Глубокое хранилище: первый взгляд на сохраняемость

Глубокое хранилище: первый взгляд на сохраняемость

Изучение глубокого копирования и эквивалентности приводит к механизму, обеспечивающему серьезные практические преимущества ОО-метода, естественно, при условии его доступности в среде разработки.

До сих пор обсуждение не затрагивало вопросов ввода и вывода. Но, конечно, ОО-системе необходимо общаться с внешним миром и другими системами. Такое общение предполагает возможность чтения и записи объектов в различные хранилища - файлы, базы данных, сеть.

Для простоты в этом разделе будем предполагать, что проблема сводится к чтению и записи файлов. Для этих операций будем использовать термины "возвратить" (retrieval) и "сохранить" (storage), адекватные терминам ввод и вывод (input, output). Изучаемые механизмы должны быть применимыми при использовании других средств коммуникации, например при посылке и получении объектов по сети.

Для экземпляров таких классов, как POINT или BOOK1 сохранение и возвращение объектов не является какой-либо новинкой. Эти классы, используемые в качестве первых примеров этой лекции, имеют атрибуты таких типов, как INTEGER, REAL и STRING, для которых доступно хорошо понятное внешнее представление. Сохранение или возвращение экземпляра такого класса из файла подобно выполнению операций ввода-вывода записей в языке Паскаль или структур языка С. Для этих хорошо известных технических проблем существуют стандартные решения. Поэтому резонно ожидать, что объектам в хорошем ОО-окружении можно предоставить процедуры общего назначения, скажем read и write, которые подобно clone и copy будут доступны для всех классов.

Но такие механизмы не могут нас полностью устраивать, поскольку они не управляют главным элементом объектной структуры - ссылками. Так как ссылки могут быть представлены адресами памяти или чем-то подобным, то и для них можно найти подходящее внешнее представление. Это не самая трудная часть проблемы. Сложнее обстоит дело с передачей смысла самих ссылок. Ссылки присоединены к объектам и бесполезны в отсутствие этих объектов. Так что, как только мы начинаем иметь дело с нетривиальными объектами - объектами, содержащими ссылки, нас перестают устраивать старые механизмы сохранения и возвращения, работающие только со значениями. Механизмы должны вместе с объектом обрабатывать и всех его связников (dependents) в соответствии со следующим определением:

Определение: связники, прямые связники

Прямыми связниками объекта являются объекты, присоединенные к его ссылочным полям, если таковые имеются.

Связниками объекта являются сам объект и (рекурсивно) связники его прямых связников.

Для структуры объектов, показанной на рис.8.17, было бы бессмысленно сохранить в файле или передать по сети только объект O1. Операция должна включать связников O1 - объекты O2 и O3.

Рис. 8.17.  Три взаимно зависимых объекта

В этом примере любой из трех объектов рассматривает оставшиеся два как своих связников. В примере, показанном на рис.8.18, объект W1 можно сохранить независимо, но сохранение объектов B1 или B2 требует сохранения также и W1.

Рис. 8.18.  Объекты «Book» и «Writer»

Понятие связников неявно присутствует в представлении deep_equal. Вот общее правило:

Принцип Замыкания Сохраняемости (Persistence Closure principle)

Всякий раз, когда механизм сохранения сохраняет объект, он должен сохранять и связников этого объекта. Всякий раз, когда механизм возвращения возвращает объект, он должен возвращать и связников этого объекта, если они еще не были возвращены.

Базисным механизмом, реализующим эти цели, является библиотечный класс STORABLE, включенный в библиотеку Base. Основными компонентами класса STORABLE являются:

store (f: IO_MEDIUM)

retrieved (f: IO_MEDIUM): STORABLE

Вызов x.store (f) сохраняет в файле, связанном с f, объект, присоединенный к x, вместе со всеми его связниками. Объект, присоединенный к x, называют головным объектом хранимой структуры. Порождающий класс для x должен быть потомком STORABLE. Это требуется только для класса головного объекта и не распространяется на связников.

Класс IO_MEDIUM это еще один класс библиотеки Base, предназначенный для работы не только с файлами, но и для передачи данных по сети. Очевидно, f не должно быть void, а присоединенный файл или сетевое устройство должны допускать запись.

Вызов retrieved (f) возвращает структуру объектов, идентичную структуре, сохраняемой в f предыдущим вызовом store. Компонент retrieved - это функция, возвращающая в качестве результата ссылку на головной объект возвращаемой структуры объектов.

Механизм STORABLE это наш первый пример важного свойства сохраняемости (persistence) объектов. Объект сохраняем, если он продолжает существовать по окончании очередной сессии работы системы. Класс STORABLE обеспечивает только частичное решение проблемы, накладывая ряд ограничений:

[x]. В сохраняемой и возвращаемой структуре только один объект известен индивидуально - головной объект. Было бы желательно уметь идентифицировать и другие объекты.

[x]. Как следствие, механизм не позволяет выборочное получение объектов, через запросы или по ключу, как это делается, например, в базах данных.

[x]. Вызов retrieved воссоздает полную структуру объектов. Это означает невозможность использовать два или более таких вызовов для получения отдельных частей структуры, если только структуры не являются независимыми.

В развитие этой темы следует перейти от понятия механизма сохранения к общему понятию ОО-базы данных, подробно рассматриваемому в лекции 13 курса "Основы объектно-ориентированного проектирования". В ней обсуждаются проблемы механизмов сохранения STORABLE и другие проблемы, такие как эволюция схем и идентичность объектов сохранения.

Отмеченные выше ограничения механизма STORABLE нисколько не умаляют его практическую ценность. Хорошо известно, что отсутствие подобного механизма - одно из главных препятствий на пути широкого использования сложных структур данных в традиционном окружении. Без него хранение данных требует значительных программистских усилий: для каждого вида структуры приходится писать несколько взаимосвязанных рекурсивных процедур, реализующих операции ввода-вывода, также как и специальные механизмы обхода динамических структур данных. Но хуже всего - при изменении структуры данных приходится вновь обращаться к этим программам, внося соответствующие исправления.

Предопределенный механизм STORABLE позволяет решить все эти проблемы независимо от того, какова структура объектов, ее сложность, учитывая при этом эволюцию ПО.

Типичным приложением механизма STORABLE является свойство SAVE. Рассмотрим интерактивную систему, например текстовый редактор, графический редактор или систему компьютерного проектирования. Во всех случаях пользователю необходимо предоставить команду SAVE, сохраняющую состояние текущей сессии в файле. Хранимая информация должна быть достаточной для продолжения работы, так что она должна включать все важные структуры данных системы. Механизм STORABLE и хороший выбор головного объекта позволяет реализовать свойство SAVE одной командой:

head.store (save_file)

Уже одной этой причины достаточно для рекомендации выбора ОО-окружения в сравнении с другими более традиционными средами разработки.

Поделитесь на страничке

Следующая глава >

Похожие главы из других книг:

Первый взгляд

Из книги автора

Первый взгляд Устройства под управлением Windows Mobile, к которым относятся КПК и смартфоны, все глубже вторгаются в нашу жизнь. Эти устройства очень быстро эволюционируют, обзаводятся более совершенными экранами, увеличивают размер своей дисковой памяти, снабжаются


Первый взгляд на Fedora Linux 15 Евгений Крестников

Из книги автора

Первый взгляд на Fedora Linux 15 Евгений Крестников Опубликовано 30 мая 2011 года Это выпуск важен по нескольким причинам. Во-первых, Fedora — популярный дистрибутив, который использует множество людей во всем мире. Кроме того, создается он сообществом


Первый взгляд на Nokia N8 Андрей Письменный

Из книги автора

Первый взгляд на Nokia N8 Андрей Письменный Опубликовано 02 августа 2010 года Компания Nokia готовится осенью 2010 года начать продажи телефона Nokia N8 — первого смартфона на платформе Symbian^3. В отличие от прошлогоднего N97, у этого телефона не будет клавиатуры —


Первый взгляд на Lumix DMC-GF3 Ника Парамонова

Из книги автора

Первый взгляд на Lumix DMC-GF3 Ника Парамонова Опубликовано 14 июня 2011 года Lumix DMC-GF3 появилась спустя всего полгода после выпуска прошлой модели — DMC-GF2. Причина такого внимания компании к этому сегменту рынка проста: в Panasonic полагают, что будущее именно за


Первый взгляд на iOS 5 Beta 1 Андрей Федив

Из книги автора

Первый взгляд на iOS 5 Beta 1 Андрей Федив Опубликовано 16 июня 2011 года На выставке WWDC 2011 в этом году компания Apple отошла от традиций и вместо того, чтобы показать новый iPhone, сосредоточилась на презентации своих программных продуктов. На самом деле это


Первый взгляд на MeeGo 1.0 Григорий Рудницкий

Из книги автора

Первый взгляд на MeeGo 1.0 Григорий Рудницкий Опубликовано 10 июня 2010 года Корпорации Intel и Nokia объединили усилия в области разработки единой Linux-платформы для мобильных устройств и нетбуков под названием MeeGo. Во втором квартале оба партнера по проекту


Первый взгляд на Mac OS X 10.7 Lion Михаил Карпов

Из книги автора

Первый взгляд на Mac OS X 10.7 Lion Михаил Карпов Опубликовано 01 марта 2011 года Mac OS X Lion берёт курс на сближение с мобильной платформой iOS, на которой основаны планшет iPad и смартфон iPhone. Обе системы остаются обособленными, но откуда растут уши многих


На первый взгляд Новинки индустрии: pcmag.ru/guide/

Из книги автора

На первый взгляд Новинки индустрии: pcmag.ru/guide/ Раздел подготовили Алексей Батырь, Максим Белоус Seagate Freeagent Go Это карманный накопитель, с помощью которого удобно переносить и синхронизировать данные между домашним и рабочим компьютерами.Небольшая коробочка с


На первый взгляд Новинки индустрии: pcmag.ru/guide/

Из книги автора

На первый взгляд Новинки индустрии: pcmag.ru/guide/ Раздел подготовил Максим Белоус Samsung P2370H Современные ПК по вычислительной мощности отлично справляются с формированием видеопотока в формате Full HD. Дело только за монитором. И самое приятное то, что цены на Full HD-мониторы


Первый взгляд на Fedora Linux 15

Из книги автора

Первый взгляд на Fedora Linux 15 Автор: Евгений КрестниковОпубликовано 30 мая 2011 годаЭто выпуск важен по нескольким причинам. Во-первых, Fedora - популярный дистрибутив, который использует множество людей во всем мире. Кроме того, создается он сообществом независимых разработчиков