XML とは何ですか? どこで使用されますか?

XML について

XML は、人間と機械の両方が読み取れる構造化された形式でデータを保存および転送するために設計されたマークアップ言語です。1990 年代後半に World Wide Web Consortium (W3C) によって開発された XML は、特にインターネットを介して接続されたシステムにおいて、異なるシステム間でのデータ共有を簡素化することを目的としていました。

データの表示に重点を置く HTML とは異なり、XML はデータの保存と転送に重点を置いています。XML は、柔軟でスケーラブルな表現を可能にするカスタム定義のタグを使用してデータを構造化します。これらのタグは、HTML タグのように事前に定義された意味を持ちません。開発者は、アプリケーションやデータセットの特定のニーズに合わせて独自のタグを作成します。

XMLの主な特徴

• 自己記述的: XMLデータにはデータとデータの説明の両方が含まれるため、解釈が容易になります。
• プラットフォーム非依存: XMLファイルは、ハードウェアやオペレーティングシステムに関係なく、あらゆるシステムで読み取ることができます。
• 構造化データ形式: XMLは、ネストされた要素と属性を持つ厳密な階層構造に従います。
• Unicodeサポート: Unicodeをサポートしているため、多言語ドキュメントの管理が可能です。
• テキストベース: XMLはプレーンテキストとして保存されるため、シンプルなテキストエディタでアクセスしたり、コードで処理したりできます。

XMLの基本構造

すべてのXMLドキュメントには、他のすべての要素を囲みます。例:

<note><to>Alice</to><from>Bob</from><message>Welcome to XML</message></note>

この構造では、<note> がルート要素であり、<to>、<from>、<message> が子要素です。各開始タグには対応する終了タグが必要であり、要素は適切にネストされている必要があります。

XML の利点

XML は、複雑なデータセットを扱う際に、次のような大きな利点を提供します。

• クロスプラットフォームのデータ交換のための標準化された形式。
• メタデータとスキーマの検証をサポート。
• 異なるソフトウェアシステムやサービス間の統合を容易にします。
• Web サービスや API で広くサポートされています。

人間が読める形式であるため、XML はドキュメント、設定ファイル、RSS などのフィード配信にも適しています。

XMLが広く利用されている分野

XMLはその柔軟性と構造により、様々な業界やシステムでデータの整理と共有に活用されています。現代のWeb開発ではJSONなどのフォーマットに影を落とされることもありますが、多くのレガシーアプリケーションやエンタープライズアプリケーションでは依然として重要な役割を果たしています。

1. Web開発

クライアント・サーバー間通信ではJSONが主流になってきましたが、XMLは依然としてWebテクノロジーの基盤となる要素です。例えば、XMLは次のような用途でよく使用されています。

• RSSフィード: シンジケートコンテンツの更新を配信するためにXMLを使用しています。
• SOAP: シンプルオブジェクトアクセスプロトコルは、HTTP経由のWebサービスを容易にするためにXMLを使用しています。
• XHTML: これは、XML構文に基づいた、より厳密なHTMLです。

Webサービスでは、契約定義やスキーマ検証を必要とする複雑なデータの交換にXMLが引き続き使用されています。

2. ドキュメント管理

XMLは、構造化データの保存と検索のためのエンタープライズドキュメント形式で広く使用されています。これらには以下が含まれます。

• DocBook: 技術文書用の出版フォーマットです。
• Office ファイル形式: Microsoft Office (Word、Excel など) は、DOCX や XLSX などの XML ベースの形式を使用します。
• 法務および医療記録: 厳格なデータ要件を持つ業界では、その精度と検証機能から XML が好まれます。

大量の構造化文書を管理する業界では、XML 固有のスキーマ（医療分野の HL7、金融分野の XBRL など）が利用されています。

3.データ統合

XMLは、異種システム間のデータ統合において不可欠な役割を果たします。

• エンタープライズ・アプリケーション統合 ​​(EAI): XMLは、レガシーシステム、データベース、CRM、ERPを接続するための共通言語です。
• データベース交換: データベースは、データの交換、データセットのバックアップ、設定のエクスポートにXMLを使用します。
• 構成ファイル: MavenやAndroidなどのツールは、XMLベースの構成ファイル（例: pom.xml、AndroidManifest.xml）を使用します。

XMLは、システムや時間を超えてデータ構造を保持する耐久性のある媒体として機能し、長期的な相互運用性にとって極めて重要です。

4.業界固有のアプリケーション

多くの業界やテクノロジーにおいて、ドメイン固有のXMLボキャブラリが開発されています。

• XBRL (eXtensible Business Reporting Language): 財務報告や規制関連書類の提出に使用されます。
• MathMLとSVG: 教育やグラフィック分野で、数式やベクター画像に使用されます。
• XMLTV: テレビ番組表データを構造化XML形式で提供します。

XMLの適応性により、ニッチな分野でも堅牢なスキーマ制御と検証機能が提供され、XMLを活用できます。

XML 使用のメリットとデメリット

XML はデータ交換における基礎的な標準ですが、長所と短所の両方を備えています。特定のアプリケーションやシステムに適したデータ形式を選択するには、両者の考え方を理解することが不可欠です。

XML の利点

XML が様々な分野で長く利用されているのは、次のような大きな利点があるからです。

• 強力なデータ検証: XML は、DTD (文書型定義) と XML スキーマ定義 (XSD) による検証をサポートしています。
• 国際化: さまざまな文字セット、特に Unicode をサポートしているため、グローバルなデータ交換のための堅牢な選択肢となります。
• 拡張性: 開発者は必要に応じてタグを定義できるため、高度なカスタマイズが可能です。
• ツールの互換性: さまざまなプログラミング言語に対応する、幅広いパーサー、エディター、API が XML をサポートしています。
• ドキュメント作成が容易: 適切に構造化された XML は、特に設定作業において、読みやすく保守しやすいです。

XML の制限事項

ただし、XML の冗長性は、効率性と簡潔さが優先される環境では欠点となる可能性があります。主なデメリットは次のとおりです。

• 冗長性: XMLドキュメントはサイズが大きくなる傾向があり、バイナリ形式やJSONなどのより簡潔な形式と比べて、多くのストレージと帯域幅を消費します。
• 解析のオーバーヘッド: XML解析は柔軟性がありますが、他の形式と比較してリソースを大量に消費し、速度も遅くなる可能性があります。
• 複雑さ: スキーマ、名前空間、XSLT変換の管理には、習得に時間がかかる場合があります。
• 軽量アプリケーションには適していません: モバイル環境や低帯域幅環境では、JSONやProtocol Buffersなどの代替手段が好まれることが多いです。

より軽量でシンプルな形式の登場により、現代の開発者は新しいプロジェクトで代替手段を選択するようになりましたが、構造化され、検証され、拡張可能なデータ交換が必要な場合、XMLは依然として不可欠です。

XML vs. JSON

現在最も一般的な比較は、XML と JSON の間です。 JSON (JavaScript Object Notation) は、特に Web API において、よりコンパクトで処理が容易ですが、組み込みの検証メカニズムと拡張メカニズムが不足しています。

最終的には、具体的なニーズに応じて選択が異なります。正式な検証済みデータ交換にはXML、高速でアドホックなデータ利用にはJSONが適しています。