Ruby序列化和持久化儲存(Marshal、Pstore)操作方法詳解

2022-04-18 22:02:26

Ruby Marshal序列化

Marshal是Ruby的核心庫，可以將一些物件以二進位制的方式序列化儲存到檔案中，需要時再從檔案中載入重新構建成物件，即反序列化。

Marshal對數值、字串、陣列、布林值等基礎資料的序列化儲存沒有任何問題。

但並非所有型別的資料都能序列化。Marshal從序列化檔案中載入並重新構建成物件的過程中會執行一些操作，但還原的過程有些內容可能會丟失它不能序列化I0流物件以及程式碼類物件: Proc物件、單例物件、匿名類和模組，這是它的限制所在。

序列化和反序列化的過程非常簡單：

# 一個巢狀陣列
arr = [
  %w(Perl Python PHP),
  %w(C C++ Java Golang),
  %w(Shell Powershell Cmdline)
  ]

# 將arr物件序列化儲存到檔案中
File.open('/tmp/data.dat', "w") do |file|
  Marshal.dump(arr, file)
end

# 反序列化
File.open('/tmp/data.dat') do |file|
  data = Marshal.load(file)
end

p data

Marshal.dump()還可以通過第三個引數指定最多允許序列化多少個巢狀的物件層次，即深度，超出了深度將報錯。其預設值為-1，此時表示不檢查深度，即dump所有層次。例如：

arr = [
  %w(Perl Python PHP),
  [ %w(C C++), %(Java Golang) ],   #=> 3層
  %w(Shell Powershell Cmdline)
  ]

# 將arr物件序列化儲存到檔案中
File.open('/tmp/data.dat', "w") do |file|
  Marshal.dump(arr, file, 4)      #=> 小於4將報錯
end

如果想要指定物件中要序列化的內容，或者指定序列化成什麼型別，可以在類中編寫marshal_dump和marshal_load方法。例如，只dump一部分資料並以陣列的方式儲存：

class Klass
  def initialize name, age, height 
    @name = name
    @age = age
    @height = height
  end
  
  def marshal_dump
    [@name, @age]
  end
  
  # 反序列化，arr是序列化時的陣列
  # 最終它返回一個Klass的範例物件
  def marshal_load arr
    @name, @age = arr
  end
end

# 序列化Klass的一個物件，但只會包含name和age兩個屬性
obj = Klass.new("junmajinlong", 23, 170)
File.open('/tmp/me.dat','w') do |file|
  Marshal.dump(obj, file)
end

# 反序列化，得到一個Klass的範例物件，並設定name和age屬性
obj1 = File.open("/tmp/me.dat") do |file|
  Marshal.load file
end

p obj1
#=> #<Klass:0x00007fffcc0119f8 @name="junmajinlong", @age=23>

顯然，上面反序列化的過程中缺少了一個height屬性。為了讓物件完整，在反序列化的時候需要根據反序列化得到的結果合理構建新物件。例如，使用instance_eval()構建新物件：

def marshal_load arr
  self.instance_eval do
    initialize(*arr, 170)
  end
end

Ruby Pstore儲存

Pstore(persistence store)是Ruby的一個持久化儲存的標準庫，它以基於Hash資料型別的方式將資料以key-value的方式儲存在檔案中(二進位制的)，其中value是想要儲存的資料，key是這部分資料的一個名稱。

在Pstore中，key稱為root，每個key都是一個root。

Pstore是基於事務的，所以多次增刪改資料的過程是原子的，可統一提交(commit)、統一回滾(abort)。commit()和abort()時都會立即終止本次事務，所以它們後面的程式碼不會執行，如果沒有指定commit()或abort()，則在退出transaction的時候自動儲存。

因為pstore每次讀都要先載入檔案部分內容到記憶體(直到找到對應的key)，所以讀效率不高。再者，每次寫入都需要拷貝檔案的絕大部分資料，所以效率更低。因此，Pstore只適用於少量資料、少量讀寫的資料儲存場景。

例如，持久化儲存到檔案：

require 'pstore'

s = PStore.new('/tmp/pstore.dat')

s.transaction do
  s["p1"] = {name: "junmajinlong", age: 23, height: 170 }
  s["p2"] = {name: "junma", age: 22, height: 180}
  s.commit
  s["p3"] = {name: "jinlong", age: 24}
end

s.transaction do
  # 覆蓋p2
  s["p2"] = {name: "jinlong", age: 24, height: 170 } 
end   #=> 自動commit

從pstore檔案中讀取資料：

require 'pstore'

s = PStore.new("/tmp/pstore.dat")

p2 = s.transaction do
  s["p2"]
end
p p2
puts p2.name

transaction(read_only=false)還可以指定引數設定該事務是否唯讀，如果設定了唯讀，則事務內對pstore做任何修改都會丟擲錯誤。

Pstore還有其它一些輔助方法：

[KEY]     ：獲取元素的值，如果元素不存在則返回nil
delete()  ：刪除元素，可指定元素不存在時的預設值引數
fetch()   ：獲取元素，如果元素不存在，預設報錯，可指定預設返回值  
path()    ：返回pstore檔案的路徑
root?()   ：檢查key是否存在  
roots()   ：返回所有的key

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