Программирование мобильных устройств на платформе .NET Compact Framework - Иво Салмре

Когда не стоит перекладывать выполнение работы на сервер

Очень важно, чтобы вы понимали, в каких случаях выполнение некоторой работы лучше переложить на сервер, но не менее важно, чтобы вы умели различать и случаи, когда так поступать не стоит. В настоящее время ведется очень много разговоров о распределенных вычислениях, которые предполагают выталкивание работы любого рода на другие устройства в сети. Сама по себе эта идея весьма привлекательна, но практическая ее реализация сопряжена с большими трудностями. Как правило, выталкивать работу с устройства на сервер для немедленного выполнения не стоит. Если только подлежащие обработке данные не отличаются высокой плотностью и не требуют выполнения трудоемкого анализа, вам не удастся избежать связанных с этим лишних затрат времени, неудобств, необходимости заботиться о надежности соединений, а также возможных дополнительных расходов на двусторонний обмен данными через сеть. Выталкивание данных с устройства на сервер для немедленной обработки может быть оправданным, например, в случае анализа сложных изображений, когда такие данные, как результаты аэрофотосъемки или медицинские снимки, полученные с использованием камеры высокого разрешения, требуют проведения трудоемкого с вычислительной точки зрения алгоритмического анализа. В подобных ситуациях обмен данными между сервером и устройством оказывает на производительность приложения пренебрежимо малое влияние по сравнению с необходимой обработкой; в этом случае задержки, обусловленные пересылкой данных, компенсируются выигрышем в скорости обработки данных на более мощном оборудовании. При этом длительность обработки данных на устройстве должна сравниваться с суммарным временем задержки, связанной с пересылкой данных на сервер, и длительностью их обработки на сервере с учетом того, что сервер не всегда будет доступным тогда, когда это требуется устройству. В случае XML-документов выталкивание данных с устройства на сервер обычно не оправдывает себя; отношение объема интересующих нас данных к размеру документа является, как правило, не очень высоким, а необходимый анализ не представляет особых сложностей. Кроме того, необходимость поддержания постоянного соединения устройства с сетью в процессе обработки данных на сервере снижает привлекательность такого подхода для мобильных приложений.

При проектировании .NET Compact Framework ставилась цель найти разумный компромисс между двумя проектными ограничениями. Необходимость сведения к минимуму размера NET Compact Framework (объем установленного на устройстве программного обеспечения не должен был превышать 2 Мбайт) вступала в противоречие со стремлением предоставить разработчикам как можно более широкие функциональные возможности. В процессе поиска компромиссных решений степень полезности тех или иных средств и необходимость в них тщательно взвешивались с точки зрения соответствующего увеличения размера .NET Compact Framework. Исходя из этих соображений и было решено, что в первом выпуске NET Compact Framework средства XPath и XSLT поддерживаться не будут.

XPath — это язык запросов, используемый для проведения поиска в XML-документах. Этот язык предоставляет очень широкие возможности поиска, но отличается сложностью, и для его эффективного использования требуется значительная вычислительная мощность. XSLT — это технология преобразования дерева XML-документа в новый документ в соответствии с определенными правилами; эту технологию часто применяют для преобразования XML-данных в HTML-документы. Для его эффективного функционирования также требуются значительные вычислительные ресурсы.

Полезность обоих указанных средств совершенно очевидна, и каждому разработчику хотелось бы иметь их в своем распоряжении, но было ли бы уместным их применение в случае мобильных приложений, выполняющихся на устройствах в условиях дефицита ресурсов? Поддержка XSLT и XPath лишь привела бы к напрасному увеличению размера .NET Compact Framework, поскольку предоставляемые разработчику функциональные возможности не могли бы эффективно использоваться во многих задачах, для которых они предназначены. Именно из этих соображений и было решено не включать поддержку XPath и XSLT в версию 1.1 .NET Compact Framework.

Не исключено, что поддержка этих средств появится в последующих версиях .NET Compact Framework; в частности, существует настоятельная потребность в поддержке XPath. Однако разработчикам следует хорошенько подумать о том, с какими трудностями им придется столкнуться, если они решатся на использование пусть и ценных, но весьма требовательных в отношении необходимых вычислительных ресурсов библиотек. Обычно считается, что встроенные средства среды выполнения должны нормально функционировать при любых обстоятельствах, однако это далеко не так. Вспомните данные ранее в этой главе рекомендации относительно необходимости тщательно взвешивать достоинства и недостатки удобного, но требующего использования обширной информации о состоянии подхода, основанного на модели XML DOM, и более сложного, но менее зависимого от состояния подхода, основанного на однонаправленном доступе к данным с помощью объектов XMLReader и XMLWriter; руководствуйтесь этими же советами и тогда, когда возникает проблема выбора зависящей от состояния или требовательной к ресурсам библиотеки. Вы можете использовать такую библиотеку, но всегда оценивайте, с какими дополнительными расходами это будет сопряжено, и проводите соответствующие измерения.

Резюме 

XML — это формат данных, который является в высшей степени полезным как для хранения специфических для приложения данных, так и для обмена информацией между приложениями. Он обеспечивает достижение разумного компромисса между простотой и гибкостью текстовых файлов и строгостью баз данных. В том, что сфера применения XML на серверах, настольных компьютерах и мобильных устройствах будет только расширяться, не может быть никаких сомнений.

Одним из важнейших высокоуровневых проектных решений является решение относительно того, какой формат данных следует выбрать для конкретной коммуникационной задачи — XML или двоичный формат. Применение XML сулит значительные преимущества, но эти преимущества даются за счет увеличения размеров приложений и повышения требований к доступным на устройстве ресурсам. Во многих случаях дополнительные накладные расходы вполне окупаются достигаемыми преимуществами, а хорошая проработка проекта может обеспечить приемлемое функционирование устройства. В то же время, в случае данных большого объема или при работе с узкополосными соединениями следует рассматривать в качестве альтернативного решения двоичные форматы. Наиболее оптимальный подход — это количественная оценка эффектов использования бинарных форматов и XML в реальных ситуациях и принятие проектных решений, исходя из необходимости создания наиболее комфортных условий работы для конечного пользователя. Если проектными решениями и настройкой приложения добиться эффективного функционирования варианта реализации, основанного на использовании XML, не удается, то может потребоваться использование двоичных форматов или внесение изменений в коммуникационную модель.

При работе с XML очень важно учитывать объем обрабатываемых данных и специфику их назначения. В случае небольших ХМL-документов (например, размером 20 Кбайт) часто оказывается удобным подход, основанный на модели XML DOM, в котором предполагается загрузка в память всего XML-дерева. Модель XML DOM обеспечивает произвольный доступ к данным документа и упрощает обратный вывод документа для его записи на накопитель или в поток. Существенным недостатком модели XML DOM является загрузка в память одновременная всех XML-данных, что делает эту модель в высшей степени зависимой от состояния. При работе с крупными документами этот недостаток может иметь критическое значение.

Разумной низкоуровневой альтернативой при работе с крупными XML-документами являются XML-библиотеки функций, предназначенных для однонаправленной обработки данных. В .NET Compact Framework предлагаются классы XMLReader и XMLWRiter, тогда как в других средах выполнения для однонаправленного доступа к XML-данным могут предоставляться средства модели SAX. Указанный подход позволяет добиться максимально возможной производительности, поскольку соответствующие средства зависят от состояния в меньшей степени и поэтому не нуждаются в загрузке в память дерева данных, представляющего документ. В случае сложных документов осложняется и работа с использованием объектов XMLReader; для отслеживания текущей позиции в иерархии документа может оказаться полезным подход, основанный на использовании конечных автоматов. Объекты XMLWriter упрощают вывод XML-данных с целью их записи в файл. При работе с большими объемами XML- данных на мобильных устройствах использование модели однонаправленной обработки данных может оказаться единственно разумным подходом.