如果給定一個模型,那么EMF能夠自動生成Java源代碼-該源碼允許你創(chuàng)建、查詢、更新、串行化、反串行化、檢驗(yàn)和追蹤你的模型實(shí)例的變化。EMF提供了一組有效的反射API并且允許你用動態(tài)的（非生成的）模型進(jìn)行工作。

　　一、 引言

　　Eclipse建模框架(EMF)是一個Java開源框架與代碼生成工具-用于基于結(jié)構(gòu)化的模型來構(gòu)建工具和其它應(yīng)用程序。在Eclipse平臺在用戶界面和文件級上提供一個強(qiáng)有力的集成框架的同時,EMF加強(qiáng)了這種能力來實(shí)現(xiàn)工具和應(yīng)用程序之間良好粒度的數(shù)據(jù)分享。

　　類似于其它的Java綁定框架，例如JAXB或XMLBeans,給定一個模型后,EMF就能夠生成Java源代碼-它允許你創(chuàng)建、查詢、更新、反串行化以及串行化你的模型的實(shí)例。盡管多數(shù)Java綁定框架僅支持一個模型類,例如XML模式，而EMF支持從XML模式,UML類圖(Rational Rose或UML2)以及被注解的Java接口中生成代碼。除了模型代碼，EMF還能生成一個完整的應(yīng)用程序-它包括一個可定制的編輯器。

　　EMF生成的代碼有一個內(nèi)建的改變通知機(jī)制并且支持跨文檔參考。EMF提供一個反射API以存取你的模型實(shí)例并且允許你動態(tài)地創(chuàng)建模型。EMF支持模型約束校驗(yàn)。EMF提供強(qiáng)有力的代碼生成工具來支持模型的重新生成和使用用戶書寫的代碼進(jìn)行合并。

　　在本文中,我們將解釋什么是EMF,并分析其基本框架。

　　EMF最開始是一個對象管理組的(OMG)元對象設(shè)備(MOF)說明書的實(shí)現(xiàn)-它為面向?qū)ο蟮姆治龊驮O(shè)計提供一個標(biāo)準(zhǔn)化的元模型。在很長一段時間以來，EMF被用于實(shí)現(xiàn)大量的工具并且因此演變?yōu)橐粋€有效的MOF API的一個核心子集的Java實(shí)現(xiàn)。

　　在EMF中的類MOF核心元模型(一個模型的模型)被稱作Ecore。在對當(dāng)前的MOF 2.0的實(shí)現(xiàn)中,有一個類似的MOF模型的子集,稱作Essential MOF(EMOF)，它現(xiàn)在已經(jīng)被獨(dú)立出來。在Ecore和EMOF之間主要存在上些小的特別是命名上的區(qū)別，因此EMF能透明地讀和寫串行化的EMOF，從而允許工具間數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)交換。

　　今天EMF已被廣泛應(yīng)用。例如,EMF被用于實(shí)現(xiàn)開源XML模式Infoset模型(XSD),服務(wù)數(shù)據(jù)對象(SDO),UML2以及Eclipse上的Web工具平臺(WTP)工程。另外，EMF也被使用在商業(yè)化的產(chǎn)品中,例如Omondo EclipseUML以及IBM Rational和WebSphere產(chǎn)品等。

　　二、 Ecore和反射API

　　EMF中的一個關(guān)鍵接口是Eobject，它在概念上等價于java.lang.Object。所有的建模對象，無論是生成的與否，為了提供以下幾個重要特征，都要實(shí)現(xiàn)這個接口：

　　·類似Java的Object.getClass(),通過使用eClass()方法,你能檢索實(shí)例的元數(shù)據(jù)，也就是它的Eclass。

　　·在任何EMF建模的對象上，你都能使用反射API(eGet(),eSet())來存取它的數(shù)據(jù)。這在概念上等同于Java的java.lang.reflect.Method.invoke()方法,盡管效率更高些。

　　·從任何實(shí)例對象，你都可以通過使用eContainer()方法得到它的容器(parent)。

　　·EObject也擴(kuò)展了Notifier,這允許你監(jiān)視對象的數(shù)據(jù)的所有變化。

　　如前面所提及，EMF有它自己的簡單的元數(shù)據(jù)-稱作Ecore。圖1顯示出Ecore元數(shù)據(jù)的完整的類層次結(jié)構(gòu)圖。在圖1中，你可以看到EPackage包含關(guān)于模型類(EClass)和數(shù)據(jù)類型(EDataType)的信息。EClass描述一個建模的類,并且指定屬性和參考以描述實(shí)例的數(shù)據(jù)。EAttribute描述簡單數(shù)據(jù),它由一個EDataType來指定。EReference描述一個類之間的關(guān)聯(lián)；它的類型是一個Eclass。EFactory包含創(chuàng)建模型元素的方法。

圖1.Ecore類層次結(jié)構(gòu)：這個圖像顯示出Ecore元數(shù)據(jù)完整的類層次。

　　為找到更多關(guān)于EMF和Ecore，請讀在線概述或購買Eclipse建模框架(EMF)。EMF網(wǎng)站提供了若干文件來描述怎么使用EMF來從一個XML模式或UML圖表生成Java代碼。

　　下面我將描述一個示例，它使用Ecore來創(chuàng)建一個簡單公司模型，然后使用動態(tài)的EMF來創(chuàng)建,串行化和反串行化這個模型的實(shí)例。如果你想繼續(xù)讀下去并且你已經(jīng)是一個Eclipse用戶,請下載和安裝EMF 2.1 SDK或任何可用的更新的版本，在EMF下載站點(diǎn)。如果不那樣,你還可以下載獨(dú)立包,它包括EMF jar文件，它沒有任何對Eclipse的依賴性并且能被使用于一個獨(dú)立的應(yīng)用程序。

三、 使用動態(tài)EMF能力

　　一般地，如果你在開發(fā)期間創(chuàng)建了模型，那么典型情況下，你最好生成Java代碼，因?yàn)樵谶@種情況中你的應(yīng)用程序會使用較少的內(nèi)存并且提供更快的數(shù)據(jù)存取(或是使用生成的API或是使用反射API)。盡管生成Java代碼滿足了大多數(shù)應(yīng)用程序的需要，但是情況并不總是如此。你可能需要處理數(shù)據(jù)，而不需要使用生成的實(shí)現(xiàn)類。例如,你可能不知道在開發(fā)時間你將要處理的數(shù)據(jù)的模型,這就使得生成的Java代碼成為一個可憐的選項(xiàng)。

　　動態(tài)的（也就是非生成的）類可以在運(yùn)行時刻用幾種方法來創(chuàng)建。讓我們先開始使用Ecore API以編程地方式來創(chuàng)建一個公司模型。公司模型用于描述一個公司，它有一個名稱和部門。每個部門由一個數(shù)字來唯一標(biāo)志出并且它還有雇員，每個雇員有一個名稱。在下面的代碼顯示出一個相應(yīng)于該模型的Ecore元模型。

EcoreFactory ecoreFactory = EcoreFactory.eINSTANCE; EcorePackage ecorePackage = EcorePackage.eINSTANCE; //創(chuàng)建一Company類 EClass companyClass = ecoreFactory.createEClass(); companyClass.setName("Company"); //創(chuàng)建公司名 EAttribute companyName = ecoreFactory.createEAttribute(); companyName.setName("name"); companyName.setEType(ecorePackage.getEString()); companyClass.getEStructuralFeatures().add(companyName); //創(chuàng)建一Employee類 EClass employeeClass = ecoreFactory.createEClass(); employeeClass.setName("Employee"); //在Employee類上添加一個名字屬性 EAttribute employeeName = ecoreFactory.createEAttribute(); employeeName.setName("name"); employeeName.setEType(ecorePackage.getEString()); employeeClass.getEStructuralFeatures().add(employeeName); //創(chuàng)建一Department類 EClass departmentClass = ecoreFactory.createEClass(); departmentClass.setName("Department"); //添加department標(biāo)志數(shù)字 EAttribute departmentNumber = ecoreFactory.createEAttribute(); departmentNumber.setName("number"); departmentNumber.setEType(ecorePackage.getEInt()); departmentClass.getEStructuralFeatures().add(departmentNumber); //department類能夠包含到一個或多個employee的參考 EReference departmentEmployees = ecoreFactory.createEReference(); departmentEmployees.setName("employees"); departmentEmployees.setEType(employeeClass); //指定它可能是一個或多個employee departmentEmployees.setUpperBound(ETypedElement.UNBOUNDED_MULTIPLICITY); departmentEmployees.setContainment(true); departmentClass.getEStructuralFeatures().add(departmentEmployees); //company能夠包含到一個或多個departments的參考 EReference companyDepartments = ecoreFactory.createEReference(); companyDepartments.setName("department"); companyDepartments.setEType(departmentClass); companyDepartments.setUpperBound(ETypedElement.UNBOUNDED_MULTIPLICITY); companyDepartments.setContainment(true); companyClass.getEStructuralFeatures().add(companyDepartments); //創(chuàng)建一個包-描述company EPackage companyPackage = ecoreFactory.createEPackage(); companyPackage.setName("company"); companyPackage.setNsPrefix("company"); companyPackage.setNsURI("http:///com.example.company.ecore"); companyPackage.getEClassifiers().add(employeeClass); companyPackage.getEClassifiers().add(departmentClass); companyPackage.getEClassifiers().add(companyClass); 通過使用反射API，你能創(chuàng)建并且初始化一個你的模型的實(shí)例： //得到company工廠 EFactory companyFactory = companyPackage.getEFactoryInstance(); //使用工廠來創(chuàng)建company類的實(shí)例并且 //設(shè)置company名字 EObject company = companyFactory.create(companyClass); company.eSet(companyName, "MyCompany"); //創(chuàng)建一個employee類的實(shí)例 EObject employee = companyFactory.create(employeeClass); //使用反射API初始化employee的名字 employee.eSet(employeeName, "John"); //創(chuàng)建一個department類的實(shí)例 EObject department = companyFactory.create(departmentClass); department.eSet(departmentNumber, new Integer(123)); //添加"John"到department ((List)department.eGet(departmentEmployees)).add(employee); //添加department到company ((List)company.eGet(companyDepartments)).add(department);

四、 數(shù)據(jù)的串行化和反串行化

　　為了串行化你的模型實(shí)例,你需要把一個你的實(shí)例模型的根對象放置到一個資源中。EMForg.eclipse.emf.ecore.resource.Resource接口描述了一個物理的存儲位置(例如文件或URL)并且提供方法以串行化和裝載數(shù)據(jù)。每一種資源都被存儲在一個ResourceSet中-它代表了一個資源集合-這些資源被一起創(chuàng)建和加載并允許在它們當(dāng)中進(jìn)行參考引用。特別地,一個ResourceSet負(fù)責(zé)跟蹤哪些資源已被裝載并且保證這個ResourceSet中的資源不會被重復(fù)裝載。

　　因?yàn)镋MF能夠處理多重模型源,例如XML模式,所以指定使用哪些資源來實(shí)現(xiàn)(反)串行化你的數(shù)據(jù)也是很重要的。通常,當(dāng)你調(diào)用ResourceSet.createResource(URI)方法時,它查詢Resource.Factory.Registry來查找一個工廠-該工廠是為該URI而注冊的并且使用它來創(chuàng)建一個適當(dāng)?shù)馁Y源實(shí)現(xiàn)。因此,在你(反)串行化你的數(shù)據(jù)以前，請確保你已注冊了適當(dāng)?shù)馁Y源工廠實(shí)現(xiàn)。EMF提供若干Resource.Factory實(shí)現(xiàn):

　　·對于XML數(shù)據(jù)，使用org.eclipse.emf.ecore.xmi.impl.XMLResourceFactoryImpl。

　　·對于XMI數(shù)據(jù)，使用org.eclipse.emf.ecore.xmi.impl.XMIResourceFactoryImpl。

　　·對于Ecore模型，使用org.eclipse.emf.ecore.xmi.impl.EcoreResourceFactoryImpl。

　　你的工具箱中有了這些EMF資源后，你就能使用下面的代碼來串行化你的數(shù)據(jù):

//創(chuàng)建資源集和資源 ResourceSet resourceSet = new ResourceSetImpl(); //注冊XML資源工廠 resourceSet.getResourceFactoryRegistry().getExtensionToFactoryMap().put("xmi", new XMIResourceFactoryImpl()); Resource resource = resourceSet.createResource(URI.createFileURI("c:/temp/company.xmi")); //添加根對象到資源 resource.getContents().add(company); //串行化資源-你還能指定串行化 //選項(xiàng)，它定義在org.eclipse.emf.ecore.xmi.XMIResource中 resource.save(null); company.xmi被串行化后的形式如下： ＜?xml version="1.0" encoding="ASCII"?＞ ＜company:Company xmi:version="2.0" xmlns:xmi="http://www.omg.org/XMI" xmlns:company="http:///com.example.company.ecore" name="MyCompany"＞ ＜department number="123"＞ ＜employees name="John"/＞ ＜/department＞ ＜/company:Company＞

　　在反串行化過程中，XML數(shù)據(jù)的命名空間URI被用于定位所需要的Ecore包(它用于描述你的實(shí)例文檔的模型)。因此,在你嘗試裝載任何模型以前，請確保你已經(jīng)為你的文檔將要使用的每個Ecore包注冊了命名空間URI：

//在本地資源注冊表中注冊包 resourceSet.getPackageRegistry().put(companyPackage.getNsURI(), companyPackage); //加載資源 resource.load(null);

　　注意到局部的和全局的包(EPackage.Registry.INSTANCE)以及資源工廠(Resource.Factory.Registry.INSTANCE)的注冊差別也是很重要的。全局注冊是靜態(tài)的，因此任何應(yīng)用程序在JVM生存期都能存取全局注冊并且可能覆蓋它。為確保你的注冊不會覆蓋全局注冊并且反過來也如此,典型地，你最好使用局部資源集合注冊。

　　五、 由XML模式生成動態(tài)的Ecore

　　如前所提及,如果你的模型是一個XML模式但是你沒有選擇生成Java類，那么，你可以通過使用XSDEcoreBuilder來動態(tài)地創(chuàng)建一個Ecore模型。這個示例使用了ipo.xsd：

XSDEcoreBuilder xsdEcoreBuilder = new XSDEcoreBuilder(); ResourceSet resourceSet = new ResourceSetImpl(); Collection eCorePackages =xsdEcoreBuilder.generate(URI.createFileURI("c:/temp/ipo.xsd"));

　　這個generate方法返回為這個模式中的每個URI生成的Ecore包。如果該模式導(dǎo)入了其它命名空間,那么將有多個Ecore包被返回。每個包是被注冊到本地的資源集中-用于實(shí)現(xiàn)模式轉(zhuǎn)換。因此，如果你使用同樣的資源集來裝載你的實(shí)例XML文檔的話,你就不需要自己注冊包。

　　因?yàn)閄ML模式包括更多概念而不僅僅是Ecore，例如通配符等,所以EMF使用Ecore EAnnotations來記錄到XML模式的映射。在數(shù)據(jù)(反)串行化期間，EMF需要處理這些注解。為了確保這些注解在(反)串行化期間被加以考慮，你必須使用XMLResource.ExtendedMetaData選項(xiàng):

HashMap options = new HashMap(); options.put(XMLResource.OPTION_EXTENDED_META_DATA, Boolean.TRUE); //請參考http://www.w3.org/TR/2004/PER-xmlschema-0-20040318/#ipo.xml Resource resource = resourceSet.createResource(URI.createFileURI("c:/temp/ipo.xml")); resource.load(options);

　　EMF 2.1還增加了一項(xiàng)新功能-它允許你在加載一個包含一個xsi:schemaLocation或xsi:noNamespaceSchemaLocation屬性的XML文檔時，不斷地把模式轉(zhuǎn)換成Ecore。同時，它也允許你加載一個沒有與之相關(guān)聯(lián)的模式的XML文檔。為了使用這一功能，你需要注冊 org.eclipse.emf.ecore.xmi.impl.GenericXMLResourceFactoryImpl：

resourceSet.getResourceFactoryRegistry().getExtensionToFactoryMap().put("xml",new GenericXMLResourceFactoryImpl());

　　六、 小結(jié)

　　本文向你簡短介紹了EMF,并解釋了幾個核心的EMF概念。同時，對于如何利用模式EMF的動態(tài)能力提供了相關(guān)示例。