Программирование мобильных устройств на платформе .NET Compact Framework

Салмре Иво

Несмотря на существование надежно протестированных высокопроизводительных API-интерфейсов, вам все равно придется принять несколько важных проектных решений, относительно использования XML. Самое важное из них касается того, API-интерфейс какого уровня абстракции следует использовать. Вы должны определиться, будете ли вы работать с низкоуровневым API-интерфейсом XML, допускающим только однонаправленную обработку документов, или с API-интерфейсом XML более высокого уровня, который обеспечивает возможности произвольного доступа с представлением XML-документа в виде дерева в памяти устройства. При работе с XML-данными вы можете использовать один из трех основных подходов: 

1. Создать собственный "оптимизированный" анализатор

с нуля. При наличии ранее разработанных и протестированных методик это почти никогда не стоит делать. Причина, по которой применять такой подход категорически не рекомендуется, заключается в том, что получаемые при этом преимущества лишь в редких случаях окупают усилия, затрачиваемые на разработку и последующее сопровождение соответствующих программ. 

2. Использовать высокоуровневые универсальные методы синтаксического анализа с произвольным доступом, основанные на модели XML DOM. DOM (Document Object Model — объектная модель документов) обеспечивает возможность работы с XML-данными, хранящимися в памяти в виде иерархического дерева объектов. В результате использования высокоуровневого API-интерфейса для работы с XML вы получаете в высшей степени надежный код, удобный в сопровождении. Такой подход является оптимальным для небольших XML-документов, а также документов, при работе с которыми требуется постоянный произвольный доступ ко всем частям дерева XML документа, или документов, которые должны быть заново целиком сохранены в файле на диске. 

3. Использовать низкоуровневый API-интерфейс XML, обеспечивающий выполнение лишь однонаправленных операций чтения-записи данных. Применение низкоуровневых API-интерфейсов позволяет максимально повысить производительность, но возлагает дополнительную нагрузку на программистов. Эти API-интерфейсы поддерживают выполнение операций чтения записи данных только в прямом направлении и позволяют считывать или записывать данные XML-дерева в виде потока XML-элементов без сохранения всего документа в памяти. В случае мобильных устройств, для которых память всегда является дефицитным ресурсом, и особенно при работе с большими объемами данных или данными, предназначенными только для чтения, только такой подход и обеспечивает достижение приемлемой производительности. Он представляет собой хорошую основу, являющуюся промежуточной между использованием высокоуровневых АРI-интерфейсов и развертыванием собственной методики. Такой путь является разумным, если привлечение высокоуровневых API-интерфейсов для удовлетворения ваших нужд требует интенсивных дополнительных вычислений и приводит к чрезмерному расходу памяти.

Первый из упомянутых подходов применять не рекомендуется, поскольку он снижает производительность труда разработчиков и затрудняет последующее сопровождение программного обеспечения. Сравнительный анализ остальных двух подходов представлен ниже.

Простой пример, иллюстрирующий применение модели XML DOM и однонаправленного чтения-записи XML-документов

Ниже мы сравниваем использование высокоуровневой модели DOM и подхода, основанного на использовании однонаправленных операций чтения-записи XML- данных, на примере работы с простыми XML-документами. В обоих случаях генерируется и используется один и тот же XML-документ. Важно подчеркнуть что, ввиду крайней малости объема используемых XML-данных, приемлемую производительность обеспечивают оба подхода. Реальные различия в производительности скажутся лишь при увеличении объема данных. Чтобы представить мысленную картину того, как это могло бы выглядеть, вообразите, что узел данных UserInfo повторен сотни или тысячи раз. При желании вы можете создать файл данных, соответствующий такой ситуации, и использовать его для тестирования своих алгоритмов с целью сравнения результативности обоих подходов. 

Пример: содержимое XML-файла

<AllMyData>

 <UserInfo>

<UserID>14</UserID>

<Name>

<FirstName>Иво</FirstName>

<LastName>Caлмpe</LastName>

</Name>

 </UserInfo>

</AllMyData>

Обращаю

ваше внимание на тот факт, что в качестве узла наивысшего уровня я решил использовать не узел UserInfo, а размещенный над ним дополнительный узел. Такая практика поощряется, поскольку XML допускает существование на самом верхнем уровне только одного узла, который называется "корневым" ("root node"). Оставив в качестве корневого узел UserInfo, мы значительно ограничили бы свои возможности в отношении сохранения другой информации наивысшего уровня в файле без пересмотра проекта.

Использование типового узла наивысшего уровня позволяет свободно добавлять другие узлы нижележащего уровня по мере расширения потребностей. Так, для сохранения важной информации, не зависящей от пользователя, мы могли бы теперь в дополнение к узлу UserInfo ввести узлы ServerInfo и ApplicationInfo. Кроме того, пользователей может быть несколько, и для каждого из них требуется ввести свой узел UserInfo. Описанная выше структура поддерживает включение нескольких разделов UserInfo, следующих один за другим, что было бы невозможным, если бы узел UserInfo был корневым

XML DOM

XML DOM работает с представлением данных в виде дерева объектов в памяти. Каждый XML-элемент представляется хранящимся в памяти объектом. Можно считать, что подход XML DOM в значительной степени основан на концепции состояния в том смысле, что все данные, необходимые для воссоздания XML-документа после его считывания, загружаются как состояние. XML-деревья могут создаваться в памяти, а затем сериализоваться в файлы или через сетевые потоки. Аналогичным образом, любое XML-содержимое или XML-документ, полученный с использованием любого потока данных, могут быть использованы для заполнения дерева XML DOM в памяти.

Создание дерева объектов в памяти является удобным способом работы с данными среднего объема, которые требуется всего лишь последовательно обновлять. XML-файл размером 20 Кбайт можно довольно быстро загрузить в память и после работы с ним в памяти как с деревом объектов вновь сохранить в файловой системе. Коль скоро объемы интересующих нас данных невелики, модель XML DOM предоставляет отличные возможности для создания XML-документов, обработки их в памяти и вывода XML-данных в файл или сетевой поток.

Применимость DOM-подхода ограничивается как объемом памяти, доступной для размещения сгенерированного анализатором дерева объектов, так и наличием резервов вычислительной мощности, необходимых для разбора всего дерева XML-данных. Недостатком подхода, основанного на XML DOM, является его монолитность; прежде чем вы сможете получить доступ к XML-данным, вы должны выполнить синтаксический анализ документа и разместить в памяти все содержимое файла или потока. Если вам необходимо работать лишь с небольшим объемом данных, содержащихся в файле большого размера, то доступ к этим данным будет сопряжен с большими накладными расходами.

Соображения, побуждающие к использованию подхода, основанного на модели XML DOM 

■ XML DOM — простая и вместе с тем предлагающая богатые возможности программная модель. Представление XML-документа деревом объектов, хранящимся в памяти, упрощает работу с данными, к которым требуется произвольный доступ. 

■ XML DOM отлично подходит для работы с данными небольшого или среднего объема. Коль скоро файл данных имеет достаточно небольшие размеры, его содержимое не займет слишком много места в памяти.