打造動態業務圖表服務：基於 XML、XPath 與 JFreeChart 的 Java 圖表伺服器實作

背景與動機

現有圖表套件通常要求特定資料格式，迫使開發者以 XSLT 轉換 XML，喪失 XML 彈性。本文實作一個圖表服務，直接從 XML 資料源透過 XPath 提取數據系列與類別，送入 JFreeChart 引擎生成 JPEG，支援瀏覽器直接顯示，無需客戶端外掛。

核心架構

• 資料源：固定或動態 XML（如 players.xml）。
• 圖表設定：charts.xml 定義各圖表的資料源 URL、設定檔 URL、系列/類別 XPath、尺寸。
• 圖表樣式設定：獨立 XML（如 pmconfig.xml）定義圖表類型、標題、軸標籤、系列標題。
• Servlet 入口：接收 chart、width、height 參數，載入設定，解析 XPath，構建 Dataset，生成 JPEG 輸出。

關鍵 XML 設定範例

charts.xml（圖表註冊表）

<?xml version="1.0"?>
<root>
  <chart id='points'>
    <url>https://localhost/players.xml</url>
    <config>https://localhost/pmconfig.xml</config>
    <series>//Players/Player[Points>0 and Minutes>1000]/Points</series>
    <categories>//Players/Player[Points>0 and Minutes>1000]/Name</categories>
    <XSize>600</XSize>
    <YSize>400</YSize>
  </chart>
  <chart id='defenders'> ... </chart>
  <chart id='makeup'>
    <series>//Players/Player/Goals,//Players/Player/Points</series>
    <categories>//Players/Player/Number</categories>
  </chart>
</root>

pmconfig.xml（圓餅圖樣式）

<chart>
  <Type>1</Type>
  <Title>Points By Player</Title>
  <CatTitle>Player Name</CatTitle>
  <ValTitle>Points</ValTitle>
  <SeriesTitles>Points Scored</SeriesTitles>
</chart>

players.xml（資料源）

<Players team="New York Power">
  <Player>
    <Number>30</Number>
    <Name>Justi Baumgardt-Yamada</Name>
    <Points>1</Points>
    ...
  </Player>
  ...
</Players>

核心 Servlet 代碼片段

doGet：參數解析、資源載入、XPath 查詢、圖表生成

public void doGet(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response)
        throws ServletException, IOException {
    String strChart = request.getParameter("chart").toLowerCase();
    int nXSize = parseInt(request.getParameter("width"), 0);
    int nYSize = parseInt(request.getParameter("height"), 0);
    // 載入 charts.xml，依 id 找到 chart 節點
    // 取得 url、config、series、categories、XSize、YSize
    // 載入資料 XML (players.xml) 與樣式 XML (pmconfig.xml)
    // 解析 series、categories XPath 到 Vector
    // 呼叫 DoChart() 生成 JFreeChart 物件
    response.setContentType("image/jpeg");
    ChartUtilities.writeChartAsJPEG(response.getOutputStream(), chart, nXSize, nYSize);
}

DoChart：依 Type 建立對應圖表

private void DoChart() {
    int nType = Integer.parseInt(getChildItem("Type")); // 0-10
    String title = getChildItem("Title");
    String catTitle = getChildItem("CatTitle");
    String valTitle = getChildItem("ValTitle");
    String seriesTitles = getChildItem("SeriesTitles");
    loadSeriesTitles(seriesTitles);
    CategoryDataset dataset = createDataset();
    switch(nType) {
        case 0: chart = ChartFactory.createVerticalBarChart(...); break;
        case 1: chart = ChartFactory.createPieChart(...); break;
        case 2: chart = ChartFactory.createHorizontalBarChart(...); break;
        case 3: chart = ChartFactory.createLineChart(...); break;
        case 4: chart = ChartFactory.createAreaChart(...); break;
        case 5: chart = ChartFactory.createHorizontalBarChart3D(...); break;
        case 6: chart = ChartFactory.createPie3DChart(...); break;
        case 7: chart = ChartFactory.createStackedHorizontalBarChart(...); break;
        case 8: chart = ChartFactory.createStackedVerticalBarChart(...); break;
        case 9: chart = ChartFactory.createStackedVerticalBarChart3D(...); break;
        case 10: chart = ChartFactory.createVerticalBarChart3D(...); break;
    }
    setupChart(); // 套用自訂顏色
}

createDataset：XPath 節點集 → DefaultCategoryDataset

private CategoryDataset createDataset() {
    // 對每個 series XPath，用 XPathAPI 選取節點，提取文字值存入 Vector[]
    // 對 categories XPath 同理提取類別標籤
    // 建立 Double[][] 數據矩陣，填入 DefaultCategoryDataset
    // 設定系列名稱與類別陣列
    return dataset;
}

完整 BizCharter.java 參考

（含所有 import、欄位宣告、輔助方法 GetChildItem、LoadDataDoc、LoadConfigDoc、LoadSeries、LoadCategories、LoadSeriesTitles、setupChart）

擴展方向

• 支援動態資料源參數（如資料庫查詢、Web Service）。
• 整合其他圖表引擎（如 iText、BIRT）。
• 加入快取機制減輕 XPath 重複解析開銷。