Vortrag im Rahmen des IFC-Seminars am Performance Messungen mit XML bei der empolis GmbH

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1 Vortrag im Rahmen des IFC-Seminars am von Stefan Rauch Diplomarbeit zum Thema: Performance Messungen mit XML bei der empolis GmbH

2 Übersicht / Agenda Einleitung Die Firma empolis GmbH XML, SAX, DOM und XML-Parser Vergleich / Tests Implementierung Ausblick / Diskussion

3 Einleitung Warum eine Diplomarbeit in der freien Wirtschaft? Warum bei empolis? Aufgabenstellung Vergleich der XML-Parser Implementierung / Integration des ausgewählten Parsers in einen Corba-Server

4 Empolis catalog management GmbH Tochter der Bertelsmann Mohn Media Group Jahresumsatz 1999 >50 Mio. DM ca. 270 Mitarbeiter Standorte in: Gütersloh, Duisburg, Hamburg, Stuttgart und München Mediendienstleister und Software-Hersteller im Bereich Knowledge und Content Management

5 XML extensible Markup Language Textbasierte Metasprache für Beschreibung, Austausch, Darstellung und Manipulation von strukturierten Daten Standard für den Datenaustausch vor allem über das Internet Trennung von Inhalt, Struktur und Layout Teilmenge von SGML (daher die Möglichkeit DTDs zu definieren) W3C Standard seit Februar 1998

6 XML - Beispiel <?xml version='1.0' encoding='iso '?> <!DOCTYPE referat SYSTEM "vortrag.dtd"> <referat datum=" " thema="ifc-vortrag Stefan Rauch" autor="stefan Rauch" > <folie typ="info"> <titel> Deckblatt </titel> </folie> <!-- Hier kann Kommentar stehen --> <folie typ="info"> <titel> Inhalt </titel> <elem> Einleitung </elem> <elem> Die Firma empolis GmbH </elem> <elem> XML, SAX, DOM und XML-Parser </elem> </folie> </referat>

7 Document Type Definition (DTD) <!ELEMENT referat (folie+)> <!ATTLIST referat thema CDATA #REQUIRED datum CDATA #IMPLIED autor CDATA #REQUIRED > <!ELEMENT folie (titel, elem*)> <!ATTLIST folie typ (sywi info all) #IMPLIED > <!-- Hier kann Kommentar stehen --> <!ELEMENT titel (#PCDATA)> <!ELEMENT elem (#PCDATA elem)* >

8 SAX und DOM Programmierschnittstellen (API) SAX: event based DOM: tree-based Wann DOM und wann SAX? Wieso DOM im Rahmen dieser Arbeit?

9 DOM - Beispiel <referat> Wurzelelement thema "IFC-Vortrag Stefan Rauch" datum " " autor "Stefan Rauch" Attribute <folie> <folie> Kinder Ebene 1 typ typ "info" "info" <titel> <titel> <elem> <elem> <elem> Kinder Ebene 2 "Deckblatt" "Inhalt" "Einleitung" "Die Firma empolis GmbH" "XML, SAX, DOM und XML-Parser" Textknoten

10 DOM - Interfaces und Methoden Node Interface als Grundlage Die Interfaces: Document, Element, Text, Attribute, NodeList Die Methoden: getchildnodes(), getprevioussibling(), getnextsibling(), getfirstchild(), getparentnode(), getattributes() getnodename(), getnodevalue(), setnodevalue()... Besonderheiten: getelementsbytagname(), getelementbyid()

11 XML-Parser In Java geschrieben (Vorgabe) Parsen Validieren DOM Level 1 (und 2) Implementierung Fehlerbehandlung / -analyse Die Kandidaten: Aelfred2, Jaxp1.0.1, JTidy, Oracle XML-Parser und Xerces-J

12 Vergleich - Kriterien Lizenzbedingungen Idempotenz Geschwindigkeit Parsen mit Validierung Geschwindigkeit der DOM-Implementierung Speicherbedarf der DOM-Implementierung Quellen / Dokumentation / Support C / C++ Pendant

13 XML-Dokument Test - Idempotenz (1) DOM 1 XML-Dokument 1 (2) (3) (7) Parser (4) DOM 2 XML-Dokument 2 diff (5) (6) (7)

14 Test - Profiling Methode Prof.java JProf.cc JNI JVMPI Registrieren start() stop() Profiler Object getcurrentthreadcputime() cputime getcurrentthreadcputime() cputime Profiler Agent jprof.dll getcurrentthreadcputime() cputime getcurrentthreadcputime() cputime Java Virtual Machine

15 Test - Geschwindigkeit und Speicherbedarf Parsen mit Validierung und Aufbau eines Dokument-Objekts Traversieren im Dokument-Objekt Bearbeiten von Teilbäumen des Dokument-Objekts Speicherbedarf des Dokument-Objekts

16 Parsen mit Validierung XML-Dokument Ælfred2 Jaxp JTidy Oracle XMLParser Xerces-J1.2 claas.xml ms 4892 ms ms 5583 ms claas_id.xml 7133 ms 3865 ms ms 4156 ms claas_illu.xml 5434 ms 3168 ms ms 3296 ms claas_part.xml 6421 ms 1921 ms ms 2033 ms claas_zwoelftel.xml 673 ms 385 ms ms 428 ms nt.xml 401 ms 136 ms ms 253 ms ot.xml ms ms 812 ms Benötigte CPU-Zeit für das Parsen eines XML-Dokuments und Aufbauen des Dokument-Objekts inklusive Validierung gegen die spezifizierte DTD

17 Parsen mit Validierung Parsen mit Validierung und Aufbau eines Dokument-Objekts (Prozentuales Verhältnis der benötigten CPU-Zeit der Parser) 100,0% 54,8% 52,7% 60,1% Aelfred2 Jaxp1.0.1 Oracle XML-Parser Xerces-J Aelfred2 Jaxp1.0.1 Oracle XML- Parser Xerces-J

18 Traversieren im Dokument-Objekt Suchen von Elementen über ein ID-Attribut über eindeutigen Textinhalt weitere Möglichkeiten Auslesen von Teilbäumen Traversieren des kompletten Dokument-Objekts Nutzen der Methoden getelementsbytagname() und getelementbyid() Probleme mit der NodeList

19 Bearbeiten von Teilbäumen des Dokument-Objekts Einzufügender Teilbaum Ælfred2 Jaxp JTidy Oracle XMLParser Xerces-J1.2 <bookcoll> 65 ms 166 ms 248 ms 109 ms 64 ms <PART> 0 ms 0 ms 1 ms 1 ms 0 ms <ILLUSTRATION _SECTION> <PARTLIST_ SECTION> 114 ms 91 ms 46 ms 91 ms 108 ms 80 ms 95 ms 114 ms 135 ms 80 ms Durchschnittlich benötigte CPU-Zeit für das Einfügen eines Teilbaums in ein vorhandenes Dokument-Objekt ausschließlich mit Hilfe von DOM Level 1 Methoden

20 Bearbeiten von Teilbäumen des Dokument-Objekts Bearbeiten von Teilbäumen im Dokument-Objekt (Prozentuales Verhältnis der benötigten CPU-Zeit der Parser) 100,0% 86,1% 82,2% 63,3% 61,6% Aelfred2 Jaxp1.0.1 Jtidy Oracle XML-Parser Aelfred2 Jaxp1.0.1 Jtidy Oracle XML- Parser Xerces-J Xerces-J

21 Speicherbedarf des Dokument-Objekts In Java nicht direkt meßbar Umweg über Nutzung des Garbage Collector und der Methode freememory() XML-Dokument Ælfred2 Jaxp JTidy Oracle XMLParser Xerces-J1.2 claas_id.xml Kb Kb Kb Kb Kb nt.xml 4540 Kb 4318 Kb 2686 Kb 6657 Kb 3577 Kb ot.xml Kb Kb 8996 Kb Kb Kb

22 Speicherbedarf des Dokument-Objekts Speicherbedarf der DOM-Implementierungen (Prozentuales Verhältnis der Parser untereinander) 100,0% 84,1% 60,4% 55,9% 65,1% Aelfred2 Jaxp1.0.1 Jtidy Oracle XML-Parser Aelfred2 Jaxp1.0.1 Jtidy Oracle XML- Parser Xerces-J Xerces-J

23 Vergleich - Entscheidungsanalyse Mussziele Wunschziele

24 Entscheidungsanalyse - Ergebnisse Erreichte Punktzahl in den Kriterien Idempotenz, Geschwindigkeit des Parsens mit Validierung, Traversieren im Dokument-Objekt, Bearbeiten von Teilbäumen, Speicherbedarf der DOM- Implementierung und DOM Level 2 Implementierung Aelfred2 Jaxp1.0.1 Jtidy Oracle XML-Parser Aelfred2 Jaxp1.0.1 Jtidy Oracle XML- Parser Xerces-J Xerces-J

25 Entscheidungsanalyse - Ergebnisse Erreichte Punktzahl in allen für den Parser-Vergleich aufgestellten Wunschzielen Aelfred2 Jaxp1.0.1 Jtidy Oracle XML-Parser Aelfred2 Jaxp1.0.1 Jtidy Oracle XML- Parser Xerces-J Xerces-J

26 Implementierung Welcher XML-Parser Warum CORBA Konzept (sehr grob) aktueller Stand

27 Ende Aktueller Stand Probleme Ausblick Links Aelfred2: Jaxp: JTidy: Oracles XML-Parser: Xerces-J: W3C und XML:

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