Java程序的脏数据问题处理

　　脏数据(Out-of-date data)，指过时的数据。
　　
　　如果在您的Java程序中存在脏数据，将或多或少地给软件系统带来一些问题，如：无法实时地应用已经发生改变的配置，软件系统出现一些莫名其妙的、难以重现的、后果严重的错误等等。尽量避免脏数据的存在是非常有价值的。本文希望能在这方面给同行们一点帮助。
　　
　　Fragment 1. 缓存技术的脏数据问题
　　
　　/**
　　* A report printer is used to print a report.
　　*
　　* @version 1.0 9/9/2003
　　* @author Bill
　　*/
　　public class ReportPrinter {
　　/**
　　* Constructs a <code>ReportPrinter</code> instance.
　　*/
　　public ReportPrinter() {
　　// do something...
　　}
　　
　　/**
　　* Prints a printable.
　　*
　　* @param printable the specified printable object
　　*/
　　public void print(Printable printable) {
　　Graphics g = getGraphics();
　　g.setFont(getReportFont(printable.getFont());
　　
　　printable.print(g);
　　}
　　
　　/**
　　* Returns the corresponding report font of a java font.
　　*
　　* @param javaFont the specified java font
　　* @return the corresponding report font
　　*/
　　private Font getReportFont(font javaFont) {
　　Font reportFont = fontMap.get(javaFont);
　　
　　if(reportFont == null) {
　　reportFont = loadFont(javaFont);
　　fontMap.put(javaFont, reportFont);
　　}
　　
　　return reportFont;
　　}
　　
　　/**
　　* Loads the corresponding report font of a java font.
　　*
　　* @param javaFont the specified java font
　　* @param the corresponding report font
　　*/
　　protected static Font loadFont(Font javaFont) {
　　Font reportFont = null;
　　
　　// do something...
　　
　　return reportFont;
　　}
　　
　　/**
　　* The font map(java font->report font).
　　*/
　　private static HashMap fontMap = new HashMap();
　　}
　　
　　Fragment 1中，由于装载一个java font所对应的report font开销较大，使用了缓存技术来避免这种开销。这是一种常见的提高性能的方式，而且在一般情况下运行良好。但是Fragment 1的设计与实现可能是不完备的，因为极有可能一个java font所对应的report font在系统启动之后发生变化，在这种变化发生之后，只有重启软件系统才能装载之，这常常是最终用户的抱怨之一。更可怕的是，类似的这种脏数据的存在还可能带来其它严重的、无法想象的后果。
　　
　　如何避免使用缓存技术所带来的脏数据问题呢？
　　
　　在设计、实现和测试时，应该清晰定义缓存数据的更新：
　　i. 不考虑缓存数据的更新，重启软件系统是一种必要的方式；
　　ii. 不考虑缓存数据的更新，缓存数据不可能成为脏数据(但在软件系统中，往往“不可能”会在一次又一次的重构之后变为“可能”)；
　　iii. 考虑缓存数据的更新，当源数据变化时，实时更新缓存数据。
　　
　　Fragment 2. Singleton模式的脏数据问题
　　
　　/**
　　* A storage usage handler is used to query the storage usage of users.
　　*
　　* @version 1.0 9/9/2003
　　* @author Bill
　　*/
　　public class StorageUsageHandler {
　　/**
　　* Returns a <code>StorageUsageHandler</code> instance.
　　*
　　* @return the single <code>StorageUsageHandler</code> instance
　　*/
　　public static StorageUsageHandler getStorageUsageHandler() {
　　if(handler == null) {
　　handler = new StorageUsageHandler();
　　}
　　
　　return handler;
　　}
　　
　　/**
　　* Constructs a <code>StorageUsageHandler</code> instance.
　　*/
　　private StorageUsageHandler() {
　　users = Context.getAllUsers();
　　}
　　
　　/**
　　* Returns the storage sizes of all the users.
　　*
　　* @return the storage sizes
　　*/
　　public long[] getSizes() {
　　long sizes[] = new long[users.size()];
　　
　　for(int i = 0; i < users.size(); i++) {
　　sizes[i] = getOneSize(users.get(i));
　　}
　　}
　　
　　/**
　　* Returns the storage size of a user.
　　*
　　* @param user the specified user
　　* @return the storage size
　　*/
　　protected long getSize(User user) {
　　// do something...
　　
　　return 0;
　　}
　　
　　/**
　　* The <code>StorageUsageHandler</code> singleton.
　　*/
　　private static StorageUsageHandler handler;
　　
　　/**
　　* The users.
　　*/
　　private List users;
　　}
　　
　　您看出了问题所在吗？
　　
　　Fragment 2中，由于没有必要次次实例化StorageUsageHandler而带来不必要的开销，采用了Singleton模式以保证StorageUsageHandler只被实例化一次。
　　
　　在实例化SotrageUsageHandler时，StorageUsageHandler的类成员users将被赋值。由于不存在任何对users重新赋值的方法，一直驻留在软件系统中的users将不会发生任何变化。在软件系统启动之后，增加、删除或修改用户的操作经常会发生，而一旦发生这类操作，users就成为了脏数据，Fragment 2将无法正常工作。
　　
　　如何避免使用Singleton模式所带来的脏数据问题呢？
　　
　　对于Singleton类的类成员：
　　i. 对于与Singleton类外部无依赖关系的类成员，不存在这种问题;
　　ii. 对于依赖于Singleton类外部的类成员，且该类成员不存在更新机制，最好是将其去掉，需要时从Singleton类外部直接获取；如果这种办法不可行，应提供机制以确保在使用该类成员之前，该类成员已经被更新过。
　　
　　Fragment 3. 类使用的脏数据问题
　　
　　/**
　　* A storage usage handler is used to query the storage usage of users.
　　*
　　* @version 1.0 9/9/2003
　　* @author Bill
　　*/
　　public class StorageUsageHandler implements AdminHandler {
　　/**
　　* Constructs a <code>StorageUsageHandler</code> instance.
　　*/
　　private StorageUsageHandler() {
　　users = Context.getAllUsers();
　　}
　　
　　/**
　　* Returns the storage sizes of all users.
　　*
　　* @return the storage sizes
　　*/
　　public long[] getSizes() {
　　long sizes[] = new long[users.size()];
　　
　　for(int i = 0; i < users.size(); i++) {
　　sizes[i] = getOneSize(users.get(i));
　　}
　　}
　　
　　/**
　　* Returns the storage size of a user.
　　*
　　* @param user the specified user
　　* @return the storage size
　　*/
　　protected long getSize(User user) {
　　// do something...
　　
　　return 0;
　　}
　　
　　/**
　　* Displays the storage usage of users.
　　*
　　* @param req the http servlet request
　　* @param res the http servlet response
　　*
　　* @throws IOException
　　* @throws ServletException
　　*/
　　public void process(HttpServletRequest req, HttpServletResponse res)
　　throws IOException, ServletException {
　　
　　res.setContentType("text/html");
　　res.setHeader("Cache-Control", "no-cache");
　　res.setHeader("Pragma","no-cache");
　　res.setDateHeader("Expires", 0);
　　
　　PrintWriter writer = new PrintWriter(res.getOutputStream());
　　long sizes[] = getsizes();
　　writer.println("<html><title>Storage Usage</title><body>");
　　writer.println("<table width='100%'>");
　　
　　for(int i = 0; i < sizes.length; i++) {
　　writer.print("<tr><td align='center' nowrap>");
　　writer.print(users.get(i) + ": " + sizes[i]);
　　writer.println("</td></tr>");
　　}
　　
　　writer.println("</body></html>");
　　writer.flush();
　　writer.close();
　　}
　　
　　/**
　　* The users.
　　*/
　　private List users;
　　}
　　
　　/**
　　* An admin servlet as a http servlet to process the admin http servlet
　　* request and response.
　　*
　　* @version 1.0 9/9/2003
　　* @author Bill
　　*/
　　public class AdminServlet extends HttpServlet {
　　/**
　　* Initiates the configuration.
　　*
　　* @param config the servlet config
　　*
　　* @throws ServletException
　　*/
　　private void initConfig(ServletConfig config) throws ServletException {
　　// do somet