在最初学习PYTHON的时候,只知道有DOM和SAX两种解析方法,但是其效率都不够理想,由于需要处理的文件数量太大,这两种方式耗时太高无法接受。

在网络搜索后发现,目前应用比较广泛,且效率相对较高的ElementTree也是一个比较多人推荐的算法,于是拿这个算法来实测对比,ElementTree也包括两种实现,一个是普通ElementTree(ET),一个是ElementTree.iterparse(ET_iter)。

本文将对DOM、SAX、ET、ET_iter四种方式进行横向对比,通过处理相同文件比较各个算法的用时来评估其效率。

程序中将四种解析方法均写为函数,在主程序中分别调用,来评估其解析效率。

解压后的XML文件内容示例如下,我自己的需求是解析其中第一个measurement内容,其他的内容丢弃。eNB的属性以及object的属性都需要解析并和v字段的文本一起写入csv文件。

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<bulkPmMrDataFile>
<fileHeader fileFormatVersion="V1.0.4" reportTime="2016-02-22T21:00:00.000" ></fileHeader>
<eNB id="122941">
<measurement>
<smr>MR.LteScRSRP MR.LteScRSRQ MR.LteScTadv MR.LteSceNBRxTxTimeDiff ...</smr>
<object id="31472897" MmeUeS1apId="2417300878" MmeGroupId="1025" MmeCode="199" TimeStamp="2016-02-22T20:00:02.517">
<v>38 22 6 31 34 0 34 38400 110 NIL NIL NIL NIL NIL NIL NIL NIL NIL NIL NIL 7 23 NIL 26 24 0 0 </v>
</object>
<object id="31472897" MmeUeS1apId="2416229278" MmeGroupId="1025" MmeCode="199" TimeStamp="2016-02-22T20:00:02.792">
<v>61 30 5 32 45 0 27 38400 110 NIL NIL NIL NIL NIL NIL NIL NIL NIL NIL NIL 7 14 NIL 1 49 0 0 </v>
</object>
<object id="31472897" MmeUeS1apId="2148286566" MmeGroupId="1025" MmeCode="199" TimeStamp="2016-02-22T20:00:07.177">
<v>42 26 5 31 30 412 35 38400 110 NIL NIL NIL NIL NIL NIL NIL NIL NIL NIL NIL 7 14 NIL 26 24 0 0 </v>
</object>
<object id="31472897" MmeUeS1apId="2417300878" MmeGroupId="1025" MmeCode="199" TimeStamp="2016-02-22T20:00:07.677">
<v>39 22 7 31 35 387 36 38400 110 36 18 38400 108 NIL NIL NIL NIL NIL NIL NIL 5 10 NIL 25 25 0 0 </v>
</object>
<object id="31472897" MmeUeS1apId="2416229278" MmeGroupId="1025" MmeCode="199" TimeStamp="2016-02-22T20:00:07.962">
<v>61 27 5 31 43 427 36 38400 110 49 4 38400 108 NIL NIL NIL NIL NIL NIL NIL 9 13 NIL 1 49 0 0 </v>
<v>61 27 5 31 43 427 36 38400 110 46 0 38400 295 NIL NIL NIL NIL NIL NIL NIL 9 13 NIL 1 49 0 0 </v>
</object>
<object id="31472897" MmeUeS1apId="269973066" MmeGroupId="1025" MmeCode="199" TimeStamp="2016-02-22T20:00:08.382">
<v>41 23 9 32 23 447 36 38400 110 32 11 38400 358 NIL NIL NIL NIL NIL NIL NIL 6 22 NIL 24 26 0 0 </v>
<v>41 23 9 32 23 447 36 38400 110 31 7 38400 295 NIL NIL NIL NIL NIL NIL NIL 6 22 NIL 24 26 0 0 </v>
<v>41 23 9 32 23 447 36 38400 110 28 8 38400 460 NIL NIL NIL NIL NIL NIL NIL 6 22 NIL 24 26 0 0 </v>
</object>
</measurement>
<measurement>
<smr>MR.LteScPlrULQci1 MR.LteScPlrULQci2 MR.LteScPlrULQci3 MR.LteScPlrULQci4 ...</smr>
<object id="60057088" MmeUeS1apId="2416982066" MmeGroupId="1025" MmeCode="206" TimeStamp="2016-02-24T06:00:03.962">
<v>NIL NIL NIL NIL NIL NIL NIL NIL 0 NIL NIL NIL NIL NIL NIL NIL NIL 0 </v>
</object>
..........................
</measurement>
<measurement>
<smr>MR.LteScRIP</smr>
<object id="60057089:37900:2" TimeStamp="2016-02-24T06:00:11.259" MmeCode="NIL" MmeGroupId="NIL" MmeUeS1apId="NIL">
<v>81</v>
</object>
..........................
</measurement>
</eNB>
</bulkPmMrDataFile>

主程序函数调用部分代码为:

    print("文件计数:%d/%d." % (gz_cnt,paser_num))
str_s,cnt = dom_parser(gz)
#str_s,cnt = sax_parser(gz)
#str_s,cnt = ET_parser(gz)
#str_s,cnt = ET_parser_iter(gz)
output.write(str_s)
vs_cnt += cnt

在最初的函数调用中函数返回两个值,但接收函数调用值时用两个变量分别调用,导致每个函数都要执行两次,之后修改为一次调用两个变量接收返回值,减少了无效调用。

1、DOM解析

函数定义代码:

def dom_parser(gz):
import gzip,cStringIO
import xml.dom.minidom vs_cnt = 0
str_s = ''
file_io = cStringIO.StringIO()
xm = gzip.open(gz,'rb')
print("已读入:%s.\n解析中:" % (os.path.abspath(gz)))
doc = xml.dom.minidom.parseString(xm.read())
bulkPmMrDataFile = doc.documentElement
#读入子元素
enbs = bulkPmMrDataFile.getElementsByTagName("eNB")
measurements = enbs[0].getElementsByTagName("measurement")
objects = measurements[0].getElementsByTagName("object")
#写入csv文件
for object in objects:
vs = object.getElementsByTagName("v")
vs_cnt += len(vs)
for v in vs:
file_io.write(enbs[0].getAttribute("id")+' '+object.getAttribute("id")+' '+\
object.getAttribute("MmeUeS1apId")+' '+object.getAttribute("MmeGroupId")+' '+object.getAttribute("MmeCode")+' '+\
object.getAttribute("TimeStamp")+' '+v.childNodes[0].data+'\n') #获取文本值
str_s = (((file_io.getvalue().replace(' \n','\r\n')).replace(' ',',')).replace('T',' ')).replace('NIL','')
xm.close()
file_io.close()
return (str_s,vs_cnt)

程序运行结果:

**************************************************
程序处理启动。
输入目录为:/tmcdata/mro2csv/input31/。
输出目录为:/tmcdata/mro2csv/output31/。
输入目录下.gz文件个数为:12,本次处理其中的12个。
**************************************************
文件计数:1/12.
已读入:/tmcdata/mro2csv/input31/TD-LTE_MRO_NSN_OMC_234598_20160224060000.xml.gz.
解析中:
文件计数:2/12.
已读入:/tmcdata/mro2csv/input31/TD-LTE_MRO_NSN_OMC_233798_20160224060000.xml.gz.
解析中:
文件计数:3/12.
已读入:/tmcdata/mro2csv/input31/TD-LTE_MRO_NSN_OMC_123798_20160224060000.xml.gz.
解析中:
………………………………………
文件计数:12/12.
已读入:/tmcdata/mro2csv/input31/TD-LTE_MRO_NSN_OMC_235598_20160224060000.xml.gz.
解析中:
VS行计数:177849,运行时间:107.077867,每秒处理行数:1660。
已写入:/tmcdata/mro2csv/output31/mro_0001.csv。 **************************************************
程序处理结束。

由于DOM解析需要将整个文件读入内存,并建立树结构,其内存消耗和时间消耗都比较高,但其优点在于逻辑简单,不需要定义回调函数,便于实现。

2、SAX解析

函数定义代码:

def sax_parser(gz):
import os,gzip,cStringIO
from xml.parsers.expat import ParserCreate #变量声明
d_eNB = {}
d_obj = {}
s = ''
global flag
flag = False
file_io = cStringIO.StringIO() #Sax解析类
class DefaultSaxHandler(object):
#处理开始标签
def start_element(self, name, attrs):
global d_eNB
global d_obj
global vs_cnt
if name == 'eNB':
d_eNB = attrs
elif name == 'object':
d_obj = attrs
elif name == 'v':
file_io.write(d_eNB['id']+' '+ d_obj['id']+' '+d_obj['MmeUeS1apId']+' '+d_obj['MmeGroupId']+' '+d_obj['MmeCode']+' '+d_obj['TimeStamp']+' ')
vs_cnt += 1
else:
pass
#处理中间文本
def char_data(self, text):
global d_eNB
global d_obj
global flag
if text[0:1].isnumeric():
file_io.write(text)
elif text[0:17] == 'MR.LteScPlrULQci1':
flag = True
#print(text,flag)
else:
pass
#处理结束标签
def end_element(self, name):
global d_eNB
global d_obj
if name == 'v':
file_io.write('\n')
else:
pass #Sax解析调用
handler = DefaultSaxHandler()
parser = ParserCreate()
parser.StartElementHandler = handler.start_element
parser.EndElementHandler = handler.end_element
parser.CharacterDataHandler = handler.char_data
vs_cnt = 0
str_s = ''
xm = gzip.open(gz,'rb')
print("已读入:%s.\n解析中:" % (os.path.abspath(gz)))
for line in xm.readlines():
parser.Parse(line) #解析xml文件内容
if flag:
break
str_s = file_io.getvalue().replace(' \n','\r\n').replace(' ',',').replace('T',' ').replace('NIL','') #写入解析后内容
xm.close()
file_io.close()
return (str_s,vs_cnt)

程序运行结果:

**************************************************
程序处理启动。
输入目录为:/tmcdata/mro2csv/input31/。
输出目录为:/tmcdata/mro2csv/output31/。
输入目录下.gz文件个数为:12,本次处理其中的12个。
**************************************************
文件计数:1/12.
已读入:/tmcdata/mro2csv/input31/TD-LTE_MRO_NSN_OMC_234598_20160224060000.xml.gz.
解析中:
文件计数:2/12.
已读入:/tmcdata/mro2csv/input31/TD-LTE_MRO_NSN_OMC_233798_20160224060000.xml.gz.
解析中:
文件计数:3/12.
已读入:/tmcdata/mro2csv/input31/TD-LTE_MRO_NSN_OMC_123798_20160224060000.xml.gz.
解析中:
.........................................
文件计数:12/12.
已读入:/tmcdata/mro2csv/input31/TD-LTE_MRO_NSN_OMC_235598_20160224060000.xml.gz.
解析中:
VS行计数:177849,运行时间:14.386779,每秒处理行数:12361。
已写入:/tmcdata/mro2csv/output31/mro_0001.csv。 **************************************************
程序处理结束。

SAX解析相比DOM解析,运行时间大幅缩短,由于SAX采用逐行解析,对于处理较大文件其占用内存也少,因此SAX解析是目前应用较多的一种解析方法。其缺点在于需要自己实现回调函数,逻辑较为复杂。

3、ET解析

函数定义代码:

def ET_parser(gz):
import os,gzip,cStringIO
import xml.etree.cElementTree as ET vs_cnt = 0
str_s = ''
file_io = cStringIO.StringIO()
xm = gzip.open(gz,'rb')
print("已读入:%s.\n解析中:" % (os.path.abspath(gz)))
tree = ET.ElementTree(file=xm)
root = tree.getroot()
for elem in root[1][0].findall('object'):
for v in elem.findall('v'):
file_io.write(root[1].attrib['id']+' '+elem.attrib['TimeStamp']+' '+elem.attrib['MmeCode']+' '+\
                    elem.attrib['id']+' '+ elem.attrib['MmeUeS1apId']+' '+ elem.attrib['MmeGroupId']+' '+ v.text+'\n')
vs_cnt += 1
str_s = file_io.getvalue().replace(' \n','\r\n').replace(' ',',').replace('T',' ').replace('NIL','') #写入解析后内容
xm.close()
file_io.close()
return (str_s,vs_cnt)

程序运行结果:

**************************************************
程序处理启动。
输入目录为:/tmcdata/mro2csv/input31/。
输出目录为:/tmcdata/mro2csv/output31/。
输入目录下.gz文件个数为:12,本次处理其中的12个。
**************************************************
文件计数:1/12.
已读入:/tmcdata/mro2csv/input31/TD-LTE_MRO_NSN_OMC_234598_20160224060000.xml.gz.
解析中:
文件计数:2/12.
已读入:/tmcdata/mro2csv/input31/TD-LTE_MRO_NSN_OMC_233798_20160224060000.xml.gz.
解析中:
文件计数:3/12.
已读入:/tmcdata/mro2csv/input31/TD-LTE_MRO_NSN_OMC_123798_20160224060000.xml.gz.
解析中:
...........................................
文件计数:12/12.
已读入:/tmcdata/mro2csv/input31/TD-LTE_MRO_NSN_OMC_235598_20160224060000.xml.gz.
解析中:
VS行计数:177849,运行时间:4.308103,每秒处理行数:41282。
已写入:/tmcdata/mro2csv/output31/mro_0001.csv。 **************************************************
程序处理结束。

相较于SAX解析,ET解析时间更短,并且函数实现也比较简单,所以ET具有类似DOM的简单逻辑实现且匹敌SAX的解析效率,因此ET是目前XML解析的首选。

4、ET_iter解析

函数定义代码:

def ET_parser_iter(gz):
import os,gzip,cStringIO
import xml.etree.cElementTree as ET vs_cnt = 0
str_s = ''
file_io = cStringIO.StringIO()
xm = gzip.open(gz,'rb')
print("已读入:%s.\n解析中:" % (os.path.abspath(gz)))
d_eNB = {}
d_obj = {}
i = 0
for event,elem in ET.iterparse(xm,events=('start','end')):
if i >= 2:
break
elif event == 'start':
if elem.tag == 'eNB':
d_eNB = elem.attrib
elif elem.tag == 'object':
d_obj = elem.attrib
elif event == 'end' and elem.tag == 'smr':
i += 1
elif event == 'end' and elem.tag == 'v':
file_io.write(d_eNB['id']+' '+d_obj['TimeStamp']+' '+d_obj['MmeCode']+' '+d_obj['id']+' '+\
                    d_obj['MmeUeS1apId']+' '+ d_obj['MmeGroupId']+' '+str(elem.text)+'\n')
vs_cnt += 1
elem.clear()
str_s = file_io.getvalue().replace(' \n','\r\n').replace(' ',',').replace('T',' ').replace('NIL','') #写入解析后内容
xm.close()
file_io.close()
return (str_s,vs_cnt)

程序运行结果:

**************************************************
程序处理启动。
输入目录为:/tmcdata/mro2csv/input31/。
输出目录为:/tmcdata/mro2csv/output31/。
输入目录下.gz文件个数为:12,本次处理其中的12个。
**************************************************
文件计数:1/12.
已读入:/tmcdata/mro2csv/input31/TD-LTE_MRO_NSN_OMC_234598_20160224060000.xml.gz.
解析中:
文件计数:2/12.
已读入:/tmcdata/mro2csv/input31/TD-LTE_MRO_NSN_OMC_233798_20160224060000.xml.gz.
解析中:
文件计数:3/12.
已读入:/tmcdata/mro2csv/input31/TD-LTE_MRO_NSN_OMC_123798_20160224060000.xml.gz.
解析中:
...................................................
文件计数:12/12.
已读入:/tmcdata/mro2csv/input31/TD-LTE_MRO_NSN_OMC_235598_20160224060000.xml.gz.
解析中:
VS行计数:177849,运行时间:3.043805,每秒处理行数:58429。
已写入:/tmcdata/mro2csv/output31/mro_0001.csv。 **************************************************
程序处理结束。

在引入了ET_iter解析后,解析效率比ET提升了近50%,而相较于DOM解析更是提升了35倍,在解析效率提升的同时,由于其采用了iterparse这个循序解析的工具,其内存占用也是比较小的。

所以,小伙伴们,请好好利用这几种工具吧。

主程序文件为./xml_parser/os_walk_dom_parser_func.py,测试用mro文件目录为:./mro

测试用的程序和文件可以到我的github页面下载,欢迎小伙伴们一起学习讨论。

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