XFilter首次利用基于有限状态自动机FSM(Finite State Machine)的方法来过滤XML文档，它对每一个路径查询使用一个单独的FSM，并在文档处理的过程中，同时运行所有的FSM。YFilter在XFilter的基础上进行了改进，它将所有的XPath查询合并成一个单独的非确定有限自动机NFA(Non-deterministic Finite Automaton)[6]，并共享所有查询的公共前缀，YFilter主要考虑了谓词中的AND谓词查询，采用后置处理的方式，这种方式产生大量中间结果影响系统性能。
　　XEBT(XPath Evaluation Based on Tree automata)[7]利用树自动机技术作为查询处理器，它基于表达能力丰富的树自动机，无须附加中间状态或保存中间结果，就能处理支持{[]}操作符的XPath，所以能较高效地处理XPath查询。在优化策略上，主要包括基于DTD的XPath查询自动机的构造、在空间代价有限增加的情况下采用局部确定化减少并发执行的状态、采用自上而下和自下而上相结合的查询处理策略等。
　　其他处理XML流的方法主要有基于索引（Index-Filter）的方法[2]、基于Bloom Filter[3]的方法以及FiST[5]方法。Index-Filter[2]采用基于索引的技术处理XML流数据，利用XML文档流的文档标记动态地建立XML文档的索引，从而避免处理一部分文档。在Index-Filter的方法中，建立索引要花费一定的时间，而且不能单遍处理XML文档。基于Bloom Filter的XML包过滤器具一种近似查询方法，利用Bloom Filter方法，将XPath表达式作为字符串，将XPath与XML包之间的匹配转换为字符串之间的匹配，从而提高查询性能，但它只是用来处理简单的XPath表达式且有一定的失误率。FiST方法针对Twig Pattern提出的一种有别于YFilter的方法，将一组Twig Pattern转换为prufer序列，并对一组Twig Pattern与XML流数据进行整体性匹配。
2 GBRender模型
2.1 GBRender相关定义
　　当XML以流的形式进行处理时，在逻辑上实际是以先序遍历的形式对XML树中的结点进行访问，通常采用基于事件的SAX模型来进行解析。这样，在对XML结构未知的情况下，可以根据接收的元素信息来分析其结构，并根据得到的结构信息为后续服务。
为了用来更好地描述GBRender查询模型，下面介绍几个定义：
定义1(组)：XML的任何一个元素都有一个从根开始的标签路径，但很多元素都会有相同标签路径，即1个标签路径可以表示1组对应的元素。这里把XML文档中每一个不同的标签路径称为组。如图2所示，root/person/name即为一个组。

定义2(组树)：组树是在处理XML数据流过程中，记录组、组之间关系的树形结构。其组织结构如图3所示。组树中，各组有指向其子组的链接，每个组有指向父组的链接，同时，同一层的组串接起来以便于处理时的需要。
　　定义3(终结元素)：XPath表达式对应的最后一个路径元素，称为终结元素，它表示XPath请求所需的结果。如//A/B//C，C即终结元素。
　　定义4(着色)：寻找每一个组的标签路径处于XPath表达式中的哪个位置，即当前XML元素的路径与XPath路径的关系并标记该组，这个过程称为着色过程。例如，组root/person/name对应XPath表达式//name的终结元素name，则可以标记该组为该XPath的终结组。
2.2 GBRender结构模型
　　目前的XML数据流XPath查询处理，基本结构模型如图4所示，以XML数据流作为XPath分析器的输入，分析器可能有多个，也可能合并为1个。对XPath查询包含的索引信息有2种：一是传输之前的索引信息；二是接收端进行处理形成的索引信息。

　　GBRender查询模型如图5所示，采用基于着色的方式来处理查询，当某个组首次出现时，通过着色器对其与XPath的关系进行着色。着色之后，再次遇到该组时不再依赖于XPath而只依赖其记录的组着色信息，尤其在单枝查询的情况下，可以直接对查询进行回应。在GBRender模型中，组着色的过程，实际上相当于XPath确定化的过程。例如，对于图2的文档进行//name查询，当首次出现name时，其组标签路径为root/person/name，即是对//祖孙关系在此文档上进行的确认化，而且当name出现在另一组时，会再一次进行确认化且不会相互影响。而常采用的DTD优化策略通常也是完成确认化的工作，当遇到2个不同组均存在name标签时，//就需要特殊处理了。

为了同时响应多个XPath查询，本文引入了着色序列的定义。
　　定义5(着色序列)：根据XPath请求序列，对同一组生成对应的着色信息序列，此序列即称为着色序列。因为不同的XPath有不同的着色信息，因此也称XPath着色序列。
每组均有着色序列，其组树中组的结构如图6所示。

2.3 GBRender处理模型
基于组树的动态建立与组着色机制，GBRender的任意组，仅当首次出现时进行XPath着色处理，之后则根据着色情况进行处理。
　　GBRender的查询处理，其数据输入是XML的SAX解析事件流，包括startDocument、endDocument、startElement、endElement和Text事件，这里只给出GBRender处理模型在每一类事件的响应动作，而不讨论数据缓存处理。
　　startDocument： initiate the GroupTree GT and context //初始化组树GT
　　StartElement(element) 　　　　　// element为新接收元素
　　If(not existsGroup(element))InsertGroupAndDrawXpathColor(element)；

　　　　　　　　　　　　　　 　　　//如果不存在该组，则生成该组并进行着色产生着色序列
　　setCurrentElement(element)；　　 //置element为当前元素
Text (value) 　　　　　　　　　// 当前元素的值
Add value into currentElement.currentValue；
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 // 增加到当前元素值
　　 EndElement(element)
ProcessXPathColor(element)； // 根据当前元素的着色序列信息进行处理
setCurrentElement(element.parentGroup)； //
EndDocument
cleanUp( )； 　　　　　　　// 处理全部结束，清理
2.4 GBRender查询模型的主要特征
　　 GBRender查询模型处理的操作方向与目前主要的查询处理不同，分析器并不是与XPath绑定，而是绑定到XML文档结构上，它对XPath只在组首次出现时进行着色的处理，之后则根据着色情况来进行处理。这种模型具有较强的灵活性，主要特点如下：
(1)对XML文档结构无需任何考虑。因为以接收的流数据为依据来动态建立组树。根据XML流数据的顺序性与元素之间关系的局部性，组树的访问总是发生在相邻元素之间，因此效率很高。
(2)无需依赖XPath分析器。一旦着色，相当于就对该组进行了确定化。同时，对于简单的XPath表达式在当前组即可直接判定作出处理。
(3)可以方便地利用现有的其他XPath查询处理机制，如自动机模型。因为在某种程度上，着色类似确定化XPath，当处理复杂谓词时，其着色信息处理可以方便地吸收自动机模型的思想。
(4)非常容易扩展XPath查询数目，着色序列长度的增加对效率影响很小。
(5)方便进行类似关键词查询的流数据处理。如不考虑数据来源的结构，用户只关心信息中的author或name的信息。本文模型可以很容易且高效的去完成处理，仅需传入//author、//name的XPath表达式串，就可以应用于任意的XML流数据源。
3 GBRender的主要算法
　　以单枝查询为例简要介绍GBRender查询模型中的着色算法与处理算法。
　　在单一分枝的查询中，由于XPath表达式中仅有//与/关系，组标签对于XPath路径中的元素只存在3种关系，即无、中间元素或终结元素，而本文关心的正是那些终结元素且此处暂不需考虑缓存，为了便于描述，用Color.Empty、Color.Mid以及Color.End来表示2种着色状态。
(1)单一分枝下的组着色算法：
GroupRendering(G， XPaths)
输入：组G是当前元素所在组，表达式串XPaths是XPath表达式集合
{
　　Foreach(xpath in XPaths)
　　{
　　 If(G.tagPath not satisfy part xpath) //未发现匹配，e.tagPath为标签路径
　　　　　 G.XPathColorList.add(Color.Empty)；
　　 　 If(G.tagPath satisfy part xpath) 　　//有匹配
　　　 If(G.tagPath is 终结元素) 　　　　//是终结元素
G.XPathColorList.add(Color.End)；
else 　　　　　　　　　　　　　　　　//不是终结匹配但匹配中间元素
G.XPathColorList.add(Color.Mid)；
　　}
}
(2)endElement时根据组着色情况对元素进行处理的算法：
ProcessXPathColor (G)
输入：组G是当前元素所在组
{
　　Foreach(color in G.XPathColorList)
　　{ //单枝查询情况下只需要对Color.End元素进行处理
　　 Costomeri ++； // XPath逐个对应
　　 If(color is Color.End)
　　 {
　　 ToCustomer(Customeri，G.currentElement.Value)； // 输出结果
　　 }
　　 }
}
4 实验
　　本文实现了GBRender查询模型并应用在单枝查询上，软件环境是Windows xp+eclipse3.3+jdk1.5。硬件环境是：联想旭日410M笔记本电脑，配置为：CPU双核T2080，内存1 GB，硬盘120 GB。
在实验中，综合了文档大小与查询数目的多少并与YFilter和Index-Filter作比较，结果发现，当文档相对较大时查询数量无论多少，GBRender都显得非常有效；当文档相对较小而查询数量较大时，GBRender与YFilter较为有效。实验结果如图7所示。