13+结构化存储.ppt

1,十三.结构化存储,概念文件系统从文件系统到结构化存储存储对象和流对象结构化存储特性复合文档结构化存储的实现LockBytes对象.创建基于内存的复合文档创建基于文件的复合文档打开复合文档复合文档的CLSID永久对象例子:MFC实现永久对象例子:复合文档,2,1概念,1.1文件系统在操作系统诞生之前，应用程序必须要处理底层的存储设备驱动。操作系统引入了文件系统。把应用系统和底层的存储设备区分开来。多个应用可以同时使用一个存储设备。操作系统为应用程序提供了抽象的流式的存储结构。文件系统把存储设备按照树状结构重新组织起来。如UNIX的文件系统，Windows文件系统。根目录，子目录，文件。目录是文件的容器。文件的数据可以存储在不连续的存储区域。操作系统会管理这些区域，用户会以为访问连续的空间。操作系统提供了一组系统调用（Unix）或系统API（Windows）给应用系统。应用系统通过API来操作文件，从而操作存储设备。应用系统使用文件描述符（Unix）或文件句柄（Windows）来代表打开的文件。多个应用程序可以同时访问一个文件。应用系统需要采用同步机制来保证操作的一致性。事实上，这种处理很困难。,3,结构化存储把文件系统的概念引入到文件内部。从而在存储结构上支持多应用程序的并发访问。主要思想：在文件内部构造一个树状层次结构。由存储对象和流对象构成。根节点为根存储，根存储下面可以有子存储或流对象。子存储下面可以再有子存储或流对象。存储对象本身不包含信息，它是子存储和流对象的容器。流对象是叶子节点，是数据的载体。这种结构称为文件内部的文件系统，这样的文件称为复合文档。结构化存储使得多用户方便地并发访问一个文件。各个应用访问属于自己的存储对象。部分访问。增量访问。,1.2从文件系统到结构化存储,4,1.3存储对象和流对象,COM库提供了结构化存储的实现，它提供了一组接口和API函数，应用程序利用这些接口和函数来完成结构化存储操作。结构化存储定义的存储对象和流对象由COM库实现，应用程序不需要实现这两个对象。流对象实现了IStream接口:classIStream:publicIUnkown（P207）Read,Write,Seek,CopyToCommit把所有变化提交到包容该流对象的存储对象。Revertrollback取消上次提交以来的所有操作。针对事务模式的流存储对象实现了IStorage接口:classIStorage：publicIUnkown（P208）CreateStreamOpenStream操作子流对象返回IStream接口指针CreateStorageOpenStorage操作子存储对象，返回IStorage接口指针EnumElements枚举所有的子流对象和子存储对象。commitRevert。针对事务模式的存储。Stat获取存储对象的信息。,5,1.4结构化存储特性,1.4.1访问模式创建临时存储直接模式和事务模式优先读、写权限共享权限1.4.2事务机制创建、打开存储和流时可以指定事务模式。只有Commit后，所有的变化才提交到上级。revert可以恢复到上次commit以来的状态。根存储上commit则会写到磁盘。revert会恢复创建、删除、修改子对象到原先的状态。事务可以嵌套。事务的嵌套以嵌套标志为基础而不完全取决与层次结构。（中间层次可能不使用事务）事务针对写模式而不是读模式事务的实现是在内存中或临时文件中保存文件拷贝的方式。所以消耗资源。在直接模式下，revert操作没有意义，commit操作仅仅对根存储相当于flush操作。在此模式下，我们不能假设所有的操作会马上影响到文件系统，修改有可能被缓存,6,1.4.3增量访问减少保存和打开文件减少操作时间。必要时才访问。降低了系统对资源的要求。1.4.4注意事项:必须从根存储出发使用Open*或Create*逐个访问才能到达底层。文件碎片。（调用根存储CopyTo解决）,7,2复合文档结构化存储的实现,2.1LockBytes对象.实现结构化存储：1。根存储与底层的存储介质结合2。实现存储对象和流对象。复合文档（CompoundDocument）提供了“LockBytes”对象来实现根存储与底层介质的联系。底层介质可以是磁盘文件、内存或用户自定义的虚拟空间。LockBytes对象是所有存储介质的一种抽象的表达方式。存储介质描述称为一般化的字节流，LockBytes对象负责从字节流中读取一批字节，把一批字节写到字节流中。LockBytes对象实现了ILockBytes接口。这个接口只提供基本的读写操作。COM库提供了缺省的基于文件句柄的LockBytes对象。可利用此对象建立复合文件。COM提供了基于内存的LockBytes对象，可利用此对象建立基于内存的复合文档。COM允许应用系统实现自定义的LockBytes对象，并建立复合文档。文件、内存、任何可以抽象称为字节序列的存储设备都可以作为复合文档的载体。不同的载体可以使用统一的存储结构，使用同样的存储对象和流对象。,8,复合文档的模型,9,2.2创建基于内存的复合文档,从内存句柄中创建内存LockBytes对象:HGLOBALGlobalAlloc(UINTuFlags,/allocationattributesSIZE_TdwBytes/numberofbytestoallocate);分配内存并返回内存句柄然后使用：WINOLEAPICreateILockBytesOnHGlobal(HGLOBALhGlobal,/内存句柄BOOLfDeleteOnRelease,LPLOCKBYTESFAR*pplkbyt);/返回指针创建一个基于指定LockBytes对象创建一个复合文档。WINOLEAPIStgCreateDocfileOnILockBytes(ILockBytesFAR*plkbyt,/底层LockBytes对象DWORDgrfMode,/访问模式DWORDreserved,IStorage*ppstgOpen);/返回指针,10,使用缺省的基于文件句柄的LockBytes对象创建一个复合文档。WINOLEAPIStgCreateDocfile(constOLECHARFAR*pwcsName,/复合文档路径DWORDgrfMode,/访问模式DWORDreserved,IStorage*ppstgOpen);/返回指针,2.3创建基于文件的复合文档,11,2.4.1打开文件复合文档:WINOLEAPIStgOpenStorage(constOLECHARFAR*pwcsName,/复合文档路径IStorageFAR*pstgPriority,/原先打开的复合文档DWORDgrfMode,SNBsnbExclude,DWORDreserved,IStorageFAR*FAR*ppstgOpen);/返回指针2.4.2打开内存复合文档:WINOLEAPIStgOpenStorageOnILockBytes(ILockBytesFAR*plkbyt,/底层LockBytes对象IStorageFAR*pstgPriority,/原先打开的复合文档DWORDgrfMode,SNBsnbExclude,DWORDreserved,IStorageFAR*FAR*ppstgOpen);/返回指针,2.4打开复合文档,12,3复合文档的CLSID,Windows平台上，文件与应用程序相关联Assosiation1.通过后缀Windows系统注册表记录了文件扩展名和ProgID之间的联系。而ProgID最终是与CLSID联系在一起，从而确定可执行应用程序的。手工操作方式：资源管理器工具文件夹选项文件类型可以查看、修改、增加文件的Assosiation特性。也可以在注册表中操作。2。如果后缀没有匹配的，操作系统会看文件是否是复合文档，（StgIsStorageFile函数见p221），如果不是则要求手工选取可执行应用程序。如果是，则会读取文档的相关联的CLSID。WriteClassStg和ReadClassStg完成存储对象的关联CLSID的设置和获取工作。存储对象的一个子流对象“x01CompObj”存储CLSID。以上函数封装了IStorage:SetClass和IStorage:Stat成员函数。WriteClassStm和ReadClassStm完成流对象的关联CLSID的设置和获取工作注意存储对象、流对象的CLSID不是这两个COM对象的CLSID而是，它们相关联的可执行应用程序的CLSID。,13,4永久对象,概念上，永久对象与存储对象和流对象其实没有任何联系。它只不过是一个COM对象，之所以称为永久对象，是因为它有永久的状态，它可以把状态信息存储下来，以后可以重建这样的对象，并且恢复到以前的状态。它之所以跟存储对象和流对象在实际操作中有密切的联系，那是因为，我们很方便地使用COM的结构化存储机制来保存永久对象的状态。其实，我们完全可以不使用结构化存储而使用别的方式实现永久对象，比如磁盘文件，系统注册表，目录服务，数据库服务等等。但是使用COM的结构化存储可以使得永久对象实现起来更方便，我们可以利用结构化存储的优良特性。注意我们不能使用基于内存的结构化存储机制来实现永久对象。因为内存不是“永久”的。COM定义了四个常用的永久接口。IPersistStorage,IPersistStream,IPersistStreamInit和IPersistFile（接口定义见p225）所有的永久接口都包含三个基本的函数IsDirtyLoadSave，虽然参数各不相同，但含义都一样。Load成员函数使得永久对象从存储介质中装入状态数据。Save成员把状态数据保存到介质中。IsDirty反映了自上次保存后是否被修改，以让客户决定是否需要保存。前三个接口使用的结构化存储机制。后一个接口直接使用文件。,14,5MFC实现永久对象的例子(p229),1。MFCDLLAutomation选项。2。新建一个类CTextObject派生自CCmdTarget，并使之称为自动化对象。（并没有必要是自动化对象，只是为了方便而已）3。为自动化对象CTextObject增加属性Text，类型为VARIANT实现方式为Get/Setmethod注意odl文件的变化，CTextObject类增加了两个成员函数GetText和SetText4。添加内部成员变量m_pText记录内部文本信息。5。添加接口IPersistStream支持/声明接口嵌套类成员BEGIN_INTERFACE_PART(PersistStream,IPersistStream)STDMETHOD(GetClassID)(LPCLSID);STDMETHOD(IsDirty)();STDMETHOD(Load)(LPSTREAM);STDMETHOD(Save)(LPSTREAM,BOOL);STDMETHOD(GetSizeMax)(ULARGE_INTEGERFAR*);END_INTERFACE_PART(PersistStream)/初始化接口映射表BEGIN_INTERFACE_MAP(CTextObject,CCmdTarget)INTERFACE_PART(CTextObject,IID_IPersistStream,PersistStream)INTERFACE_PART(CTextObject,IID_ITextObject,Dispatch)END_INTERFACE_MAP()永久对象一共实现了两个接口IDispatch和IPersistStream。,15,6.实现属性GetText（）SetText（）7实现接口IPersistStream的成员函数（IUnkown的函数）AddRefReleaseQueryInterfaceSTDMETHODIMP_(ULONG)CTextObject:XPersistStream:AddRef()METHOD_PROLOGUE(CTextObject,PersistStream)/得到与父类指针的偏移return(ULONG)pThis-ExternalAddRef();8实现接口IPersistStream的成员函数STDMETHODIMPCTextObject:XPersistStream:GetClassID(LPCLSIDlpClassID)METHOD_PROLOGUE(CTextObject,PersistStream)ASSERT_VALID(pThis);*lpClassID=CTextObject:guid;/由DECLARE_OLECREATE定义。供类厂COleClassFactory使用returnNOERROR;/是IPersist的函数。STDMETHODIMPCTextObject:XPersistStream:IsDirty()METHOD_PROLOGUE(CTextObject,PersistStream)ASSERT_VALID(pThis);returnNOERROR;/采取了简化处理。,16,STDMETHODIMPCTextObject:XPersistStream:Load(LPSTREAMpStm)ULONGnLength;STATSTGstatstg;METHOD_PROLOGUE(CTextObject,PersistStream)ASSERT_VALID(pThis);/得到父类指针if(pThis-m_pText!=NULL)deletepThis-m_pText;/清空原有内容VERIFY(pStm-Stat(此函数会被用户调用，并输入流指针作为参数。,17,STDMETHODIMPCTextObject:XPersistStream:Save(LPSTREAMpStm,BOOLfClearDirty)METHOD_PROLOGUE(CTextObject,PersistStream)ASSERT_VALID(pThis);intnSize=strlen(pThis-m_pText)+1;pStm-Write(pThis-m_pTex