C 永久对象存储 （Persistent Object Storage …

C 永久对象存储 （Persistent Object Storage for C ）
简介 描述对象类型 从存储器中分配和释放对象 永久对象协议 存储器构造函数 打开存储器 POST 的安装 POST 类库 和 POST 一起使用 STL 类 替换标准分配子 如何使用 POST S调试 POST 应用的细节 关于 POST 更多的一些信息 简介
POST 提供了对应用对象的简单有效的存储. POST 基于内存文档映像机制和页面映像处理。POST 消除了对永久对象访问的开销. 此外 POST 支持多存储，虚函数, 数据更新原子操作, 高效的内存分配和为指定释放内存方式下可选的垃圾收集器. POST 同样能够很好的工作在多继承和包含指针的对象上。


描述对象类型
POST 存储管理需要一些信息以使永久对象类型支持垃圾收集器，装载时引用重定位和初始化虚表内函数指针。但不幸的是C 语言没有提供运行时从类中或许这些信息的机制。为了避免使用一些特别的工具（预处理器）或“脏哄骗”途径（从调试信息中获取类信息），这些信息必须由程式员来指明。这些称为类注册器的东西能够简单的通过POST 提供的一些宏来实现。

POST 在从存储器重载入对象时调用缺省构造函数来初始化对象。为了使对象句柄能够存储，程式员必须在类定义中包含宏 CLASSINFO(NAME, FIELD_LIST) . NAME 指明对象的名字。 FIELD_LIST 描述类的的引用字段。在头文档 classinfo.h 定义了三个宏用于描述字段:
REF(x) 描述一个字段. REFS(x) 描述一个一维固定数组字段。. (例如：定长数组). VREFS(x) 描述可变一维数组字段。可变数组只能是类的最后一个成员。当您定义类的时候，您能够指定一个仅包含一个元素的数组。具体对象实例中的元素个数能够在生成时指定。
这些宏列表必须用空格分开: REF(a) REF(b) REFS(c). 宏 CLASSINFO 定义了缺省构造函数 (没有参数的构造函数) 和类描述符. 类描述符是类的一个静态成员名为 self_class. 这样类 foo 的描述符能够通过 foo::self_class 访问. 基类和成员的缺省构造函数会被编译器自动调用，您不必担心需要明确调用他们。但是对于序列化的类中的结构成员不要忘记在结构定义中使用 CLASSINFO 宏。然后通过存储器管理注册该类使其可被访问。这个过程由宏 REGISTER(NAME) 完成。类名将和对象一起放在存储器中。在打开存储器的时候类在存储和应用程式之间被映像。存储器中的类名和程式中的类名进行比较。假如有类没有被程式定义或应用程式和存储器中的类有不同的大小，程式断言将失败。

下面的例子阐述了这些规则:

struct branch { object* obj; int key; CLASSINFO(branch, REF(obj));};class foo : public object { protected: foo* next; foo* prev; object* arr[10]; branch branches[8]; int x; int y; object* childs[1]; public: CLASSINFO(foo, REF(next) REF(prev) REFS(arr) VREFS(linked)); foo(int x, int y);};REGISTER(1, foo);main() { storage my_storage("foo.odb"); if (my_storage.open()) { my_root_class* root = (my_root_class*)my_storage.get_root_object(); if (root == NULL) { root = new_in(my_storage, my_root)("some parameters for root"); } ... int n_childs = ...; size_t varying_size = (n_childs-1)*sizeof(object*); // We should subtract 1 from n_childs, because one element is already // present in fixed part of class. foo* fp = new (foo:self_class, my_storage, varying_size) foo(x, y); ... my_storage.close(); } }


从存储器中分配和释放对象
POST 为了管理存储内存提供了特别的内存分配子. 这个分配子使用两种不同的方法: 针对分配小对象和大对象。任何的存储内存被划分为页面（页面的大小和操作系统的页面大小无关，现在版本的 POST 中采用了 512 字节). 小对象是这样一些对象，他们的大小小于或等于256字节（页面大小/2）. 这些对象被分配成固定大小的块链接起来。每一个 链包含相同大小的块。分配对象的大小以8个字节为单位。为每个对象分配的包含这些块大小为256的的链的数量最好不要大于14（不同的均衡页面数）. 在每个对象之前 POST 分配一个对象头，包含有对象标识和对象大小。考虑到头部刚好8个字节，并且在C 中对象的大小总大于0，大小为8的块链能够舍弃。分配和释放小对象通常情况下是很快的: 只需要从L1队列中进行一次插入/删除操作. 假如链为空并且我们试图分配新的对象，新页被分配用来存储像现在大小的对象（页被划分成块添加到链表中）。大对象（大于256字节）所需要的空间从空闲页队列中分配。大对象的大小和页边界对齐。POST 使用第一次喂给随机定位算法维护空闲页队列（任何页的空闲段按照地址排列并用一个特别的指针跟随队列的当前位置）。存储管理的实现见文档 storage.cxx

使用显式还是隐含的内存释放取决于程式员。显式内存释放要快（特别是对小对象而言）但是隐含内存释放（垃圾收集）更加可靠。在 POST 中使用标志和清除垃圾收集机制。在存储中存在一个特别的对象：根对象。垃圾收集器首先标志任何的对象可被根对象访问（也就是能够从根对象到达，和通过引用遍历）。这样在第一次GC阶段任何未被标志的对象被释放。垃圾收集器能够在对象从文档载入的时候生成（假如您传递 do_garbage_collection 属性给 storage::open() 方法）。也能够在程式运行期间调用 storage::do_mark_and_sweep() 方法调用垃圾收集器。但是请务必确定没有被程式变量指向的对象不可从根对象访问（这些对象将被GC释放）。

基于多继承C 类在对象中能够有非零偏移并且对象内也可能有引用。这是我们为什么要使用特别的技术访问对象头的原因。POST 维护页分配位图，其中每一个位对应存储器中的页。假如一些大对象分配在几个页中，任何这些对象占用的页所对应的位除了第一个外都被置为1。任何其他页在位图中有对应清空位。要找到对象起始地址，我们首先按页大小排列指针值。然后 POST 从位图中查找对象起始页（该页在位图中有零位）。然后从页开始处包含的对象头中取出对象大小的信息。假如大小大于页大小的一半那我们已找到了对象描述：他在该页的开始处。反之我们计算页中所使用的固定块的大小并且把页中指针偏移按块大小计算出来。这种头部定位方案被垃圾收集器使用，类 object 定义了 operator delete，和被从对象头部解析出对象大小和类信息的方法使用。

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