mdn/bachelor-thesis
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marcodn 2024-04-18 00:51:19 +02:00
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2
chapters/thesis/appendix01.tex
View file

@ -4,7 +4,7 @@
% If problems with the headers: get headings in appendix etc. right
%\markboth{\spacedlowsmallcaps{Appendix}}{\spacedlowsmallcaps{Appendix}}
\chapter{Umfrage zur Optimierung}
\label{ch:Umfrage}
\label{ap:opinion-poll}
Herzlich Willkommen

45
chapters/thesis/appendix02.tex
View file

@ -3,46 +3,9 @@
%*******************************************************
% If problems with the headers: get headings in appendix etc. right
%\markboth{\spacedlowsmallcaps{Appendix}}{\spacedlowsmallcaps{Appendix}}
\chapter{Umfrage zur Optimierung}
\label{ch:Umfrage}
\chapter{Zeitmessung der Webseite}
\label{ap:timing}
Herzlich Willkommen
Mit dem nachfolgenden Skript werden die wichtigsten URL hinterlegt und jeweils mehrfach ausgeführt. Hierbei ist
\hfill
Diese Umfrage ist Teil der Bachelorarbeit >>Analyse und Optimierung der Webseite des Wedekind Projektes<< von Marco
Galster, die Rahmen des Projektes >>Edition der Korrespondenz Frank Wedekinds als Online"=Volltextdatenbank<< an der
Fernuni Hagen durchgeführt wird. In der Bachelorarbeit soll der aktuelle Prototyp auf Performance"=Probleme untersucht
und im Anschluss optimiert werden, um die Benutzerfreundlichkeit und die Akzeptanz der Anwendung zu verbessern.
Dies soll dazu führen, dass die digitalen Briefeditionen verstärkt bei der Forschung zur literarhistorischen und
kulturgeschichtlichen Wissenssteigerung eingesetzt werden.
\mytodos{der letzte Satz nochmal überarbeiten!}
% helfen das die FOrschung mithilfe solcher datenbank vorrangetrieben wird und somit die foschung an briefedition das Wissen über die Kultur erweitert
\hfill
Der aktuelle Prototyp der Anwendung wird unter \href{https://briefedition.wedekind.h-da.de} bereitgestellt. Die Fragen
sind bitte im Rahmen ihrer normalen Tätigkeit an dem Projekt zu beantworten. Bitte geben Sie so viele Informationen
mit an, die ihnen zu den Problemen mit auffallen.
\hfill
Wir bedanken uns im Voraus für ihre Zeit und die Teilnahme an der Umfrage. Für die Umfrage benötigen Sie ca. 10 Minuten.
\hfill
\begin{enumerate}
\item Welche Tätigkeit führen Sie aus? (Bearbeiter/Verwender)
\item Bitte geben Sie nun die Tätigkeiten an, bei denen immer wieder Verzögerung auftreten. Geben Sie bitte zu
jeder Tätigkeit noch folgende Informationen mit an:
\begin{itemize}
\item Wie häufig tritt die Verzögerung auf? (in Abhängigkeit zum Aufruf)
\item Gibt es einen zeitlichen Bezug? (z.B. tritt die Verzögerung nur Vormittags auf)
\item Tritt es immer einer bestimmten Abfolge auf, und wenn ja in welcher? (z.B. wenn man zuerst die
Benutzerliste anwählt und dann in den Bearbeiten-Modus wechselt)
\end{itemize}
\end{enumerate}
\includecode[Bash]{chapters/thesis/appendix02_timing.sh}{lst:timing}{Zeitmessung}

59
chapters/thesis/appendix02_timing.sh Normal file
View file

@ -0,0 +1,59 @@
#!/bin/bash
#
# Activate Bash Strict Mode
set -euo pipefail
main() {
{
echo -e "URL\tRuns\tMin (ms)\tAvg (ms)\tMax (ms)"
for url in ${@:2}; do
get_statistics $url $1
done
} #| column -s $'\t' -t
}
get_statistics() {
# Initialice the variables
local min=1000000000
local max=0
local dur=0
# repeat for the defined counts the url calling
for i in $(seq 1 $2); do
local gp=$(($(get_posts $1)/1000000)) # from ns to ms
if [[ $gp -gt $max ]]
then max=$gp
fi
if [[ $gp -lt $min ]]
then min=$gp
fi
dur=$(( $dur + $gp ))
done
# output the statistic values
echo -e "$1\t$2\t$min\t$(($dur/$2))\t$max"
}
get_posts() {
# Call the url with measure time
local start=$(date +%s%N)
curl --silent --show-error $1 > /dev/null
local stop=$(date +%s%N)
local dur=$(($stop-$start))
echo $dur
}
# the main domain
hostname="https://briefedition.wedekind.h-da.de"
# the Array of the Urls
url_arr=(
"$hostname/index.xhtml"
"$hostname/view/document/list.xhtml"
"$hostname/view/correspondent/list.xhtml"
"$hostname/view/person/list.xhtml"
)
# Execute all the URLs for 10 rounds
main 10 ${url_arr[@]}

69
chapters/thesis/chapter03.tex
View file

@ -24,7 +24,7 @@ Wartezeit auftritt. Zusätzlich soll noch dazu angegeben werden, wie häufig die
auftritt oder immer nur zu bestimmten Zeitpunkten. Des Weiteren wird die Information nachgefragt, ob die Probleme
immer bei der gleichen Abfolge von Aktionen auftritt, oder die vorherigen Aktionen irrelevant sind.
Die Anfrage wird im Anhang \ref{ch:Umfrage} dargestellt.
Die Umfrage wird im Anhang \ref{ap:opinion-poll} dargestellt.
\section{Allgemeine Betrachtung des Systems}
\label{sec:concept:viewsystem}
@ -59,38 +59,63 @@ zwischengespeichert werden kann und daher diese Daten immer wieder direkt von de
\section{Untersuchung der Anwendung}
\label{sec:concept:softwarestructure}
Wie im Kapitel \ref{ch:basics} dargestellt, besteht die eigentliche Anwendung aus mehreren Schichten. Zuerst wird der
komplette Ablauf als BlackBox betrachtet, um neben der Umfrage, auch über automatisierte Anfragen, zu ermitteln wo die
größten Performance-Probleme auftreten.
Wie im Kapitel \ref{ch:basics} dargestellt, besteht die eigentliche Anwendung aus mehreren Schichten. Die
PostgreSQL"=Schicht wurde schon im vorherigen Kapitel betrachtet. Daher gehen wir nun weiter nach in den Schichten vom
Glassfish"=Server.
Die OpenJPA Cache Schicht wird nun einzeln untersucht. Hierfür werden die zuerst die Cache"=Statistik für Object"=Cache
und Query"=Cache aktiviert \citep[315]{MüllerWehr2012}. Die somit erfassten Werte, werden über eine Webseite
bereitgestellt, um die Daten Live vom Server verfolgen zu können. Zusätzlich können diese Daten über ein Skript
zyklisch abgefragt, gespeichert und vergleichen werden.
Hierbei ist jede
Schicht einzeln, sowie der komplette Ablauf als BlackBox zu betrachten.
In der \ac{JPA} Schicht sind die Anzahl der Entitäten im Persistence Context zu beobachten. Die Anzahl der verschiedenen
Klassen soll ermittelt und die Statistik"=Webseite um diese Daten erweitern. Um die Daten zu ermitteln, kann der
Quellcode aus \ref{lst:persistence-context-statistics} verwendet werden.
\mytodos{angenfangen bei jeder Schicht, kurz beschreiben und was da getan wird um dort etws zu untersuchen}
\begin{lstlisting}[language=Java,caption={Persistence"=Kontext Statistik},label=lst:persistence-context-statistics]
EntityManagerFactory emf = Persistence.createEntityManagerFactory(...);
EntityManager em = emf.createEntityManager();
for(EntityType<?> entityType : em.getMetaModel().getEntities())
{
Class<?> managedClass = entityType.getBindableJavaType();
System.out.println("Managing type: " + managedClass.getCanonicalName());
}
\mytodos{Zum enden dann den gesammten Server untersucht, durch automatisiert Test über shell-Skripte die jede Seite mehrfach
aufrufen und die Messung dazu protokolieren sowie die min und max werte (Skript als Listening in den Anhang?)}
// Oder bei JPA 2.0
emf.getCache().print();
\end{lstlisting}
% Anhand der Umfragen werden die verschiedenen Seiten ermittelt und mit den Tools überprüft
% Während dessen kann über ein Script die Seite automatisiert abgefragt und das Trace aktiv sind
% je nach Erkenntnis muss dann der Lösungsweg beschritten werden
% Beachten des Speicherverbrauchs!
% \mytodos{\url{https://eclipse.dev/eclipselink/api/2.1/org/eclipse/persistence/jpa/JpaCache.html#getObject(java.lang.Class,%20java.lang.Object)}}
Die Schicht \ac{EJB} besitzt keine Möglichkeit um eine sinnvolle Messung durchzuführen, daher wird hierfür keine
weiteren Messungen eingefügt.
Bei den \ac{JSP} wird eine Zeitmessung eingefügt. Hierfür müssen die Seiten so erweitert werden, dass zum einen die
Zeit gemessen wird um die Daten zu ermitteln. Zum anderen wird die Zeit gemessen wie lange es dann noch dauert um die
Seite mit den Daten zu rendern um diese an den Client auszuliefern. Diese 2 Zeiten sollen dann im Footer direkt auf der
Seite mit dargestellt werden. Somit kann der Benutzer auch direkt sehen, wenn das laden länger gedauert hat, an welcher
Stelle die Verzögerung aufgetreten ist.
Zum Schluss soll die gesamte Anwendung noch automatisiert getestet werden. Hierfür wird ein Shell-Skript erstellt, dass
automatisiert alle URLs der Webseite mehrfach abfragt. Die Dauer der Aufrufe der Webseiten werden gemessen und
statistisch ausgewertet. Für einen späteren Vergleich werden diese Informationen gesichert und mit einem erneuten Aufruf
nach den Optimierungen verglichen. Hierdurch kann auch festgestellt werden, ob die Optimierungen erfolgreich waren.
Das zugehörige Script ist im Anhang \ref{ap:timing} angehängt.
\section{Vergleich mit anderen Technologien}
\label{sec:concept:technologiecompare}
\mytodos{Noch tiefer eingehen}
\mytodos{Noch tiefer eingehen?}
Damit eine Umsetzung mit einer anderen Technologie umgesetzt werden kann, muss dies den kompletten Aufbau unterstützen,
wie dies die \ac{JSP} unterstützen. Daher fallen reine FrontEnd"=Bibliotheken wie VueJS oder React aus der Betrachtung
heraus, da sie zusätzlich noch einen Backend für die Anwendungslogik (englisch business logic) benötigt.
Damit eine Umsetzung auf eine andere Technologie umgestellt werden kann, muss dies den kompletten Technologie"=Stack
besitzen, wie dies von der \ac{JSP} unterstützt wird. Daher fallen reine FrontEnd"=Bibliotheken wie VueJS oder React aus
der Betrachtung heraus, da sie zusätzlich noch einen Backend für die Anwendungslogik (englisch business logic) benötigt.
\subsection{C\# - ASP.NET Core MVC}
\label{sec:concept:technologiecompare:aspnetcore}
Beim Vergleich zu \ac{JSP} steht ASP.NET Core MVC in nichts nach. Im großen und ganzen ist der Funktionsumfang der
gleiche und mit EntityFramework gibt es ebenfalls einen sehr mächtigen \ac{ORM}. Hierbei wird die Programmierung anhand
gleiche und mit dem EntityFramework gibt es ebenfalls einen sehr mächtigen \ac{ORM}. Hierbei wird die Programmierung anhand
des \ac{MVC}"=Entwurfsmuster implementiert \citep{AspNetCore:2024:MVC}. Dieses Muster erleichtert die Trennung der
Benutzeranforderungen, welche durch die Controller mithilfe der Modelle abgearbeitet werden, von der Bedienoberfläche,
die hier in der Standardelementen von Webseiten, wie \ac{HTML}, \ac{CSS} und Javascript definiert werden. Zusätzlich
@ -98,7 +123,7 @@ existiert noch ein spezifischer Syntax um die Daten dynamisch in die Seiten einz
Das System selbst ist in Schichten, auch Middleware genannt, aufgebaut \citep{AspNetCore:2024:Middleware}. Hierbei
übernimmt jede Middleware ihre entsprechende Aufgabe oder gibt die Anfrage an die nächste Middleware weiter und wartet
auf deren Antwort um diese and den Client zurückzugeben.
auf deren Antwort um diese und den Client zurückzugeben.
Diese Konzept wird direkt vom Standard umgesetzt und somit sind die unterschiedlichen Verarbeitungen getrennt
implementiert worden, was zu besserer Wartbarkeit des Programmcodes führt. Und die eigene Anwendung kann dadurch
je nach Bedarf die Middleware aktivierten, die wirklich benötigt wird.
@ -129,7 +154,7 @@ Go wird in eine native Anwendung übersetzt, da für die großen Betriebssystem
Anwendung in Go ebenfalls nahezu Plattformunabhängig. Durch den integrierten Cross-Compiler, kann die Software direkt
für andere Betriebssystem mit erstellte werden.
Für eine dynamische Webseite, reichen die Standard-Bibliotheken, wobei auch gibt es verschiedene Frameworks die
Für eine dynamische Webseite, reichen die Standard-Bibliotheken, wobei auch hier gibt es verschiedene Frameworks die
eine Unterstützung für \ac{MVC} einbauen. Ein direkter \ac{ORM} ist ebenfalls vorhanden, um den einfachen Zugriff
auf eine Datenbank zu ermöglichen.
@ -159,8 +184,6 @@ bekannt und Entwickelt wurde. Zudem ist die Programmiersprache sehr jung und hat
größte Nachteil darin ist aber, dass hierfür noch nicht so viele Entwickler existieren, die dann das Projekt
unterstützen können.
Mein Einschätzung nach, wäre ein Umstieg im aktuellen Stadium nicht sehr sinnvoll, da zum einen der großteil der
Meiner Einschätzung nach, wäre ein Umstieg im aktuellen Stadium nicht sehr sinnvoll, da zum einen der großteil der
Anforderung umgesetzt ist, und für jeden Änderung die Mitarbeiter sich erst in die neue Code-Basis einarbeiten müssten.
Bei Weiterentwicklungen durch Studenten, ist man mit Java im Vorteil, da dies an der Uni gelehrt wird.
\mytodos{Noch entscheiden, ob der Compare direkt bei der Technologie gemacht \\ wird, oder allgemein am ende}

1
marco-galster-config.tex
View file

@ -59,3 +59,4 @@
\definecolor{RoyalBlue}{cmyk}{1, 0.50, 0, 0}
% \definecolor{Black}{cmyk}{0, 0, 0, 0}
\definecolor{Black}{HTML}{221E1F} % Definition von https://en.wikibooks.org/wiki/LaTeX/Colors
\definecolor{Green}{HTML}{00A64f}

BIN
thesis.pdf
View file

Binary file not shown.

7
thesis.tex
View file

@ -19,8 +19,10 @@
% https://en.wikibooks.org/wiki/LaTeX/Source_Code_Listings
%\lstinputlisting[frame=tb,language=SQL,caption={ein sql beispiel},label=lst:tester]{chapters/thesis/chapter05_example.sql}
\newcommand{\includecode}[4][c]{\lstinputlisting[caption=#4,frame=tb,label=#3,language=#1]{#2}}
\newcommand{\includecode}[4][c]{\lstinputlisting[caption=#4,label=#3,language=#1]{#2}}
\lstset{frame=tb}
\newcommand\mytodos[1]{\fcolorbox{black}{lightgray}{\textit{\textcolor{red}{TODO: #1}}}}
% Beispiel für externe Datei:
%\includecode[SQL]{chapters/thesis/chapter05_example.sql}{lst:tester}{ein sql beispiel}
% Beispiel für direkte Eingabe:
@ -30,6 +32,8 @@
% { do nothing or other things }
% end;
%\end{lstlisting}
% Beispiel für Inline:
%lorem ipsum \lstinline|code| lorem ipsum
%*************************************************************************
@ -91,6 +95,7 @@
\cleardoublepage
\part{Appendix}
\include{chapters/thesis/appendix01}
\include{chapters/thesis/appendix02}
%\include{chapters/examples/appendix02}
%*************************************************************************
% Other Stuff in the Back