xml中xsd、xsi、xmlns的含义

XML是可扩展标记语言，它定义了按格式编码文件的一系列规则^[3]，编码的文件是机器可读和人可读的。XML文件对于机器可读是基于XSD(XML Schema Definition)^[1]的。XSD是受W3C推荐的XML文件的结构描述文件的规范文档，其中详细说明了如何正式描述XML文件中的元素^[3]；也就是说，XSD是XML文件的结构描述文件（比如.xsd文件，一个XSD的实例，它是依照XSD的规范来书写的）的规范文档。编译xml的方式是跨语言的，不同语言的解析方式相同，只是具有不同的语言形式。java中解析XML的方式之一是DOM解析，他是基于jdk的lang包中DocumentBuilderFactory类的，如下所示^[2]。

public class DOMTest {
    public static void main(String[] args) {
        //创建一个DocumentBuilderFactory的对象
        DocumentBuilderFactory dbf = DocumentBuilderFactory.newInstance();
        //创建一个DocumentBuilder的对象
        try {
            //创建DocumentBuilder对象
            DocumentBuilder db = dbf.newDocumentBuilder();
            //通过DocumentBuilder对象的parser方法加载books.xml文件到当前项目下
            Document document = db.parse("books.xml");
            //获取所有book节点的集合
            NodeList bookList = document.getElementsByTagName("book");
            //通过nodelist的getLength()方法可以获取bookList的长度
            System.out.println("一共有" + bookList.getLength() + "本书");
        }
    }
}

　　那么xml中xsd、xsi、xmlns的含义是什么呢。我以Maven工具的pom.xml文件为例进行说明。Maven的pom.xml文件头信息如下：
       <project xmlns="http://maven.apache.org/POM/4.0.0"
　　　　      xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
                    xsi:schemaLocation="http://maven.apache.org/POM/4.0.0                    
                    http://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd">
　　其中，xmlns的值是默认的命名空间；一个xml里可能有多个命名空间，不同的命名空间可对应不同的.xsd约束；
              xmlns:xsi中xsi表示命名空间“http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance”的简写^[3]；
              xsi:schemaLocation的值为要引入的文档规范实例（比如.xsd文件)；

　　我刚开始接触XML时，对.xsd和XSD的区别比较困惑。既然有了.xsd，为什么还要XSD，这个我后面会说。说到超文本标记语言，html是我们最常用的超文本标记语言。html和xml的重要区别是，在xml中可以自定义标签。html和xml的区别如下图：

　　在xml中XSD和.xsd的含义不同。XSD是由W3C发布的；而.xsd是XML的使用者依据XSD规范定义的XML格式的说明文档，在定义.xsd的同时，还要定义依据XSD对.xsd中指定标签的解析。比如，MAVEN工具定义了http://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd，并依据XSD对.xsd中指定标签进行解析。.xsd文件与XML是类与对象，数据库表结构和记录的关系。.xsd文件可以看成一个或多个XML文件的模板，在这里可以定义XML文件的元素、元素的属性、元素的排列方式、元素包含的内容等^[4]。

　　为了更好的说明.xsd文件和命名空间的对应关系，可以在地址栏打开http://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd"，它包含如下头信息：

<xs:schema xmlns:xs="http://www.w3.org/2001/XMLSchema" 
                            xmlns="http://maven.apache.org/POM/4.0.0" 
                            elementFormDefault="qualified" 
                            targetNamespace="http://maven.apache.org/POM/4.0.0">
　　targetNamespace表示该.xsd只对该目标命名空间生效。

　　在一个xml文件中可以定义多个命名空间，比如在springmvc-servlet.xml文件中，它的文件头信息如下：

       <beans xmlns="http://www.springframework.org/schema/beans"
                   xmlns:mvc="http://www.springframework.org/schema/mvc"
                  xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
                  xmlns:context="http://www.springframework.org/schema/context"
                 xsi:schemaLocation="
                         http://www.springframework.org/schema/beans
                         http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans.xsd
                         http://www.springframework.org/schema/mvc
                         http://www.springframework.org/schema/mvc/spring-mvc.xsd
                         http://www.springframework.org/schema/context
                         http://www.springframework.org/schema/context/spring-context.xsd">
     springmvc-servlet.xml的每个命名空间对应不同的xsd约束文件。如下图，以命名空间为前缀的标签/属性受该命名空间对应的xsd文件约束。

　　XSD是XML Schema语言中的一支。它受到DTDs和其它早期XML Schema（比如DDML,SOX，XML-Data和XDR）的影响。XSD采取了一些他们的特点，但同时也是他们之间的妥协。

　　相比于DTD，XSD最显著的特点是命名空间和数据类型的支持，在XSD中元素属性值可以为整形或日期类型，而不仅仅是二进制文本。^[3]

参考资料：

　　[1] XML Schema Part 1 : Structures Second Edition

　　[2] XML解析-java中XML解析的4种方式

　　[3] XML Schema(W3C)

　　[4] 文档类型定义(DTD)