的在文档中进行插入、删除、修改等工作， 这正是d o m 最擅长的工作。不仅仅是网页编辑器，还有很多其他附带编辑功能的 应用，如支持h t m l 的邮件收发工具等，都是d o m 运用的最佳场合。在d o m 的帮助 下，应用只需要去操作一棵节点树就可以完成功能，而不需要去了解h t m l 繁琐的 语法规则。d o m 规范的制定过程，也有相当数量的网页编辑器厂商参与其中嘲。 1 2 4 x m l 数据处理 x m l 是e x t e n s i b l em a r k u pl a n g u a g e 的缩写。扩展标记语言) ( m l 是一种简单 的数据存储语言，使用一系列简单的标记描述数据，而这些标记可以用方便的方 式建立。由于x m l 本身具有平台无关、数据结构化等特性，目前已被广泛的用作 跨平台数据交换的标准格式“1 。 可以这么说，d o m 为x m l 文档的操作提供了标准的接口和方法。因此，几乎所 有x m l 文档解析器都提供了将x m k 文件转换为d o m 的接口。所以，凡是有x m l 文 件需要处理的应用中，几乎都需要使用到d 渊。 1 3 为什么需要实现d o m 为什么需要实现d o m ? 由前文中的描述可知，d o m 是w 3 c 组织所制订的规范。 目前，几个主要的浏览器产品均宣称支持d o m ，甚至有厂商宣称支持尚未完全定 稿的d o m 3 5 1 。正是由于业界主要产品均已经实现对d o m 的支持，为这些产品开发 的、数量庞大的应用也是建立在对d o m 的应用之上。由此可见，一个浏览器产品 实现对d o m 的支持，其意义是相当重大的，主要体现在以下这几个方面： 1 3 1 提高产品的兼容性 正如前文所述，d o m 是w 3 c 所制定的x m l h t m l 文档操作的规范，是浏览器及 其相关工具的业界标准。绝大多数浏览器都支持d o m ，正因为如此，有相当数量 的应用都是建立在d o m 的基础之上。这些应用包括数量庞大的w e b 应用，如因特 网上数以千万计的各色网站，这些网站或多或少的都需要使用d o m 技术。如果一 个浏览器不支持d o m ，那么对于这些网站就必然难以进行正常的访问。因此，要 提高浏览器产品的兼容性，就必须实现对d o m 的支持，否则一个仅能正常访问少 3 电子科技大学硕士学位论文 数网站的浏览器，是无法获得用户的认同的。 1 3 2 提供网页交互能力 i n t e r n e t 的发展，一方面从早期的静态文本到静态图像，从静态图像到动态 图像，随后又加入了声音、影像、三维动画等等。另一方面，用户已不满足于只 是坐在那里被动地浏览，他们希望w e b 页面中能够提供更多的交互性，以便他们 也可以参与其中嘲。d o m 的出现，从某种程度上讲，是为了满足了w e b 页面的作者 和用户方的这种要求。d o m 是用户控制( 通过j a v a s c r i p t 或其它s c r i p t 语言) w e b 页面内容的唯一途径，正是由于它的出现，直接促进了忱8 开发的大发展， 它们为w e b 内容开发者提供了一种灵活简便的w e b 页面设计途径，也为用户带来 了全新的浏览体验。可以想象一个浏览器产品如果不能提供页面交互能力，这样 一个产品必将是索然无味的。 1 3 3 支持w e b 2 0 ，支持a j a x i n t e r n e t 的发展，已从早期的w e b l 0 ，发展到今日的w e b 2 0 。所谓w e b l 0 ， 简单的说就是用户只是接收信息，即便网页作者能够提供一些交互功能，也只是 局限于网页和浏览者之间的一些简单交互，网页始终是由一小部分作者来提供的 ( 相对于浏览者而言) 。而w e b 2 0 的出现，则彻底改变了这一局面，它使每一个 网页浏览者都成为可能的信息提供者，使所有的人都参与到i n t e r n e t 的内容建设 之中。与w e b l 0 相比，w e b 2 0 的不同之处在于： 1 从知识生产的角度看，w e b l 0 的任务，是将以前没有放在网上的人类知 识，通过商业的力量，放到网上去；而w e b 2 0 的任务是，将这些知识，通过每个 用户的浏览求知的力量，协作工作，把知识有机的组织起来，在这个过程中继续 将知识深化，并产生新的思想火花【6 】。 2 从内容产生者角度看，w e b l 0 是商业公司为主体把内容往网上搬；而 w e b 2 0 则是以用户为主，以简便随意方式，通过b l o g p o d c a s t i n g 方式把新内容 往网上搬叫。 我们看到，用户在互联网上的作用越来越大，他们贡献内容，传播内容，并 且乐于参与其中。b l o g ，w i k i ，f l i k e r 等w e b 2 0 应用的火热程度足以证明一点。 显然，一款无法支持w e b 2 0 的浏览器是无法获得用户的认同的。那么，支持w e b 2 0 4 第一章绪论 究竟需要什么技术呢? 提到w e b 2 0 ，就不得不提到a j a x 。尽管w e b 2 0 并不仅仅建立在a j a x 技术之 上的，但是a j a x 却是其中相当关键和重要的一种。准确的说，a j a x 并非是一种 新技术，而是h t m l ，j a v a s c r i p t ，h t t p r e q u e s t 和d o m 的混合应用。应用通过 h t t p r e q u e s t 取回所需的数据，再通过j a v a s c r i p t 来操作d o m 完成对h t m l 数据 的修改。应用a j a x 可以极大的减少浏览器和服务器的通信量，加快浏览器对用户 操作的响应时间”。 可见，d o m 技术是a j a x 技术的关键组成部分之一。因此，需要支持w e b 2 0 就不得不支持a j a x ，支持a j a x 就必须支持d o m 。 1 4 嵌入式浏览器与d o m 1 4 1 嵌入式浏览器 嵌入式浏览器，可以简单的定义为运行于嵌入式系统上的浏览器软件。从功 能上讲，它必须支持h t t p 或w a p 等传输协议，以完成资源的获取：必须支持h t 帆、 x m l 或w m l 等标记语言的解析和显示，以完成基本的网页浏览功能；可以选择性 的支持c s s 、j a v a s c r i p t 、s s l 以及f l a s h 和各种m e d i a 等其它技术以满足更高层 次的功能。 从软件开发的角度来讲，嵌入式浏览器必须适应于嵌入式系统的各种特殊要 求。这些特殊要求包括： 1 各种硬件资源都比较受限，尤其是处理器和存储器资源。与普通的微型机 动辄百兆、千兆的内存相比，嵌入式系统中的存储器资源通常在几兆到几十兆之 间，非常有限。 2 外设能力不足。受体积、成本以及其它各种因素的限制，嵌入式系统上外 设的能力也受到影响，或者根本就没有某些外设。例如，在嵌入式系统上通常不 会有全尺寸的键盘，输入困难；一般不会有类似于鼠标的指点设备；屏幕尺寸较 小，尤其是移动终端一类设备，其屏幕解析度最大不超过2 4 0 ) ( 3 2 0 ，通常在1 2 0 x1 6 0 左右，并且对颜色的表现能力不足，有些屏幕仅支持6 5 0 0 0 色，某些低端 设备甚至只能支持到4 0 9 6 色；通信能力有限，绝大多数只具有窄带通信能力。 3 软平台支持能力差。嵌入式系统中一般不会装备l i n u x 或w i n d o w s 那样功 5 电子科技大学硕士学位论文 能完备的操作系统，而是以更符合环境和硬件要求的嵌入式实时操作系统为主， 例如n u c l e u s 、t h r e a d x 、v x w o r k s 等。这些操作系统中，除运行系统的必备功能 外，一般提供其它功能，这要求嵌入式浏览器不得不自行实现某些功能。 4 平台多样化。嵌入式系统总，每一个部件，无论是c p u 、r a m 、显示屏， 还是o s 、g u i ，都种类繁多嵌入式浏览器的设计必须考虑到这种特性，使之具 有相当的可移植性，以保证在平台之间快速移植。 由于嵌入式系统存在以上诸多限制，在设计和实现时，就必须考虑这些因素 所带来的影响，而不能完全照搬桌面浏览器的设计。因此，我认为嵌入式浏览器 必须将以下几点作为设计原则，这些原则包括： 1 各种算法必须高效简洁，必要时可以牺牲某些功能来达到这个目的。 2 高效率的内存管理，必须合理利用系统珍贵的r a m 资源。 3 布局算法必须适应于各种尺寸的屏幕，尤其需要重点设计适宜于小屏幕显 示的布局算法 4 良好的人机界面，尽量减少使用者操作键盘的次数 5 必须考虑窄带通信对用户体验的影响 6 高可移植性 7 代码尺寸小 1 4 2 嵌入式浏览器中的d o m d o m 在桌面浏览器中已经是必须实现的核心模块，然而在嵌入式浏览器中，支 持d o m 的却还不多。这一方面是因为用户对嵌入式浏览器期望不高，长期以来仅 仅满足于能够“看到”网页，不奢求太多的交互性；另一方面是由于d o m 的面向 对象特征，使得实现d o m 必然会消耗大量的r a m ，这就对硬件提出了更高的要求， 也使整个产品的成本上升。然而，随着w e b 2 0 的流行，这种情况正在逐步改变。 用户越来越不满足予只是“看”网页，他们希望随时随地都能参与其中，在b o g 上写日记，发布手机拍摄的照片等。这就对嵌入式浏览器提出了更高的要求，使 得浏览器的开发者不得不开始考虑如何在产品中实现d o m 。同时，硬件快速发展、 成本不断下降，也使得这种考虑有成为现实的可能。现在，即便是一个中低端的 手机，也常常配置5 一l o 兆甚至更多的r a m ，因此，实现d o m 有了硬件上的基本 保证。目前已经有相当数量的嵌入式浏览器支持了d o m ，本文也将就如何在一款 嵌入式浏览器上实现d o m 这一问题进行探讨。 6 第一章绪论 1 5 课题背景 该课题来源于北京微讯科银公司的嵌入式浏览器产品u w a p 的开发。u w a p 是该公司自主研发的一款嵌入式浏览器产品，它不仅支持h t m l w m l ，j a v a s c r i p t ， w c s s ，s s l ，c o o k i e 以及各种常见的媒体格式，还具有代码体积小，资源消耗少 等特性。该产品已经成功移植到多款手机上，获得了较好的评价。 为提高该产品的竞争力，进步占据手机浏览器市场，u w a p 正在进行新版本 的开放，包括对内核多个重要模块的重构以及对d o m 的支持。在该项目中，我主 要负责对d o m 实现的设计以及l a y o u t 模块的设计和实现。 本文将分为五个章节： 第一章是绪论，探讨实现d 佣的必要性： 第二章对d o m 模型进行重点分析，研究d o m 的层次、结构和特点： 第三章对d o m 在嵌入式浏览器上的实现进行讨论，详细分析了一个嵌入式d o m 1 n i n i d o m 的实现和技术特色。 第四章中针对d o m 接口数量众多，应该如何通过测试来保证m i n i d o m 代码质 量进行了研究。 最后一章对全文进行了总结，并对m i n i d o m 将来的发展进行了展望。 7 电子科技大学硕士学位论文 2 1 d o m 的现状 第二章文档对象模型d o m 分析 由w 3 c 组织发行的d o m 规范分为三个级别，分别称为d o m1 ，d o m2 ，d o m3 。 除此之外，还有所谓的d o m0 ，下面将对上述各个级别做一些简单的介绍。 2 1 1 d o m0 w 3 c 组织的所发表的d o m 标准规范中，并没有d o m0 这一级别。这里所谓的 d o m0 是指在d o m 规范发布之前，各个厂商的产品中各种类似d o m 的对象模型的 总称。这些产品主要指n e t s c a p en a v i g a t o rv e r s i o n3 0 和m i c r o s o f ti n t e r n e t e x p l o r e rv e r s i o n3 0 。现在所谓的d o m 规范，正是在这两个浏览器产品对文档 对象的经验基础之上建立起来的”。 由于这些产品的0 m 之间并不互相兼容，并且在正式的d o m 规范发布之后，i e 和f i r e f o x ( n e t s c a p en a v i g a t o r 的后继产品) 及其他主流浏览器产品均先后宣 布支持标准d o m ，因此，这些厂商各自开发的0 m 现在已少有人使用。 2 1 2 d o m1 d o ml 是文档对象模型d o m 的第一个级别，这个级别包括两个部分，分别称为 d o l lc o r e 和d o mh t m l 。d o mc o r e 是整个文档对象模型的核心，所有其他部分都 是基于d o mc o r e 建立。d o mh t m l 即是在d o mc o r e 基础上建立起来的特定于h t m l 文档的一个应用嗍。简单来说，d o mc o r e 提供了文档操作的基本接口，通过它即可 完成对文档，包括h t m l 和x m l 的任何操作；而d o mh t m l 贝类似于它的一个派生 类，除了拥有c o r e 具有的基本功能外，还另外实现了很多更贴近h t m l 文档的专 用接口，使用它们可以更方便的操作h t m l 文档。 大多数的浏览器类产品均宣称支持d o ml 。 8 第二章文档对象模型d o m 分析 2 1 3 d o m2 在对d o m1 的各部分进行了少量修订，并增添了d o ms t y l e ，d o me v e n t ，d o m v i e w ，d o mt r a v e r s a l 以及d o mr a n g e 等五部分之后便形成了d o m2 。这些新增加 的部分分别在文档的样式、事件、视图、遍历和范围等方面作出了规定。可以这 么说，d o m1 的主要任务是实现了对文档本身的操作，而d 渊2 则对文档生命周 期中其他相关部分作出了更加细致的约定。 几种主要的浏览器都宣称完全支持d 筛2 ，包括i e 、f i r e f o x 、o p e r a 、s a f a r i 等。不过，这些浏览器再不同程度上都存在个别接口的实现和规范不致或不完 全一致的情况。 2 1 4 d o m3 d o m3 到目前为止尚在制定的过程中，目前已经有草案的部分包括d o ml s 、 d o mv a l 和d o mx p a t h 。这些已经形成的草案的内容分别是； d o ml s ( d o i ll o a da n ds a v e ) 定义了一个平台无关、语言无关的接口，这个 接口允许程序或脚本动态的装载一个x m l 文档的内容到d o m 中，以及将一个d o m 文档序列化( s e r i a l i z e ) 到) 【m l 文件中。 d o mv a l ( d o mv a l i d a t i o n ) 所提供的接口让程序可以动态的更新文档，并保 证文档能够保持有效，或变为有效“4 。 d o mx p a t h 则提供了一套使用x p a t h 访问d o m 树的接口“”。 鉴于这些规范目前尚未最终定稿，绝大多数浏览器尚未对其进行支持。也有 一些浏览器宣称对已经成文的部分内容进行了支持”。 2 2 d o m2 的分析 文档对象模型从第一级别到第三级别已制定的内容，总共涉及到了十个方面 的内容。由于涉及的内容较多，本文不会对其所有的内容进行分析。考虑到d o m 标准的制定情况，以及d o m 各级别的支持程度，本文的分析对象是d o m2 。对于 尚未成为标准的d o m 第三级别的l s 、v a l 和x p a t h 暂不进行讨论。另外，由于该 课题来源于一个嵌入式浏览器项目，其浏览对象为h t m l 文档，因此对于d o m 中特 9 电子科技大学硕士学位论文 定于x m l 的部分内容未予实现。它仅实现了d o m 中最为基础的c o r e 、h t m l 和e v e n t ， 并计划在下一版本中实现其他可选部分。因此本文分析的主要方向也将集中在 d o mc o r e ，d o mh t m l 和d o me v e n t 三个部分上，对于可选部分的d o ms t y l e ，d o m v i e w ，d o mt r a v e r s a l 和d o mr a n g e 也将做一定的介绍。 2 2 1 基本概念 顾名思义，d o m 是将文档按对象方式进行组织的一种方式。它也是操作有效 h t m l 文档和格式良好的x m l 文档的应用编程接口( a p i ) “1 。d o m 定义了文档的逻 辑结构，以及在这种逻辑结构下操作文档的各种接口。d o m 的目标是建立一套跨 平台跨语言的标准接口，通过这些标准接口，来访问和操作文档。h t m l 或x m l 文 档中的任意个部分，包括文本、元素以及元素的属性，都可以通过d o m 进行访 问、修改、添加和删除。 2 2 1 1 ， 逻辑结构 那么，d o m 将文档按什么样的逻辑方式进行组织的呢? 首先，d o m 将h t m l 或x m l 文档中的任何内容，按其逻辑关系，划分为一个个 对象。任何在文档中出现的内容，包括元素、元素的属性以及包含在元素中文本 信息等都被看作对象。d o m 将这些对象按其在文档中相互之间的内在逻辑关系( 这 些逻辑关系由h t m l 或x m l 文档定义) 组织成一个树型结构。以h t m l 文档为例， 请考虑下面这段简单的h t m l 代码： s h a d yg r o v e a e o i a n ( t d o v e rt h er i v e gc h a d i e d o d a n 这是一个拥有两行两列的简单表格，如果按照d o m 的方式来组织这个表格， 那么，它的表现形式如图2 一l 所示。 1 0 第二章文档对象模型d o m 分析 图2 - 1 表格的文档对象模型 在上图中我们可以很清楚的看到，这个h t m l 文档片断被组织成一棵树状的结 构，每一个h t m l 元素，都是树上的一个独立节点；文本内容则作为升节点出现在 树的最末端。这些h t m l 元素在这棵d o m 树上的表述在d o m 规范中被称为e l e m e n t ， 而文本内容则被称为t e x t 。 需要注意的是，d o m 规范中反复强调这样一个概念，这种树状的结构仅仅只是 d o m 的逻辑结构，d o m 并没有规定任何一个d o m 实现必须要按照这样的结构来设计 真实的数据结构嘲。也就是说，一个声明遵循d o m 规范的d o m 实现完全可以组织 一套不同的物理结构，只要它的逻辑结构和d 伽一致即可。d o m 规范所关注的重 点是逻辑一致，任何一个d o m 实现来创建同一个文档的d o m 表述，都应该产生一 致的逻辑结构而不一定是一致的数据结构。 2 2 1 2 d o m 对象 文档对象模型( d o m ) 除规定了文档的逻辑结构之外，还定义了模型的对象、 以及这些对象的行为。d o m 树上任何内容，包括节点、节点的各种属性( a t t r i b u t e ) 以及节点的内容，均是以对象的形式存在的。d o m 对象不仅包含各种相关的属性， 还包含使用这些属性所必需的各种方法。 图2 2 给出了d o m 树的一个简单例子，其中包含了d o m 中两种基本的对象类 型。事实上除e l e m e n t 、t e x t 之外， 仅d o mc o r e 中定义的各种类型就有近二十 种。其中有类似于e l e m e n t 这样的文档树的组成成员，也包括一些辅助性质的对 象类型。其中有几种非常重要的、不可或缺的类型有五种，这些重要的对象类型 包括： - n o d e ：整个d o m 的基类型，d o m 树上的所有节点都是由它派生而得 电子科技大学硕士学位论文 _ e l e m e n t ：代表了h t m l 或x m l 文档的一个元素( e l e m e n t ) 一a t t r ：它代表元素的个属性 t e x t ：文本节点类型，用于表示文本内容 d o c u m e n t = 代表整个文档( h t m l 或x i l l ) ，它应该是整个文档树的根 在实现了这五种类型后，就可以组成一棵完整的d o m 树，并可以实现对d o m 树的大部分操作，因此，本章将主要围绕这五种类型进行介绍。 2 2 1 3 d o m 接口的定义 作为w 3 c 组织制定的规范，d o m 的目标之一是提供一套可以被大量的环境和应 用使用的标准编程接口。因此，d o m 需要被设计成为能被任何种编程语言所使 用的接口。所以，在对d 侧进行定义肘，不能使用特定于某一种或几种语言特殊 表达，而必须提供一种独立于具体语言的表达方式。为了提供一套精确的、语言 无关d o m 接口规范，w 3 c 组织选用了0 m gi d l ( o b j e c tm a n a g e m e n tg r o u pi n t e r f a c e d e f i n i t i o nl a n g u a g e ) 作为接口定义语言来描述d o m 的接口嘲。 2 ，2 2 d o mc o r e 正如其名，d 渊c o r e 是整个d o m 体系的核心。d o m 中其他任何部分的实现都 必须依赖于，c o r e 。d o mc o r e 中又包含多种节点类型。这些节点类型都是以接口 ( i n t e r f a c e ) 的形式出现，而不是类。这样做有两方面的原因，一方面是照顾到 类似于c 语言这样的过程语言，这类过程式语言都没有直接提供实现对象的机制； 另一方面是d o m 的设计思路在于强调接口的一致性，而不是实现的致性。如果 将每个节点类型都定义成类或对象，那么实际上就限制了具体的实现( 尽管多数 实现都是采用了对象方式) 。在后文中，为了方便描述，我们仍将采用类、派生、 继承等术语来描述这些i n t e r f a c e 之间的关系，尽管这些术语在某些情况下不够 精确。 d o mc o r e 定义了多种接口，这些接口包括： 一d o m e x c e p t i o n e x c e p t i o n c o d e d 伽i m p l e m e n t a t i o n d o c u m e n t f r a g m e n t d o c u m e n t 1 2 第二章文档对象模型d o m 分析 n o d e n o d e l i s t n a m e d n o d e m a p c h a r a c t e r d a t a a t t r e l e m e n t t e x t c o m m e n t c d a t a s e c t i o n d o c u m e n t t y p e n o t a t i o n _ e n t i t y e n t i t y r e f e r e n c e p r o c e s s i n g i n s t r u c t i o n 这十九种接口中，一部分将作为d o m 的节点出现在d o m 树中，而另外一部分 仅提供一些辅助功能。其中最后六种接口仅用于x m l 文档中，将不作深入探讨， 仅对其余十三种作介绍。 2 2 2 i 结构模型 前文中提到，d o m 的逻辑结构是一种树状结构。这种树状结构的节点都是由 n o d e 的派生类型组成的。其中，某些类型的节点可以有子节点( c h i l dn o d e ) ， 而另外一些则不能有子节点，作为叶节点出现。 d o c u m e n t t y p e ，p r o c e s s i n g i n s t r u c t i o n ，c o m m e n t ，t e x t ，c d a t a s e c t i o n ， n o t a t i o n 都是叶子节点，它们都不能有孩子节点。其他作为d o m 树节点的类型都 可以有孩子。但是，哪些类型的节点可以作为它的孩子节点、可以拥有多少个孩 子，都是有限制的，这些限制在后文中提到。 2 2 2 2 内存管理 规范中的类型定义都采用了i n t e r f a c e 而不是c l a s s ，这就意味着一个d o m 实现仅仅需要将其接口暴露给使用者而不是实现本身。这就给予了实现很大的灵 活性可以完全根据需要自定义认为合理的任何类、成员、方法来实现这些 i n t e r f a c e ，甚至可以不按照d o m 所定义的逻辑上的类层次来实现。同时，它也意 1 3 电子科技大学硕士学位论文 味着通常意义上的构造器( j a v a 或c + + ) 不能被用来创建对象，因为使用构造器 也就意味着绑定了具体的类，就不成其为i n t e r f a c e 了；另外，有些语言中也没 有构造器这一概念。不能使用构造器，这就给创建一个新的对象造成了一定的困 难。d o m 使用工厂方法( f a c t o r ym e t h o d ) 来解决这一问题。如图2 2 所示： 一 x i ： ，lhi = = ：2：，： ： 、： i ：! 、：； ：，： ：，： ： ： l x x m m 1 il i 加删i ii l + a e 趾e x oi ：z，：；： ：1 ： ： ： ! ：，j ：；： j d o c i m i 图2 2 工j 方法 工厂方法通过定义一个用于创建对象的接口，让子类决定实例化哪个类“”。 d o m 中，通过在d o c u m e n t 中定义一系列名为c r e a t e x0 的方法来创建x _ d o m 中定义的节点类型。这一方法将在d o c u m e n t 的实现类d o c i m p l 中被实现，去创建 一个x i m p l 对象，而x i m p l 则是接口x 的实现类。显然，在某一个具体的实现中， 不论是构造器或者别的什么构造方法都是可以被安全的使用的。 除构建问题外，d o m 还必须面对对象的释放问题；对于某些语言来说，语言本 身自带内存管理机制，用户只需要创建对象，不需要担心对象的释放问题，系统 会自行完成释放的任务，比如j a v a 。而另外一些语言，则需要用户手工的明确指 定哪些对象被释放，否则该对象就会一直占据内存，比如c + + 。为了在各种类型 的语言中保持一致的a p i ，d o m 没有定义对象释放相关的a p i ，因此，具体的d o m 实现需要自行去管理不再被使用的对象的释放。 2 2 2 3 n o d e 接口n o d e 是整个文档对象模型中最基本的数据类型。它代表了d o m 树中一个 单个节点。d o m 树上所有的节点对象都是继承n o d e 而得，具有n o d e 同样的属性。 由i d l 定义的n o d e 接口的各种属性如下： i n t e r f a c en o d e r e a d o n l ya t t r i b u t ed o m s t r i n g n o d e n a m e ； a t t r i b u t ed o m s t r i n gn o d e v a l u e ； 1 4 第二章文档对象模型d o m 分析 r e a d o n l ya t t r i b u t eu n s i g n e ds h o r tn o d e t y p e ； r e a d o n l ya t t r i b u t en o d ep a r e n t n o d e ； r e a d o n l ya t t r i