将 java 对象可靠地存储在文件中的最少代码
Minimal code to reliably store java object in a file
我想在我的小型独立 Java 应用程序中存储信息。
我的要求：
- 读写java个对象（我不想用SQL，也不需要查询）
- 易于使用
- 易于设置
- 最小的外部依赖性
因此，我想使用 jaxb 将所有信息存储在文件系统 中的一个简单 XML 文件中。我的示例应用程序如下所示（将所有代码复制到一个名为 Application.java 的文件中并编译，没有其他要求！）：
@XmlRootElement
class DataStorage {
String emailAddress;
List<String> familyMembers;
// List<Address> addresses;
}
public class Application {
private static JAXBContext jc;
private static File storageLocation = new File("data.xml");
public static void main(String[] args) throws Exception {
jc = JAXBContext.newInstance(DataStorage.class);
DataStorage dataStorage = load();
// the main application will be executed here
// data manipulation like this:
dataStorage.emailAddress = "me@example.com";
dataStorage.familyMembers.add("Mike");
save(dataStorage);
}
protected static DataStorage load() throws JAXBException {
if (storageLocation.exists()) {
StreamSource source = new StreamSource(storageLocation);
return (DataStorage) jc.createUnmarshaller().unmarshal(source);
}
return new DataStorage();
}
protected static void save(DataStorage dataStorage) throws JAXBException {
jc.createMarshaller().marshal(dataStorage, storageLocation);
}
}
我该如何克服这些缺点？
- 多次启动应用程序可能会导致不一致：多个用户可能运行网络驱动器上的应用程序并遇到并发 问题
- 中止写入过程可能会导致损坏数据或丢失所有数据
正在查看您的要求：
- 多次启动应用程序
- 多个用户可以 运行 网络驱动器上的应用程序
- 防止数据损坏
我认为基于 XML 的文件系统是不够的。 如果您认为合适的关系数据库有点矫枉过正，您仍然可以选择 H2 db。 这是一个超轻量级的数据库，可以解决上述所有问题（即使不是完美，但肯定比手写 XML 数据库好得多），并且仍然非常容易设置和维护。
您可以将其配置为将您的更改保存到磁盘，可以配置为 运行 作为独立服务器并接受多个连接，或者可以 运行 作为嵌入式应用程序的一部分-模式也是。
关于 "How do you save the data" 部分：
如果您不想使用任何高级 ORM 库（如 Hibernate 或任何其他 JPA 实现），您仍然可以使用普通的旧 JDBC。或者至少有一些 Spring-JDBC，非常轻便且易于使用。
"What do you save"
H2 是一个关系型数据库。因此，无论您保存什么，它最终都会出现在列中。但！如果您真的不打算查询您的数据（既不对其应用迁移脚本），保存您已经 XML 序列化的对象 是 一个选项。您可以轻松定义一个带有 ID 的 table + 一个 "data" varchar 列，并将您的 xml 保存在那里。 H2DB中数据长度没有限制。
注意：在关系数据库中保存 XML 通常不是一个好主意。我只是建议您评估此选项，因为您似乎确信您只需要 SQL 实现可以提供的一组特定功能。
想了想，想这样实现：
- 打开具有最新时间戳的
data.<timestamp>.xml 文件。
- 只使用只读模式。
- 进行更改。
- 将文件另存为
data.<timestamp>.xml - 不要覆盖并检查是否不存在具有较新时间戳的文件。
不一致和并发的处理方式有两种：
- 通过锁定
- 通过版本控制
在应用程序级别无法很好地处理损坏的写入。文件系统应支持日志记录，它试图在某种程度上解决这个问题。您也可以通过
- 制作您自己的日志文件（即一个短暂的单独文件，其中包含要提交给真实数据文件的更改）。
所有这些功能即使在最简单的关系数据库中也可用，例如H2、SQLite，甚至网页都可以使用 HTML5 中的此类功能。从头开始重新实现这些是相当大材小用的，数据存储层的正确实现实际上会使您的简单需求变得相当复杂。
但是，仅作记录：
带锁的并发处理
- 在开始更改 xml 之前，使用文件锁获得对文件的独占访问权，另请参阅 How can I lock a file using java (if possible)
- 更新完成并成功关闭文件后，释放锁
用锁处理一致性（原子性）
其他应用程序实例可能仍在尝试读取文件，而其中一个应用程序正在写入文件。这可能会导致不一致（又名脏读）。确保在写入过程中，写入进程对文件具有独占锁。如果无法获得独占访问锁，编写者必须稍等片刻并重试。
读取该文件的应用程序应读取它（如果它可以获得访问权限，没有其他实例执行独占锁），然后关闭该文件。如果无法读取（由于其他应用程序锁定），请等待并重试。
仍然可以使用外部应用程序（例如记事本）更改 xml。您可能更喜欢在读取文件时使用独占读锁。
基本日记
这里的想法是，如果您可能需要进行大量写入，（或者如果您稍后可能想要回滚您的写入），您不想接触真实文件。相反：
随着更改写入一个单独的日志文件，由您的应用程序实例创建并锁定
您的应用程序实例不锁定主文件，它只锁定日志文件
一旦所有写入都准备就绪，您的应用程序将使用独占写入锁打开真实文件，并提交日志文件中的所有更改，然后关闭文件。
如你所见，带锁的方案将文件作为一种共享资源，被锁保护，同一时间只有一个应用程序可以访问该文件。这解决了并发问题，但也使文件访问成为瓶颈。因此，Oracle 等现代数据库使用版本控制而不是锁定。版本控制意味着文件的旧版本和新版本同时可用。读者将得到旧的、最完整的文件的服务。新版本写入完成后，合并到旧版本，新数据即刻可用。这实现起来比较棘手，但由于它允许并行读取所有应用程序的所有时间，因此它的扩展性要好得多。
请注意，您的简单回答不会处理不同实例的并发写入。如果两个实例进行更改并保存，仅选择最新的实例将最终丢失另一个实例的更改。正如其他答案所提到的，您应该尝试为此使用文件锁定。
一个相对简单的解决方案：
- 使用单独的锁定文件写入 "data.xml.lck"。写入文件时锁定
- 如我的评论所述，首先写入临时文件 "data.xml.tmp"，然后在写入完成后重命名为最终名称 "data.xml"。这将合理保证任何阅读该文件的人都将获得完整的文件。
- 即使有文件锁定，您仍然必须处理 "merge" 问题（一个实例读取，另一个实例写入，然后第一个想要写入）。为了处理这个你应该在文件内容中有一个版本号。当一个实例想要写入时，它首先获取锁。然后它根据文件版本号检查其本地版本号。如果它已过时，则需要将文件中的内容与本地更改合并。然后它可以写一个新版本。
回答你提到的三个问题：
多次启动应用程序可能会导致不一致
为什么会导致不一致？如果您的意思是多个并发编辑会导致不一致，您只需在编辑前锁定文件即可。在文件旁边创建一个锁定文件的最简单方法。在开始编辑之前，只需检查是否存在锁定文件。
如果你想让它更容错，你也可以在文件上设置超时。例如锁定文件的有效期为 10 分钟。你可以在锁文件中写入一个随机生成的uuid，在保存之前，你可以检查uuid是否仍然匹配。
多个用户可能 运行 网络驱动器上的应用程序并遇到并发问题
我认为这与数字 1 相同。
中止写入过程可能会导致数据损坏或丢失所有数据
这可以通过使写入原子化或文件不可变来解决。为了使其成为原子，而不是直接编辑文件，只需复制文件，然后在副本上进行编辑。保存副本后，只需重命名文件即可。但是如果你想更安全，你总是可以做一些事情，比如在文件上附加时间戳，而不是编辑或删除文件。因此，每次进行编辑时，您都会创建一份副本，并在文件上附加一个较新的时间戳。对于阅读，您将始终阅读最新的。
我想在我的小型独立 Java 应用程序中存储信息。
我的要求：
- 读写java个对象（我不想用SQL，也不需要查询）
- 易于使用
- 易于设置
- 最小的外部依赖性
因此，我想使用 jaxb 将所有信息存储在文件系统 中的一个简单 XML 文件中。我的示例应用程序如下所示（将所有代码复制到一个名为 Application.java 的文件中并编译，没有其他要求！）：
@XmlRootElement
class DataStorage {
String emailAddress;
List<String> familyMembers;
// List<Address> addresses;
}
public class Application {
private static JAXBContext jc;
private static File storageLocation = new File("data.xml");
public static void main(String[] args) throws Exception {
jc = JAXBContext.newInstance(DataStorage.class);
DataStorage dataStorage = load();
// the main application will be executed here
// data manipulation like this:
dataStorage.emailAddress = "me@example.com";
dataStorage.familyMembers.add("Mike");
save(dataStorage);
}
protected static DataStorage load() throws JAXBException {
if (storageLocation.exists()) {
StreamSource source = new StreamSource(storageLocation);
return (DataStorage) jc.createUnmarshaller().unmarshal(source);
}
return new DataStorage();
}
protected static void save(DataStorage dataStorage) throws JAXBException {
jc.createMarshaller().marshal(dataStorage, storageLocation);
}
}
我该如何克服这些缺点？
- 多次启动应用程序可能会导致不一致：多个用户可能运行网络驱动器上的应用程序并遇到并发 问题
- 中止写入过程可能会导致损坏数据或丢失所有数据
正在查看您的要求：
- 多次启动应用程序
- 多个用户可以 运行 网络驱动器上的应用程序
- 防止数据损坏
我认为基于 XML 的文件系统是不够的。 如果您认为合适的关系数据库有点矫枉过正，您仍然可以选择 H2 db。 这是一个超轻量级的数据库，可以解决上述所有问题（即使不是完美，但肯定比手写 XML 数据库好得多），并且仍然非常容易设置和维护。
您可以将其配置为将您的更改保存到磁盘，可以配置为 运行 作为独立服务器并接受多个连接，或者可以 运行 作为嵌入式应用程序的一部分-模式也是。
关于 "How do you save the data" 部分：
如果您不想使用任何高级 ORM 库（如 Hibernate 或任何其他 JPA 实现），您仍然可以使用普通的旧 JDBC。或者至少有一些 Spring-JDBC，非常轻便且易于使用。
"What do you save"
H2 是一个关系型数据库。因此，无论您保存什么，它最终都会出现在列中。但！如果您真的不打算查询您的数据（既不对其应用迁移脚本），保存您已经 XML 序列化的对象 是 一个选项。您可以轻松定义一个带有 ID 的 table + 一个 "data" varchar 列，并将您的 xml 保存在那里。 H2DB中数据长度没有限制。
注意：在关系数据库中保存 XML 通常不是一个好主意。我只是建议您评估此选项，因为您似乎确信您只需要 SQL 实现可以提供的一组特定功能。
想了想，想这样实现：
- 打开具有最新时间戳的
data.<timestamp>.xml文件。 - 只使用只读模式。
- 进行更改。
- 将文件另存为
data.<timestamp>.xml- 不要覆盖并检查是否不存在具有较新时间戳的文件。
不一致和并发的处理方式有两种：
- 通过锁定
- 通过版本控制
在应用程序级别无法很好地处理损坏的写入。文件系统应支持日志记录，它试图在某种程度上解决这个问题。您也可以通过
- 制作您自己的日志文件（即一个短暂的单独文件，其中包含要提交给真实数据文件的更改）。
所有这些功能即使在最简单的关系数据库中也可用，例如H2、SQLite，甚至网页都可以使用 HTML5 中的此类功能。从头开始重新实现这些是相当大材小用的，数据存储层的正确实现实际上会使您的简单需求变得相当复杂。
但是，仅作记录：
带锁的并发处理
- 在开始更改 xml 之前，使用文件锁获得对文件的独占访问权，另请参阅 How can I lock a file using java (if possible)
- 更新完成并成功关闭文件后，释放锁
用锁处理一致性（原子性）
其他应用程序实例可能仍在尝试读取文件，而其中一个应用程序正在写入文件。这可能会导致不一致（又名脏读）。确保在写入过程中，写入进程对文件具有独占锁。如果无法获得独占访问锁，编写者必须稍等片刻并重试。
读取该文件的应用程序应读取它（如果它可以获得访问权限，没有其他实例执行独占锁），然后关闭该文件。如果无法读取（由于其他应用程序锁定），请等待并重试。
仍然可以使用外部应用程序（例如记事本）更改 xml。您可能更喜欢在读取文件时使用独占读锁。
基本日记
这里的想法是，如果您可能需要进行大量写入，（或者如果您稍后可能想要回滚您的写入），您不想接触真实文件。相反：
随着更改写入一个单独的日志文件，由您的应用程序实例创建并锁定
您的应用程序实例不锁定主文件，它只锁定日志文件
一旦所有写入都准备就绪，您的应用程序将使用独占写入锁打开真实文件，并提交日志文件中的所有更改，然后关闭文件。
如你所见，带锁的方案将文件作为一种共享资源，被锁保护，同一时间只有一个应用程序可以访问该文件。这解决了并发问题，但也使文件访问成为瓶颈。因此，Oracle 等现代数据库使用版本控制而不是锁定。版本控制意味着文件的旧版本和新版本同时可用。读者将得到旧的、最完整的文件的服务。新版本写入完成后，合并到旧版本，新数据即刻可用。这实现起来比较棘手，但由于它允许并行读取所有应用程序的所有时间，因此它的扩展性要好得多。
请注意，您的简单回答不会处理不同实例的并发写入。如果两个实例进行更改并保存，仅选择最新的实例将最终丢失另一个实例的更改。正如其他答案所提到的，您应该尝试为此使用文件锁定。
一个相对简单的解决方案：
- 使用单独的锁定文件写入 "data.xml.lck"。写入文件时锁定
- 如我的评论所述，首先写入临时文件 "data.xml.tmp"，然后在写入完成后重命名为最终名称 "data.xml"。这将合理保证任何阅读该文件的人都将获得完整的文件。
- 即使有文件锁定，您仍然必须处理 "merge" 问题（一个实例读取，另一个实例写入，然后第一个想要写入）。为了处理这个你应该在文件内容中有一个版本号。当一个实例想要写入时，它首先获取锁。然后它根据文件版本号检查其本地版本号。如果它已过时，则需要将文件中的内容与本地更改合并。然后它可以写一个新版本。
回答你提到的三个问题：
多次启动应用程序可能会导致不一致
为什么会导致不一致？如果您的意思是多个并发编辑会导致不一致，您只需在编辑前锁定文件即可。在文件旁边创建一个锁定文件的最简单方法。在开始编辑之前，只需检查是否存在锁定文件。
如果你想让它更容错，你也可以在文件上设置超时。例如锁定文件的有效期为 10 分钟。你可以在锁文件中写入一个随机生成的uuid，在保存之前，你可以检查uuid是否仍然匹配。
多个用户可能 运行 网络驱动器上的应用程序并遇到并发问题
我认为这与数字 1 相同。
中止写入过程可能会导致数据损坏或丢失所有数据
这可以通过使写入原子化或文件不可变来解决。为了使其成为原子，而不是直接编辑文件，只需复制文件，然后在副本上进行编辑。保存副本后，只需重命名文件即可。但是如果你想更安全，你总是可以做一些事情，比如在文件上附加时间戳，而不是编辑或删除文件。因此，每次进行编辑时，您都会创建一份副本，并在文件上附加一个较新的时间戳。对于阅读，您将始终阅读最新的。