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Xml日志记录文件最优方案(附源代码)

Xml作为数据存储的一种方式,当数据非常大的时候,我们将碰到很多 Xml处理的问题。通常,我们对Xml文件进行编辑的最直接的方式是将xml文件加载到XmlDocument,在内存中来对XmlDocument进行修改,然后再保存到磁盘中。这样的话我们将不得不将整个XML document 加载到内存中,这明显是不明智的(对于大数据XML文件来说,内存将消耗很大,哥表示鸭梨很大)。下面我们将要讲的是如何高效的增加内容(对象实体内容)到xml日志文件中。

 

(一) 设计概要

总体来说,我们将(通过代码)创建两种不同的文件,第一种为Xml文件,第二种为xml片段(txt文件),如下图所示:

我们通过如下的定义来使2个不同的文件相关联。

<!ENTITY yourEntityRefName  SYSTEM   "your xml fragement address(relative or obsolute address) ">

 

(二)xml文件的生成

先来看下如何创建相关的xml文件,代码如下:

        private static void InitXmlFile(string xmlLogFilePath, string xmlLogContentFileName, string entityRef)
        {
            
string docType = string.Format("n<!DOCTYPE XmlLogFile n [ n <!ENTITY {0} SYSTEM "{1}">n ]>n", entityRef, xmlLogContentFileName);
            XmlWriterSettings wrapperSettings 
= new XmlWriterSettings()
            {
                Indent 
= true
            };
            
using (XmlWriter writer = XmlWriter.Create(xmlLogFilePath, wrapperSettings))
            {
                writer.WriteStartDocument();
                writer.WriteRaw(docType);
                writer.WriteStartElement(ConfigResource.XmlLogFile);

                writer.WriteStartElement(ConfigResource.XmlLogContent);
                writer.WriteEntityRef(entityRef);
                writer.WriteEndElement();

                writer.WriteEndElement();
                writer.Close();
            }
        }

 

 

对xml文件内容的写入主要通过XmlWriter来进行操作的。这个方法比较简单,不再讲解,看下我们通过这个方法生成的文件内容:

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<!DOCTYPE XmlLogFile 
 [ 
 
<!ENTITY Locations SYSTEM "XmlLogContentFile-20110220000120.txt">
 ]
>
<XmlLogFile>
  
<XmlLogContent>&Locations;</XmlLogContent>
</XmlLogFile>

 

 

Locations 为实体引用名称,与之相对应的为&Locations;   。

XmlLogContentFile-20110220000120.txt为Xml片段的文件名称,路径是相对于XmlLogFile-20110220000120.xml的。

&Locations;相当于占位符的作用,将用XmlLogContentFile-20110220000120.txt文件的内容来替换XmlLogFile-20110220000120.xml的&Locations;

 

(三)Xml片段文件的生成

Xml片段文件的生成过程思路为:通过System.IO.FileStream和System.Xml.XmlWriter在文件的末尾处增加文件的内容(效率较高,因为是直接在文件的末尾添加的内容),内容格式为Xml,其中涉及到反射的部分内容。

        private static void InitEntityRefFile(string xmlLogContentFilePath, object logObject, string entityRef)
        {
            
using (FileStream fileStream = new FileStream(xmlLogContentFilePath, FileMode.Append,
                File Access.Write, FileShare.Read))
            {
                XmlWriterSettings settings 
= new XmlWriterSettings()
                {
                    ConformanceLevel 
= ConformanceLevel.Fragment,
                    Indent 
= true,
                    OmitXmlDeclaration 
= false
                };

                WriteContent(logObject, fileStream, settings);
            }
        }

        
private static void WriteContent(object logObject, FileStream fileStream, XmlWriterSettings settings)
        {
            
using (XmlWriter writer = XmlWriter.Create(fileStream, settings))
            {
                Type type 
= logObject. GetType();
                writer.WriteStartElement(type.Name);
                writer.WriteAttributeString(ConfigResource.Id,logObject.GetH ashCode().ToString());

                
if (logObject.GetType().IsPrimitive ||
                (logObject.GetType() 
== typeof(string)))
                {
                    writer.WriteElementString(logObject.GetType().Name, logObject.ToString());
                }
                
else
                {
                    PropertyInfo[] infos 
= type.GetProperties();
                    
foreach (PropertyInfo info in infos)
                    {
                        
if (ValidateProperty(info))
                        {
                            writer.WriteElementString(info.Name, 
                                (info.GetValue(logObject, 
null?? string.Empty).ToString());
                        }
                    }
                }

                writer.WriteEndElement();               
                writer.WriteWhitespace(
"n");
                writer.Close();
            }                      
        }
                private static bool ValidateProperty(PropertyInfo info)
        {
            return info.CanRead && (info.PropertyType.IsPrimitive
                || (info.PropertyType == typeof(string))
                || (info.PropertyType == typeof(DateTime)
                || (info.PropertyType == typeof(DateTime?))));
        }

 

 

代码          writer.WriteAttributeString(ConfigResource.Id,logObject.GetHashCode().ToString());

                if (logObject.GetType().IsPrimitive ||
                (logObject.GetType() 
== typeof(string)))
                {
                    writer.WriteElementString(logObject.GetType().Name, logObject.ToString());
                }
第一行为该实体增加一个Id特性,采用对象的哈希值来进行赋值,方便以后的单元测试(通过对象的哈希值来查找相应的Xml内容)。

余下的几行为:当实体的类型是基元类型或者字符串类型的时候,直接通过writer.WriteElementString()方法将类型名称,实体对象值作为参数直接写入xml片段文件中。

否则          else
                {
                    PropertyInfo[] infos 
= type.GetProperties();
                    
foreach (PropertyInfo info in infos)
                    {
                        
if (ValidateProperty(info))
                        {
                            writer.WriteElementString(info.Name, 
                                (info.GetValue(logObject, 
null?? string.Empty).ToString());
                        }
                    }
                }
通过反射来获取所有属性相对应的值,其中
属性必须是可读的,并且为(基元类型,string,DateTiem?,DateTime)其中一种(这个大家可以扩展一下相关功能)。

 

如下所示,我们通过基元类型float,字符串类型string,对象类型Error【Point为Error的属性,不是(基元类型,string,DateTiem?,DateTime)其中一种】来进行测试。

            XmlLogHelper.Write("string type sample");
            XmlLogHelper.Write(
3.3);
            XmlLogHelper.Write(DateTime.Now);
            Error error 
= new Error()
            {
                Time 
= DateTime.Now,
                Point 
= new System.Drawing.Point(00),
                Description 
= "C# Error",
                Level 
= 2,
                Name 
= "Error"
            };
            XmlLogHelper.Write(error);

 

输出内容如下:

 

(四)采用lock来避免异常的发生,其次特别要注意对资源的及时释放。           lock (lockObject)
            {
                Writing(logObject);
            }

        private static readonly object lockObject = new object();
       
        
public static void Write(object logObject)
        {
            
if (logObject == null)
            {
                
return;
            }

            
lock (lockObject)
            {
                Writing(logObject);
            }
        }

        
private static void Writing(object logObject)
        {
            
string entityRef = ConfigResource.EntityRef;
            
string baseDirectory = InitDirectory();
            
string baseName = DateTime.Now.ToString("yyyyMMddHHmmss");
            
string xmlLogFilePath =Path.Combine(baseDirectory ,string.Format(ConfigResource.XmlLogFileName,baseName));
            XmlLogHelper.XmlFilePath 
= xmlLogFilePath;
            
string xmlLogContentFileName = string.Format(ConfigResource.XmlLogContentFileName,baseName);
            
string xmlLogContentFilePath = Path.Combine(baseDirectory, xmlLogContentFileName);

            
if (!File.Exists(xmlLogFilePath))
            {
                InitXmlFile(xmlLogFilePath, xmlLogContentFileName, entityRef);
            }

            InitEntityRefFile(xmlLogContentFilePath, logObject, entityRef);
        }

 

 

           采用lock来避免同时对文件进行操作,避免异常的发生,保证每次操作都是仅有一个在进行。

 

           采用using来及时释放掉资源。
             using (FileStream fileStream = new FileStream(xmlLogContentFilePath, FileMode.Append,
                FileAccess.Write, FileShare.Read))
            {

             }

 

(五)单元测试

单元测试的主要代码如下,主要是对Write()方法进行测试,如下:

        [TestMethod()]
        
public void WriteTest()
        {
            DeleteFiles();//删除目录下所有文件,避免产生不必要的影响。
            List
<Error> errors = InitErrorData(9);
            AssertXmlContent(errors);
        }

        
private static void AssertXmlContent(List<Error> errors)
        {
            
foreach (Error error in errors)
            {
                XmlLogHelper.Write(error);

                XmlDocument doc 
= GetXmlDocument();
                XmlNode node 
= doc. SelectSingleNode("//Error[@Id='" + error.GetHashCode().ToString() + "']");
                Assert.IsTrue(node.Name 
== typeof(Error).Name);

                
string path = string.Format("//Error[@Id='{0}']//", error.GetHashCode().ToString());
                XmlNode levelNode 
= doc.SelectSingleNode(path + "Level");
                XmlNode nameNode 
= doc.SelectSingleNode(path + "Name");
                XmlNode descriptionNode 
= doc.SelectSingleNode(path + "Description");
                XmlNode timeNode 
= doc.SelectSingleNode(path + "Time");
                XmlNode pointNode 
= doc.SelectSingleNode(path + "Point");

                Assert.IsTrue(nameNode.Name 
== "Name");
                Assert.IsTrue(levelNode.Name 
== "Level");
                Assert.IsTrue(descriptionNode.Name 
== "Description");
                Assert.IsTrue(timeNode.Name 
== "Time");

                Assert.IsNotNull(levelNode);
                Assert.IsNotNull(nameNode);
                Assert.IsNotNull(descriptionNode);
                Assert.IsNotNull(timeNode);
                Assert.IsNull(pointNode);

                Assert.IsTrue(nameNode.InnerText 
== (error.Name ?? string.Empty));
                Assert.IsTrue(levelNode.InnerText 
== error.Level.ToString());
                Assert.IsTrue(timeNode.InnerText 
== DateTime.MinValue.ToString());
                Assert.IsTrue(descriptionNode.InnerText 
== (error.Description ?? string.Empty));
            }
        }

 

 

上面仅仅是针对一个自定义的Error类进行了验证................

 

(六)其他应用

当我们的Xml日志文件可以记录的时候,我们可能想通过界面来看下效果,比如如下所示意的图中,点击【生成XML日志文件】,再点击【获取XML日志文件】的时候,我们能够看到生成的XML日志文件。

 

其中生成的文件名称显示如下:

 

多次点击【生成XML日志文件】,再点击【获取XML日志文件】的时候,我们能够看到生成的XML日志文件数量也递增(因为我将文件的名称设置为string baseName = DateTime.Now.ToString("yyyyMMddHHmmss");,按照秒数来计算的)。点击任何一个文件,将显示该文件的相关全部xml内容(包括xml文件和xml片段)。

 

点击【删除XML日志文件】将删除所有的xml文件,如下:

 

(七)总结

对于流的操作来说,应尽快释放掉系统资源,促使GC的Finalize()方法的执行,同时可以避免异常的发生。对于Xml日志来说,当数据量越来越大的时候,我们可以将内容分为两部分,一部分为标准的哦xml文件,另一部分为xml片段文件。这样,我们能够在xml片段文件中方便地在文件末尾处增加相关的内容,这种效率是非常快的,而通常我们通过XMLDocument来加载数据非常消耗内存,效率较低(数据量越大越明显)。同时在读取xml文件的时候也会通过实体引用将相关的xml片段引用进来,从而使二个文件成为一个整体。再次,在将对象转换成xml的时候,通过反射来获取相关的数据,并将数据写入xml格式中,这个地方还有提高。希望各位在看完此文后也能熟练的运用XML日志文件来对日志进行记录。

源码下载: Jasen.XmlLogFileSample.rar XML日志文件源代码下载

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