使用GoLang实现可靠的数据存储：原子性与持久性实践

package main

import (
    "os"
    "path/filepath"
)

// Document 结构体（简化示例，实际应用中可能包含更多字段和方法）
type Document struct {
    Data []byte
    HashValue string // 假设已经计算好哈希值
}

// FileDirectory 返回存储文件的目录路径
func (d Document) FileDirectory() string {
    // 示例：基于哈希值的前两位和后两位创建目录结构
    // 例如：hash="abcdef..." -> "ab/cd/"
    if len(d.HashValue) < 4 {
        return "data" // 默认目录
    }
    return filepath.Join("data", d.HashValue[0:2], d.HashValue[2:4])
}

// TmpFile 返回临时文件的完整路径
func (d Document) TmpFile() string {
    return filepath.Join(d.FileDirectory(), d.HashValue+".tmp")
}

// File 返回最终文件的完整路径
func (d Document) File() string {
    return filepath.Join(d.FileDirectory(), d.HashValue)
}

// Hash 返回文档的哈希值
func (d Document) Hash() string {
    return d.HashValue
}

// Save 方法实现可靠的数据存储
func (document Document) Save() (hash string, err error) {
    // 1. 确保目标目录存在
    // 0600 表示文件权限：所有者可读写，其他用户无权限
    if err := os.MkdirAll(document.FileDirectory(), 0700); err != nil {
        return "", err
    }

    // 2. 创建临时文件
    file, err := os.Create(document.TmpFile())
    if err != nil {
        return "", err
    }
    defer file.Close() // 确保文件句柄最终被关闭

    // 3. 将数据写入临时文件
    if _, err := file.Write(document.Data); err != nil {
        // 如果写入失败，尝试删除临时文件以清理
        os.Remove(document.TmpFile()) // 忽略删除错误
        return "", err
    }

    // 4. 将文件数据同步到物理存储
    // 这一步至关重要，确保数据真正写入磁盘，而非停留在OS缓存中
    if err := file.Sync(); err != nil {
        // 同步失败，删除临时文件
        os.Remove(document.TmpFile()) // 忽略删除错误
        return "", err
    }

    // 5. 关闭文件句柄
    // defer file.Close() 会在函数返回前执行

    // 6. 将临时文件原子性重命名为最终文件
    if err := os.Rename(document.TmpFile(), document.File()); err != nil {
        // 重命名失败，删除临时文件以避免遗留垃圾
        os.Remove(document.TmpFile()) // 忽略删除错误
        return "", err
    }

    return document.Hash(), nil
}

// 示例用法
func main() {
    doc := Document{
        Data:      []byte("Hello, reliable data storage!"),
        HashValue: "a1b2c3d4e5f6g7h8i9j0k1l2m3n4o5p6q7r8s9t0u1v2w3x4y5z6",
    }

    hash, err := doc.Save()
    if err != nil {
        println("Error saving document:", err.Error())
        return
    }
    println("Document saved successfully with hash:", hash)

    // 验证文件是否存在
    finalPath := doc.File()
    if _, err := os.Stat(finalPath); os.IsNotExist(err) {
        println("Error: Final file does not exist at", finalPath)
    } else {
        println("Final file exists at", finalPath)
    }
}