Programmieren 2 10 Binäre und Objekt-IO

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1 Programmieren 2 10 Binäre und Objekt-IO Bachelor Medieninformatik Sommersemester 2015 Dipl.-Inform. Ilse Schmiedecke schmiedecke@beuth-hochschule.de 1

2 Text und Binärdateien Bisher nur mit Textdateien gearbeitet + lesbar mit einfachem Editor - numerische Daten müssen transformiert werden - Datengenauigkeit? - hoher Platzbedarf 2 2

3 Daten-Ein-und Ausgabe Datenströem für binäre Daten Direkt aus dem Speicher in die Datei und zurück DataInputStream und DataOutputStream für binäre I/O Filterklassen, mit Quelle/Senke kombinierbar read/write- Methoden für primitive Typen und Strings 3 3

4 Binäre Daten Ausgabedatei nicht mit einem Editor lesbar Daten werden forlaufend byteweise geschrieben und können genauso wieder eingelesen werden: 4 4

5 Datengenauigkeit bei Textausgabe Double als Text und binär aus- und eingegeben und vergleichen: ziemlich genau 5 5

6 Chaos möglich! Bei Reihenfolge- oder Typabweichungen wird Unsinn gelesen! 6 6

7 Chaos möglich! Nur readutf überprüft den Typ (bzw. den Zeichensatz) und wirft eine Exception: 7 7

8 Protokollklassen vermeiden Chaos Klasse BusinessReport beschreibt Datensätze 8 8

9 Protokollklassen vermeiden Chaos "Protokoll": Eingabeklasse muss "passen"! 9 9

10 Protokoll stabil 10 10

11 Protokoll-Filterströme DataInputStream, DataOutputStream erweitern Stream-Konstruktor für die Verkettung hinzufügen kann mit anderen Quellen/Senken verknüpft werden Filter 11 11

12 Gemeinsame Persistenzklasse für Input und Output Pgm Persis -ter File 12 12

13 Zusammenfassung Datenpersistenz: Textdateien Objekt besteht aus Datenfeldern Text-Ein/Ausgabe Text-Datei ist in Zeilen (Records) gegliedert zeilenweises Lesen ist üblich CSV-Datei: Eine Zeile pro Datensatz / Objekt Felder werden nacheinander geschrieben Trennzeichen wird vereinbart Eigenes Protokoll: Ausgabe- und Eingabestrom müssen paarweise exstieren, um die Einhaltung des Protokolls zu gewährleisten Was noch kommt: XML-Dateien 13 13

14 Zusammenfassung Datenpersistenz: Binärdateien Datentypen können direkt binär geschrieben werden Binärdatei ist ungegliederte Folge von Bytes sehr platz- und zeiteffizient Fehlinterpretation durch "Verrutschen" leicht möglich Was, wenn bei einer Exception ein Datenfeld nicht geschrieben wird?? Binäre Ein-Ausgabe Protokoll-Ströme müssen paarweise existieren Zusammenfassung zu einem "Persister" oft eine gute Lösung Was noch kommt: Objekt-Ein- und Ausgabe 14 14

15 Achtung Exceptions!!! Jede I/O-Operation kann eine Exception werfen Verbindungfehler / Datenträger nicht vorhanden Datei nicht vorhanden Datei schreibgeschützt Datei in Benutzung Dateiende erreicht Datei nicht lesbar Datenformat passt nicht Datei beschädigt... alles I/O-Exceptions 15 15

16 IOException-Unterklassen ChangedCharSetException CharacterCodingException CharConversionException ClosedChannelException EOFException FileLockInterruptionException FileNotFoundException FileSystemException HttpRetryException IIOException InterruptedByTimeoutException InterruptedIOException InvalidPropertiesFormatException JMXProviderException JMXServerErrorException MalformedURLException ObjectStreamException ProtocolException RemoteException SaslException SocketException SSLException SyncFailedException UnknownHostException UnknownServiceException UnsupportedDataTypeException UnsupportedEncodingException UserPrincipalNotFoundException UTFDataFormatException ZipException 16 16

17 Exception-Strategie erforderlich Niemals "halbe" Objekte schreiben oder lesen ggf. Default-Werte als Fehlerkennung schreiben / "lesen" Im Protokoll klären, ob Objekte fehlen dürfen ggf. Default-Objekt schreiben / erstellen oder Datei ganz löschen (schließen,öffnen, evtl.fehlerobjekt schreiben) oder umbenennen (bei Kopie alte Datei löschen) Im Protokoll klären, wie viele Lese/Schreibversuche Probleme, die nur "gepatcht" wurden, immer nach oben melden (neue Exception, Erweiterung von IOException) Exceptions so lokal wie möglich behandeln Exceptions so differenziert wie möglich behandeln catch-fallunterscheidung Finally nutzen, um ggf. Dateien zu schließen 17 17

18 Exception-Behandlungs-Beispiele Fragestellungen: ist Patchen möglich und sinnvoll? ist Weiterlesen (-schreiben) sinnvoll möglich? kann der Aufrufer besser entscheiden, was zu tun ist bleiben evtl. schwerwiegende Fehler unentdeckt? Hier wird das Lesen ggf. abgebrochen. Der Aufrufer kann nach dem Typ der IOEXception entscheiden, ob er einen neuen Versuch startet oder die Datei zunächst wieder hergestellte werden muss. Die Zeilennummer zeigt, welches Datum nicht lesbar war

19 Exception-Behandlung: Beispiel 2 Exceptions "nerven" am besten unterdrücken? Hier wird die Exception unterdrückt- Das fehlerhafte Objekt wird durch null ersetzt. Das Lesen wird an der Fehlerstelle fortgesetzt (klappt i.d.r.nicht). Der Aufrufer wird nicht informiert. Es wird ein Log-Output gedruckt; 19 19

20 Exception-Behandlung: Beispiel 3 Soviel lesbare Daten wie möglich einlesen Nur einzelen Eingabedaten "patchen" Hier wird das einzelne fehlerhafte Feld durch eine Default-Wert ersetzt, alle anderen bleiben unberührt. Das Lesen wird an der Fehlerstelle fortgesetzt (klappt i.d.r.nicht). Der Aufrufer wird nicht informiert

21 Exception-Behandlung: Beispiel 4 Gute Informationen nach oben geben, Lesen abbrechen Hier wird die IOException durch eine eigene, spezifischere Exception ersetzt. Der Aufrufer erhält eine kontextbezogene Fehlerinformation. Das Lesen wird abgebrochen. Allerdings gehen die Infos aus der IOException verloren

22 Exception-Behandlung: Beispiel 5 Soviel Informationen wie möglich nach oben geben, Lesen abbrechen Hier wird die IOException durch eine eigene, spezifischere Exception ersetzt. Datei bei Exception schließen? Der Aufrufer erhält eine kontextbezogene Fehlerinformation. Das Lesen wird abgebrochen. Die Infos aus der IOException bleiben erhalten (Konstruktorparameter der Exception) 22 22

23 Und keine Komfort-Ein-Ausgabe ohne IOExceptions? Unbedingt nötig z.b. für die einfache Interaktion mit dem Benutzer! Nicht geeignet zum Persistieren wichtiger Daten Synchronisation / Wiederaufsetzen erforderlich Recordformat (Zeilenstruktur) ggf. Verwerfen einer ganzen Zeile Beispiele: java.io.printstream erlaubt das Schreiben ohne Exceptions java.util.scanner erlaubt das Lesen ohne Exceptions Tipp: Schreiben Sie sich Ihre eigene Komfort-IO-Klasse mit allen Methoden und IO-Kanälen, die Sie sich wünschen! Aber benutzen Sie sie nicht für die Datenpersistenz! 23 23

24 Soweit zu binären Dateien Nächstes Mal fragen wir: Wie passt das Objekt in den Strom? Objekt Strom 24 24