13259f709cd4415bb1fabf9701e72bfa0b29485b
[dbsrgits/DBM-Deep.git] / lib / DBM / Deep.pm
1 package DBM::Deep;
2
3 ##
4 # DBM::Deep
5 #
6 # Description:
7 #    Multi-level database module for storing hash trees, arrays and simple
8 #    key/value pairs into FTP-able, cross-platform binary database files.
9 #
10 #    Type `perldoc DBM::Deep` for complete documentation.
11 #
12 # Usage Examples:
13 #    my %db;
14 #    tie %db, 'DBM::Deep', 'my_database.db'; # standard tie() method
15 #
16 #    my $db = new DBM::Deep( 'my_database.db' ); # preferred OO method
17 #
18 #    $db->{my_scalar} = 'hello world';
19 #    $db->{my_hash} = { larry => 'genius', hashes => 'fast' };
20 #    $db->{my_array} = [ 1, 2, 3, time() ];
21 #    $db->{my_complex} = [ 'hello', { perl => 'rules' }, 42, 99 ];
22 #    push @{$db->{my_array}}, 'another value';
23 #    my @key_list = keys %{$db->{my_hash}};
24 #    print "This module " . $db->{my_complex}->[1]->{perl} . "!\n";
25 #
26 # Copyright:
27 #    (c) 2002-2006 Joseph Huckaby.  All Rights Reserved.
28 #    This program is free software; you can redistribute it and/or
29 #    modify it under the same terms as Perl itself.
30 ##
31
32 use 5.6.0;
33
34 use strict;
35 use warnings;
36
37 use Fcntl qw( :DEFAULT :flock :seek );
38 use Digest::MD5 ();
39 use Scalar::Util ();
40
41 use DBM::Deep::Engine;
42 use DBM::Deep::File;
43
44 use vars qw( $VERSION );
45 $VERSION = q(0.99_01);
46
47 ##
48 # Setup constants for users to pass to new()
49 ##
50 sub TYPE_HASH   () { DBM::Deep::Engine->SIG_HASH   }
51 sub TYPE_ARRAY  () { DBM::Deep::Engine->SIG_ARRAY  }
52
53 sub _get_args {
54     my $proto = shift;
55
56     my $args;
57     if (scalar(@_) > 1) {
58         if ( @_ % 2 ) {
59             $proto->_throw_error( "Odd number of parameters to " . (caller(1))[2] );
60         }
61         $args = {@_};
62     }
63     elsif ( ref $_[0] ) {
64         unless ( eval { local $SIG{'__DIE__'}; %{$_[0]} || 1 } ) {
65             $proto->_throw_error( "Not a hashref in args to " . (caller(1))[2] );
66         }
67         $args = $_[0];
68     }
69     else {
70         $args = { file => shift };
71     }
72
73     return $args;
74 }
75
76 sub new {
77     ##
78     # Class constructor method for Perl OO interface.
79     # Calls tie() and returns blessed reference to tied hash or array,
80     # providing a hybrid OO/tie interface.
81     ##
82     my $class = shift;
83     my $args = $class->_get_args( @_ );
84
85     ##
86     # Check if we want a tied hash or array.
87     ##
88     my $self;
89     if (defined($args->{type}) && $args->{type} eq TYPE_ARRAY) {
90         $class = 'DBM::Deep::Array';
91         require DBM::Deep::Array;
92         tie @$self, $class, %$args;
93     }
94     else {
95         $class = 'DBM::Deep::Hash';
96         require DBM::Deep::Hash;
97         tie %$self, $class, %$args;
98     }
99
100     return bless $self, $class;
101 }
102
103 # This initializer is called from the various TIE* methods. new() calls tie(),
104 # which allows for a single point of entry.
105 sub _init {
106     my $class = shift;
107     my ($args) = @_;
108
109     $args->{fileobj} = DBM::Deep::File->new( $args )
110         unless exists $args->{fileobj};
111
112     # locking implicitly enables autoflush
113     if ($args->{locking}) { $args->{autoflush} = 1; }
114
115     # These are the defaults to be optionally overridden below
116     my $self = bless {
117         type        => TYPE_HASH,
118         base_offset => undef,
119
120         parent      => undef,
121         parent_key  => undef,
122
123         fileobj     => undef,
124     }, $class;
125     $self->{engine} = DBM::Deep::Engine->new( { %{$args}, obj => $self } );
126
127     # Grab the parameters we want to use
128     foreach my $param ( keys %$self ) {
129         next unless exists $args->{$param};
130         $self->{$param} = $args->{$param};
131     }
132
133     $self->{engine}->setup_fh( $self );
134
135     $self->{fileobj}->set_db( $self );
136
137     return $self;
138 }
139
140 sub TIEHASH {
141     shift;
142     require DBM::Deep::Hash;
143     return DBM::Deep::Hash->TIEHASH( @_ );
144 }
145
146 sub TIEARRAY {
147     shift;
148     require DBM::Deep::Array;
149     return DBM::Deep::Array->TIEARRAY( @_ );
150 }
151
152 sub lock {
153     my $self = shift->_get_self;
154     return $self->_fileobj->lock( $self, @_ );
155 }
156
157 sub unlock {
158     my $self = shift->_get_self;
159     return $self->_fileobj->unlock( $self, @_ );
160 }
161
162 sub _copy_value {
163     my $self = shift->_get_self;
164     my ($spot, $value) = @_;
165
166     if ( !ref $value ) {
167         ${$spot} = $value;
168     }
169     elsif ( eval { local $SIG{__DIE__}; $value->isa( 'DBM::Deep' ) } ) {
170         ${$spot} = $value->_repr;
171         $value->_copy_node( ${$spot} );
172     }
173     else {
174         my $r = Scalar::Util::reftype( $value );
175         my $c = Scalar::Util::blessed( $value );
176         if ( $r eq 'ARRAY' ) {
177             ${$spot} = [ @{$value} ];
178         }
179         else {
180             ${$spot} = { %{$value} };
181         }
182         ${$spot} = bless ${$spot}, $c
183             if defined $c;
184     }
185
186     return 1;
187 }
188
189 sub _copy_node {
190     die "Must be implemented in a child class\n";
191 }
192
193 sub _repr {
194     die "Must be implemented in a child class\n";
195 }
196
197 sub export {
198     ##
199     # Recursively export into standard Perl hashes and arrays.
200     ##
201     my $self = shift->_get_self;
202
203     my $temp = $self->_repr;
204
205     $self->lock();
206     $self->_copy_node( $temp );
207     $self->unlock();
208
209     return $temp;
210 }
211
212 sub import {
213     ##
214     # Recursively import Perl hash/array structure
215     ##
216     if (!ref($_[0])) { return; } # Perl calls import() on use -- ignore
217
218     my $self = shift->_get_self;
219     my ($struct) = @_;
220
221     # struct is not a reference, so just import based on our type
222     if (!ref($struct)) {
223         $struct = $self->_repr( @_ );
224     }
225
226     return $self->_import( $struct );
227 }
228
229 sub optimize {
230     ##
231     # Rebuild entire database into new file, then move
232     # it back on top of original.
233     ##
234     my $self = shift->_get_self;
235
236 #XXX Need to create a new test for this
237 #    if ($self->_fileobj->{links} > 1) {
238 #        $self->_throw_error("Cannot optimize: reference count is greater than 1");
239 #    }
240
241     my $db_temp = DBM::Deep->new(
242         file => $self->_fileobj->{file} . '.tmp',
243         type => $self->_type
244     );
245
246     $self->lock();
247     $self->_copy_node( $db_temp );
248     undef $db_temp;
249
250     ##
251     # Attempt to copy user, group and permissions over to new file
252     ##
253     my @stats = stat($self->_fh);
254     my $perms = $stats[2] & 07777;
255     my $uid = $stats[4];
256     my $gid = $stats[5];
257     chown( $uid, $gid, $self->_fileobj->{file} . '.tmp' );
258     chmod( $perms, $self->_fileobj->{file} . '.tmp' );
259
260     # q.v. perlport for more information on this variable
261     if ( $^O eq 'MSWin32' || $^O eq 'cygwin' ) {
262         ##
263         # Potential race condition when optmizing on Win32 with locking.
264         # The Windows filesystem requires that the filehandle be closed
265         # before it is overwritten with rename().  This could be redone
266         # with a soft copy.
267         ##
268         $self->unlock();
269         $self->_fileobj->close;
270     }
271
272     if (!rename $self->_fileobj->{file} . '.tmp', $self->_fileobj->{file}) {
273         unlink $self->_fileobj->{file} . '.tmp';
274         $self->unlock();
275         $self->_throw_error("Optimize failed: Cannot copy temp file over original: $!");
276     }
277
278     $self->unlock();
279     $self->_fileobj->close;
280     $self->_fileobj->open;
281     $self->{engine}->setup_fh( $self );
282
283     return 1;
284 }
285
286 sub clone {
287     ##
288     # Make copy of object and return
289     ##
290     my $self = shift->_get_self;
291
292     return DBM::Deep->new(
293         type => $self->_type,
294         base_offset => $self->_base_offset,
295         fileobj => $self->_fileobj,
296     );
297 }
298
299 {
300     my %is_legal_filter = map {
301         $_ => ~~1,
302     } qw(
303         store_key store_value
304         fetch_key fetch_value
305     );
306
307     sub set_filter {
308         ##
309         # Setup filter function for storing or fetching the key or value
310         ##
311         my $self = shift->_get_self;
312         my $type = lc shift;
313         my $func = shift;
314
315         if ( $is_legal_filter{$type} ) {
316             $self->_fileobj->{"filter_$type"} = $func;
317             return 1;
318         }
319
320         return;
321     }
322 }
323
324 sub begin_work {
325     my $self = shift->_get_self;
326     $self->_fileobj->begin_transaction;
327     return 1;
328 }
329
330 sub rollback {
331     my $self = shift->_get_self;
332     $self->_fileobj->end_transaction;
333     return 1;
334 }
335
336 sub commit {
337     my $self = shift->_get_self;
338     # At this point, we need to replay the actions taken
339     $self->_fileobj->end_transaction;
340     return 1;
341 }
342
343 ##
344 # Accessor methods
345 ##
346
347 sub _fileobj {
348     my $self = $_[0]->_get_self;
349     return $self->{fileobj};
350 }
351
352 sub _type {
353     my $self = $_[0]->_get_self;
354     return $self->{type};
355 }
356
357 sub _base_offset {
358     my $self = $_[0]->_get_self;
359     return $self->{base_offset};
360 }
361
362 sub _fh {
363     my $self = $_[0]->_get_self;
364     return $self->_fileobj->{fh};
365 }
366
367 ##
368 # Utility methods
369 ##
370
371 sub _throw_error {
372     die "DBM::Deep: $_[1]\n";
373 }
374
375 sub _is_writable {
376     my $fh = shift;
377     (O_WRONLY | O_RDWR) & fcntl( $fh, F_GETFL, my $slush = 0);
378 }
379
380 #sub _is_readable {
381 #    my $fh = shift;
382 #    (O_RDONLY | O_RDWR) & fcntl( $fh, F_GETFL, my $slush = 0);
383 #}
384
385 sub _find_parent {
386     my $self = shift;
387     if ( $self->{parent} ) {
388         my $base = $self->{parent}->_find_parent();
389         if ( $self->{parent}->_type eq TYPE_HASH ) {
390             return $base . "\{$self->{parent_key}\}";
391         }
392         return $base . "\[$self->{parent_key}\]";
393     }
394     return '$db->';
395 }
396
397 sub STORE {
398     ##
399     # Store single hash key/value or array element in database.
400     ##
401     my $self = shift->_get_self;
402     my ($key, $value, $orig_key) = @_;
403
404
405     if ( $^O ne 'MSWin32' && !_is_writable( $self->_fh ) ) {
406         $self->_throw_error( 'Cannot write to a readonly filehandle' );
407     }
408
409     if ( my $afh = $self->_fileobj->{audit_fh} ) {
410         if ( defined $orig_key ) {
411             my $lhs = $self->_find_parent;
412             if ( $self->_type eq TYPE_HASH ) {
413                 $lhs .= "\{$orig_key\}";
414             }
415             else {
416                 $lhs .= "\[$orig_key\]";
417             }
418
419             my $rhs;
420
421             my $r = Scalar::Util::reftype( $value ) || '';
422             if ( $r eq 'HASH' ) {
423                 $rhs = '{}';
424             }
425             elsif ( $r eq 'ARRAY' ) {
426                 $rhs = '[]';
427             }
428             else {
429                 $rhs = "'$value'";
430             }
431
432             if ( my $c = Scalar::Util::blessed( $value ) ) {
433                 $rhs = "bless $rhs, '$c'";
434             }
435
436             $self->_fileobj->audit( "$lhs = $rhs;" );
437 #            flock( $afh, LOCK_EX );
438 #            print( $afh "$lhs = $rhs; # " . localtime(time) . "\n" );
439 #            flock( $afh, LOCK_UN );
440         }
441     }
442
443     ##
444     # Request exclusive lock for writing
445     ##
446     $self->lock( LOCK_EX );
447
448     my $md5 = $self->{engine}{digest}->($key);
449
450     my $tag = $self->{engine}->find_bucket_list( $self->_base_offset, $md5, { create => 1 } );
451
452     # User may be storing a hash, in which case we do not want it run
453     # through the filtering system
454     if ( !ref($value) && $self->_fileobj->{filter_store_value} ) {
455         $value = $self->_fileobj->{filter_store_value}->( $value );
456     }
457
458     ##
459     # Add key/value to bucket list
460     ##
461     my $result = $self->{engine}->add_bucket( $tag, $md5, $key, $value, undef, $orig_key ); 
462
463     $self->unlock();
464
465     return $result;
466 }
467
468 sub FETCH {
469     ##
470     # Fetch single value or element given plain key or array index
471     ##
472     my $self = shift->_get_self;
473     my ($key, $orig_key) = @_;
474
475     my $md5 = $self->{engine}{digest}->($key);
476
477     ##
478     # Request shared lock for reading
479     ##
480     $self->lock( LOCK_SH );
481
482     my $tag = $self->{engine}->find_bucket_list( $self->_base_offset, $md5 );
483     if (!$tag) {
484         $self->unlock();
485         return;
486     }
487
488     ##
489     # Get value from bucket list
490     ##
491     my $result = $self->{engine}->get_bucket_value( $tag, $md5, $orig_key );
492
493     $self->unlock();
494
495     # Filters only apply to scalar values, so the ref check is making
496     # sure the fetched bucket is a scalar, not a child hash or array.
497     return ($result && !ref($result) && $self->_fileobj->{filter_fetch_value})
498         ? $self->_fileobj->{filter_fetch_value}->($result)
499         : $result;
500 }
501
502 sub DELETE {
503     ##
504     # Delete single key/value pair or element given plain key or array index
505     ##
506     my $self = shift->_get_self;
507     my ($key, $orig_key) = @_;
508
509     if ( $^O ne 'MSWin32' && !_is_writable( $self->_fh ) ) {
510         $self->_throw_error( 'Cannot write to a readonly filehandle' );
511     }
512
513     if ( my $afh = $self->_fileobj->{audit_fh} ) {
514         if ( defined $orig_key ) {
515             my $lhs = $self->_find_parent;
516             if ( $self->_type eq TYPE_HASH ) {
517                 $lhs .= "\{$orig_key\}";
518             }
519             else {
520                 $lhs .= "\[$orig_key]\]";
521             }
522
523             flock( $afh, LOCK_EX );
524             print( $afh "delete $lhs; # " . localtime(time) . "\n" );
525             flock( $afh, LOCK_UN );
526         }
527     }
528
529     ##
530     # Request exclusive lock for writing
531     ##
532     $self->lock( LOCK_EX );
533
534     my $md5 = $self->{engine}{digest}->($key);
535
536     my $tag = $self->{engine}->find_bucket_list( $self->_base_offset, $md5 );
537     if (!$tag) {
538         $self->unlock();
539         return;
540     }
541
542     ##
543     # Delete bucket
544     ##
545     my $value = $self->{engine}->get_bucket_value( $tag, $md5 );
546
547     if (defined $value && !ref($value) && $self->_fileobj->{filter_fetch_value}) {
548         $value = $self->_fileobj->{filter_fetch_value}->($value);
549     }
550
551     my $result = $self->{engine}->delete_bucket( $tag, $md5, $orig_key );
552
553     ##
554     # If this object is an array and the key deleted was on the end of the stack,
555     # decrement the length variable.
556     ##
557
558     $self->unlock();
559
560     return $value;
561 }
562
563 sub EXISTS {
564     ##
565     # Check if a single key or element exists given plain key or array index
566     ##
567     my $self = shift->_get_self;
568     my ($key) = @_;
569
570     my $md5 = $self->{engine}{digest}->($key);
571
572     ##
573     # Request shared lock for reading
574     ##
575     $self->lock( LOCK_SH );
576
577     my $tag = $self->{engine}->find_bucket_list( $self->_base_offset, $md5 );
578     if (!$tag) {
579         $self->unlock();
580
581         ##
582         # For some reason, the built-in exists() function returns '' for false
583         ##
584         return '';
585     }
586
587     ##
588     # Check if bucket exists and return 1 or ''
589     ##
590     my $result = $self->{engine}->bucket_exists( $tag, $md5 ) || '';
591
592     $self->unlock();
593
594     return $result;
595 }
596
597 sub CLEAR {
598     ##
599     # Clear all keys from hash, or all elements from array.
600     ##
601     my $self = shift->_get_self;
602
603     if ( $^O ne 'MSWin32' && !_is_writable( $self->_fh ) ) {
604         $self->_throw_error( 'Cannot write to a readonly filehandle' );
605     }
606
607     if ( my $afh = $self->_fileobj->{audit_fh} ) {
608         my $lhs = $self->_find_parent;
609
610         my $rhs = '()';
611         if ( $self->_type eq TYPE_HASH ) {
612             $lhs = '%{' . $lhs . '}';
613         }
614         else {
615             $lhs = '@{' . $lhs . '}';
616         }
617
618         flock( $afh, LOCK_EX );
619         print( $afh "$lhs = $rhs; # " . localtime(time) . "\n" );
620         flock( $afh, LOCK_UN );
621     }
622
623     ##
624     # Request exclusive lock for writing
625     ##
626     $self->lock( LOCK_EX );
627
628     my $fh = $self->_fh;
629
630     seek($fh, $self->_base_offset + $self->_fileobj->{file_offset}, SEEK_SET);
631     if (eof $fh) {
632         $self->unlock();
633         return;
634     }
635
636 #XXX This needs updating to use _release_space
637     $self->{engine}->write_tag(
638         $self->_base_offset, $self->_type,
639         chr(0)x$self->{engine}{index_size},
640     );
641
642     $self->unlock();
643
644     return 1;
645 }
646
647 ##
648 # Public method aliases
649 ##
650 sub put { (shift)->STORE( @_ ) }
651 sub store { (shift)->STORE( @_ ) }
652 sub get { (shift)->FETCH( @_ ) }
653 sub fetch { (shift)->FETCH( @_ ) }
654 sub delete { (shift)->DELETE( @_ ) }
655 sub exists { (shift)->EXISTS( @_ ) }
656 sub clear { (shift)->CLEAR( @_ ) }
657
658 1;
659 __END__
660
661 =head1 NAME
662
663 DBM::Deep - A pure perl multi-level hash/array DBM
664
665 =head1 SYNOPSIS
666
667   use DBM::Deep;
668   my $db = DBM::Deep->new( "foo.db" );
669
670   $db->{key} = 'value'; # tie() style
671   print $db->{key};
672
673   $db->put('key' => 'value'); # OO style
674   print $db->get('key');
675
676   # true multi-level support
677   $db->{my_complex} = [
678       'hello', { perl => 'rules' },
679       42, 99,
680   ];
681
682 =head1 DESCRIPTION
683
684 A unique flat-file database module, written in pure perl.  True
685 multi-level hash/array support (unlike MLDBM, which is faked), hybrid
686 OO / tie() interface, cross-platform FTPable files, and quite fast.  Can
687 handle millions of keys and unlimited hash levels without significant
688 slow-down.  Written from the ground-up in pure perl -- this is NOT a
689 wrapper around a C-based DBM.  Out-of-the-box compatibility with Unix,
690 Mac OS X and Windows.
691
692 =head1 VERSION DIFFERENCES
693
694 B<NOTE>: 0.99_01 and above have significant file format differences from 0.98 and
695 before. While attempts have been made to be backwards compatible, no guarantees.
696
697 =head1 INSTALLATION
698
699 Hopefully you are using Perl's excellent CPAN module, which will download
700 and install the module for you.  If not, get the tarball, and run these
701 commands:
702
703     tar zxf DBM-Deep-*
704     cd DBM-Deep-*
705     perl Makefile.PL
706     make
707     make test
708     make install
709
710 =head1 SETUP
711
712 Construction can be done OO-style (which is the recommended way), or using
713 Perl's tie() function.  Both are examined here.
714
715 =head2 OO CONSTRUCTION
716
717 The recommended way to construct a DBM::Deep object is to use the new()
718 method, which gets you a blessed, tied hash or array reference.
719
720     my $db = DBM::Deep->new( "foo.db" );
721
722 This opens a new database handle, mapped to the file "foo.db".  If this
723 file does not exist, it will automatically be created.  DB files are
724 opened in "r+" (read/write) mode, and the type of object returned is a
725 hash, unless otherwise specified (see L<OPTIONS> below).
726
727 You can pass a number of options to the constructor to specify things like
728 locking, autoflush, etc.  This is done by passing an inline hash:
729
730     my $db = DBM::Deep->new(
731         file => "foo.db",
732         locking => 1,
733         autoflush => 1
734     );
735
736 Notice that the filename is now specified I<inside> the hash with
737 the "file" parameter, as opposed to being the sole argument to the
738 constructor.  This is required if any options are specified.
739 See L<OPTIONS> below for the complete list.
740
741
742
743 You can also start with an array instead of a hash.  For this, you must
744 specify the C<type> parameter:
745
746     my $db = DBM::Deep->new(
747         file => "foo.db",
748         type => DBM::Deep->TYPE_ARRAY
749     );
750
751 B<Note:> Specifing the C<type> parameter only takes effect when beginning
752 a new DB file.  If you create a DBM::Deep object with an existing file, the
753 C<type> will be loaded from the file header, and an error will be thrown if
754 the wrong type is passed in.
755
756 =head2 TIE CONSTRUCTION
757
758 Alternately, you can create a DBM::Deep handle by using Perl's built-in
759 tie() function.  The object returned from tie() can be used to call methods,
760 such as lock() and unlock(), but cannot be used to assign to the DBM::Deep
761 file (as expected with most tie'd objects).
762
763     my %hash;
764     my $db = tie %hash, "DBM::Deep", "foo.db";
765
766     my @array;
767     my $db = tie @array, "DBM::Deep", "bar.db";
768
769 As with the OO constructor, you can replace the DB filename parameter with
770 a hash containing one or more options (see L<OPTIONS> just below for the
771 complete list).
772
773     tie %hash, "DBM::Deep", {
774         file => "foo.db",
775         locking => 1,
776         autoflush => 1
777     };
778
779 =head2 OPTIONS
780
781 There are a number of options that can be passed in when constructing your
782 DBM::Deep objects.  These apply to both the OO- and tie- based approaches.
783
784 =over
785
786 =item * file
787
788 Filename of the DB file to link the handle to.  You can pass a full absolute
789 filesystem path, partial path, or a plain filename if the file is in the
790 current working directory.  This is a required parameter (though q.v. fh).
791
792 =item * fh
793
794 If you want, you can pass in the fh instead of the file. This is most useful for doing
795 something like:
796
797   my $db = DBM::Deep->new( { fh => \*DATA } );
798
799 You are responsible for making sure that the fh has been opened appropriately for your
800 needs. If you open it read-only and attempt to write, an exception will be thrown. If you
801 open it write-only or append-only, an exception will be thrown immediately as DBM::Deep
802 needs to read from the fh.
803
804 =item * file_offset
805
806 This is the offset within the file that the DBM::Deep db starts. Most of the time, you will
807 not need to set this. However, it's there if you want it.
808
809 If you pass in fh and do not set this, it will be set appropriately.
810
811 =item * type
812
813 This parameter specifies what type of object to create, a hash or array.  Use
814 one of these two constants:
815
816 =over 4
817
818 =item * C<DBM::Deep-E<gt>TYPE_HASH>
819
820 =item * C<DBM::Deep-E<gt>TYPE_ARRAY>.
821
822 =back
823
824 This only takes effect when beginning a new file.  This is an optional
825 parameter, and defaults to C<DBM::Deep-E<gt>TYPE_HASH>.
826
827 =item * locking
828
829 Specifies whether locking is to be enabled.  DBM::Deep uses Perl's Fnctl flock()
830 function to lock the database in exclusive mode for writes, and shared mode for
831 reads.  Pass any true value to enable.  This affects the base DB handle I<and
832 any child hashes or arrays> that use the same DB file.  This is an optional
833 parameter, and defaults to 0 (disabled).  See L<LOCKING> below for more.
834
835 =item * autoflush
836
837 Specifies whether autoflush is to be enabled on the underlying filehandle.
838 This obviously slows down write operations, but is required if you may have
839 multiple processes accessing the same DB file (also consider enable I<locking>).
840 Pass any true value to enable.  This is an optional parameter, and defaults to 0
841 (disabled).
842
843 =item * autobless
844
845 If I<autobless> mode is enabled, DBM::Deep will preserve the class something
846 is blessed into, and restores it when fetched.  This is an optional parameter, and defaults to 1 (enabled).
847
848 B<Note:> If you use the OO-interface, you will not be able to call any methods
849 of DBM::Deep on the blessed item. This is considered to be a feature.
850
851 =item * filter_*
852
853 See L</FILTERS> below.
854
855 =back
856
857 =head1 TIE INTERFACE
858
859 With DBM::Deep you can access your databases using Perl's standard hash/array
860 syntax.  Because all DBM::Deep objects are I<tied> to hashes or arrays, you can
861 treat them as such.  DBM::Deep will intercept all reads/writes and direct them
862 to the right place -- the DB file.  This has nothing to do with the
863 L<TIE CONSTRUCTION> section above.  This simply tells you how to use DBM::Deep
864 using regular hashes and arrays, rather than calling functions like C<get()>
865 and C<put()> (although those work too).  It is entirely up to you how to want
866 to access your databases.
867
868 =head2 HASHES
869
870 You can treat any DBM::Deep object like a normal Perl hash reference.  Add keys,
871 or even nested hashes (or arrays) using standard Perl syntax:
872
873     my $db = DBM::Deep->new( "foo.db" );
874
875     $db->{mykey} = "myvalue";
876     $db->{myhash} = {};
877     $db->{myhash}->{subkey} = "subvalue";
878
879     print $db->{myhash}->{subkey} . "\n";
880
881 You can even step through hash keys using the normal Perl C<keys()> function:
882
883     foreach my $key (keys %$db) {
884         print "$key: " . $db->{$key} . "\n";
885     }
886
887 Remember that Perl's C<keys()> function extracts I<every> key from the hash and
888 pushes them onto an array, all before the loop even begins.  If you have an
889 extra large hash, this may exhaust Perl's memory.  Instead, consider using
890 Perl's C<each()> function, which pulls keys/values one at a time, using very
891 little memory:
892
893     while (my ($key, $value) = each %$db) {
894         print "$key: $value\n";
895     }
896
897 Please note that when using C<each()>, you should always pass a direct
898 hash reference, not a lookup.  Meaning, you should B<never> do this:
899
900     # NEVER DO THIS
901     while (my ($key, $value) = each %{$db->{foo}}) { # BAD
902
903 This causes an infinite loop, because for each iteration, Perl is calling
904 FETCH() on the $db handle, resulting in a "new" hash for foo every time, so
905 it effectively keeps returning the first key over and over again. Instead,
906 assign a temporary variable to C<$db->{foo}>, then pass that to each().
907
908 =head2 ARRAYS
909
910 As with hashes, you can treat any DBM::Deep object like a normal Perl array
911 reference.  This includes inserting, removing and manipulating elements,
912 and the C<push()>, C<pop()>, C<shift()>, C<unshift()> and C<splice()> functions.
913 The object must have first been created using type C<DBM::Deep-E<gt>TYPE_ARRAY>,
914 or simply be a nested array reference inside a hash.  Example:
915
916     my $db = DBM::Deep->new(
917         file => "foo-array.db",
918         type => DBM::Deep->TYPE_ARRAY
919     );
920
921     $db->[0] = "foo";
922     push @$db, "bar", "baz";
923     unshift @$db, "bah";
924
925     my $last_elem = pop @$db; # baz
926     my $first_elem = shift @$db; # bah
927     my $second_elem = $db->[1]; # bar
928
929     my $num_elements = scalar @$db;
930
931 =head1 OO INTERFACE
932
933 In addition to the I<tie()> interface, you can also use a standard OO interface
934 to manipulate all aspects of DBM::Deep databases.  Each type of object (hash or
935 array) has its own methods, but both types share the following common methods:
936 C<put()>, C<get()>, C<exists()>, C<delete()> and C<clear()>.
937
938 =over
939
940 =item * new() / clone()
941
942 These are the constructor and copy-functions.
943
944 =item * put() / store()
945
946 Stores a new hash key/value pair, or sets an array element value.  Takes two
947 arguments, the hash key or array index, and the new value.  The value can be
948 a scalar, hash ref or array ref.  Returns true on success, false on failure.
949
950     $db->put("foo", "bar"); # for hashes
951     $db->put(1, "bar"); # for arrays
952
953 =item * get() / fetch()
954
955 Fetches the value of a hash key or array element.  Takes one argument: the hash
956 key or array index.  Returns a scalar, hash ref or array ref, depending on the
957 data type stored.
958
959     my $value = $db->get("foo"); # for hashes
960     my $value = $db->get(1); # for arrays
961
962 =item * exists()
963
964 Checks if a hash key or array index exists.  Takes one argument: the hash key
965 or array index.  Returns true if it exists, false if not.
966
967     if ($db->exists("foo")) { print "yay!\n"; } # for hashes
968     if ($db->exists(1)) { print "yay!\n"; } # for arrays
969
970 =item * delete()
971
972 Deletes one hash key/value pair or array element.  Takes one argument: the hash
973 key or array index.  Returns true on success, false if not found.  For arrays,
974 the remaining elements located after the deleted element are NOT moved over.
975 The deleted element is essentially just undefined, which is exactly how Perl's
976 internal arrays work.  Please note that the space occupied by the deleted
977 key/value or element is B<not> reused again -- see L<UNUSED SPACE RECOVERY>
978 below for details and workarounds.
979
980     $db->delete("foo"); # for hashes
981     $db->delete(1); # for arrays
982
983 =item * clear()
984
985 Deletes B<all> hash keys or array elements.  Takes no arguments.  No return
986 value.  Please note that the space occupied by the deleted keys/values or
987 elements is B<not> reused again -- see L<UNUSED SPACE RECOVERY> below for
988 details and workarounds.
989
990     $db->clear(); # hashes or arrays
991
992 =item * lock() / unlock()
993
994 q.v. Locking.
995
996 =item * optimize()
997
998 Recover lost disk space.
999
1000 =item * import() / export()
1001
1002 Data going in and out.
1003
1004 =back
1005
1006 =head2 HASHES
1007
1008 For hashes, DBM::Deep supports all the common methods described above, and the
1009 following additional methods: C<first_key()> and C<next_key()>.
1010
1011 =over
1012
1013 =item * first_key()
1014
1015 Returns the "first" key in the hash.  As with built-in Perl hashes, keys are
1016 fetched in an undefined order (which appears random).  Takes no arguments,
1017 returns the key as a scalar value.
1018
1019     my $key = $db->first_key();
1020
1021 =item * next_key()
1022
1023 Returns the "next" key in the hash, given the previous one as the sole argument.
1024 Returns undef if there are no more keys to be fetched.
1025
1026     $key = $db->next_key($key);
1027
1028 =back
1029
1030 Here are some examples of using hashes:
1031
1032     my $db = DBM::Deep->new( "foo.db" );
1033
1034     $db->put("foo", "bar");
1035     print "foo: " . $db->get("foo") . "\n";
1036
1037     $db->put("baz", {}); # new child hash ref
1038     $db->get("baz")->put("buz", "biz");
1039     print "buz: " . $db->get("baz")->get("buz") . "\n";
1040
1041     my $key = $db->first_key();
1042     while ($key) {
1043         print "$key: " . $db->get($key) . "\n";
1044         $key = $db->next_key($key);
1045     }
1046
1047     if ($db->exists("foo")) { $db->delete("foo"); }
1048
1049 =head2 ARRAYS
1050
1051 For arrays, DBM::Deep supports all the common methods described above, and the
1052 following additional methods: C<length()>, C<push()>, C<pop()>, C<shift()>,
1053 C<unshift()> and C<splice()>.
1054
1055 =over
1056
1057 =item * length()
1058
1059 Returns the number of elements in the array.  Takes no arguments.
1060
1061     my $len = $db->length();
1062
1063 =item * push()
1064
1065 Adds one or more elements onto the end of the array.  Accepts scalars, hash
1066 refs or array refs.  No return value.
1067
1068     $db->push("foo", "bar", {});
1069
1070 =item * pop()
1071
1072 Fetches the last element in the array, and deletes it.  Takes no arguments.
1073 Returns undef if array is empty.  Returns the element value.
1074
1075     my $elem = $db->pop();
1076
1077 =item * shift()
1078
1079 Fetches the first element in the array, deletes it, then shifts all the
1080 remaining elements over to take up the space.  Returns the element value.  This
1081 method is not recommended with large arrays -- see L<LARGE ARRAYS> below for
1082 details.
1083
1084     my $elem = $db->shift();
1085
1086 =item * unshift()
1087
1088 Inserts one or more elements onto the beginning of the array, shifting all
1089 existing elements over to make room.  Accepts scalars, hash refs or array refs.
1090 No return value.  This method is not recommended with large arrays -- see
1091 <LARGE ARRAYS> below for details.
1092
1093     $db->unshift("foo", "bar", {});
1094
1095 =item * splice()
1096
1097 Performs exactly like Perl's built-in function of the same name.  See L<perldoc
1098 -f splice> for usage -- it is too complicated to document here.  This method is
1099 not recommended with large arrays -- see L<LARGE ARRAYS> below for details.
1100
1101 =back
1102
1103 Here are some examples of using arrays:
1104
1105     my $db = DBM::Deep->new(
1106         file => "foo.db",
1107         type => DBM::Deep->TYPE_ARRAY
1108     );
1109
1110     $db->push("bar", "baz");
1111     $db->unshift("foo");
1112     $db->put(3, "buz");
1113
1114     my $len = $db->length();
1115     print "length: $len\n"; # 4
1116
1117     for (my $k=0; $k<$len; $k++) {
1118         print "$k: " . $db->get($k) . "\n";
1119     }
1120
1121     $db->splice(1, 2, "biz", "baf");
1122
1123     while (my $elem = shift @$db) {
1124         print "shifted: $elem\n";
1125     }
1126
1127 =head1 LOCKING
1128
1129 Enable automatic file locking by passing a true value to the C<locking>
1130 parameter when constructing your DBM::Deep object (see L<SETUP> above).
1131
1132     my $db = DBM::Deep->new(
1133         file => "foo.db",
1134         locking => 1
1135     );
1136
1137 This causes DBM::Deep to C<flock()> the underlying filehandle with exclusive
1138 mode for writes, and shared mode for reads.  This is required if you have
1139 multiple processes accessing the same database file, to avoid file corruption.
1140 Please note that C<flock()> does NOT work for files over NFS.  See L<DB OVER
1141 NFS> below for more.
1142
1143 =head2 EXPLICIT LOCKING
1144
1145 You can explicitly lock a database, so it remains locked for multiple
1146 transactions.  This is done by calling the C<lock()> method, and passing an
1147 optional lock mode argument (defaults to exclusive mode).  This is particularly
1148 useful for things like counters, where the current value needs to be fetched,
1149 then incremented, then stored again.
1150
1151     $db->lock();
1152     my $counter = $db->get("counter");
1153     $counter++;
1154     $db->put("counter", $counter);
1155     $db->unlock();
1156
1157     # or...
1158
1159     $db->lock();
1160     $db->{counter}++;
1161     $db->unlock();
1162
1163 You can pass C<lock()> an optional argument, which specifies which mode to use
1164 (exclusive or shared).  Use one of these two constants: C<DBM::Deep-E<gt>LOCK_EX>
1165 or C<DBM::Deep-E<gt>LOCK_SH>.  These are passed directly to C<flock()>, and are the
1166 same as the constants defined in Perl's C<Fcntl> module.
1167
1168     $db->lock( DBM::Deep->LOCK_SH );
1169     # something here
1170     $db->unlock();
1171
1172 =head1 IMPORTING/EXPORTING
1173
1174 You can import existing complex structures by calling the C<import()> method,
1175 and export an entire database into an in-memory structure using the C<export()>
1176 method.  Both are examined here.
1177
1178 =head2 IMPORTING
1179
1180 Say you have an existing hash with nested hashes/arrays inside it.  Instead of
1181 walking the structure and adding keys/elements to the database as you go,
1182 simply pass a reference to the C<import()> method.  This recursively adds
1183 everything to an existing DBM::Deep object for you.  Here is an example:
1184
1185     my $struct = {
1186         key1 => "value1",
1187         key2 => "value2",
1188         array1 => [ "elem0", "elem1", "elem2" ],
1189         hash1 => {
1190             subkey1 => "subvalue1",
1191             subkey2 => "subvalue2"
1192         }
1193     };
1194
1195     my $db = DBM::Deep->new( "foo.db" );
1196     $db->import( $struct );
1197
1198     print $db->{key1} . "\n"; # prints "value1"
1199
1200 This recursively imports the entire C<$struct> object into C<$db>, including
1201 all nested hashes and arrays.  If the DBM::Deep object contains exsiting data,
1202 keys are merged with the existing ones, replacing if they already exist.
1203 The C<import()> method can be called on any database level (not just the base
1204 level), and works with both hash and array DB types.
1205
1206 B<Note:> Make sure your existing structure has no circular references in it.
1207 These will cause an infinite loop when importing.
1208
1209 =head2 EXPORTING
1210
1211 Calling the C<export()> method on an existing DBM::Deep object will return
1212 a reference to a new in-memory copy of the database.  The export is done
1213 recursively, so all nested hashes/arrays are all exported to standard Perl
1214 objects.  Here is an example:
1215
1216     my $db = DBM::Deep->new( "foo.db" );
1217
1218     $db->{key1} = "value1";
1219     $db->{key2} = "value2";
1220     $db->{hash1} = {};
1221     $db->{hash1}->{subkey1} = "subvalue1";
1222     $db->{hash1}->{subkey2} = "subvalue2";
1223
1224     my $struct = $db->export();
1225
1226     print $struct->{key1} . "\n"; # prints "value1"
1227
1228 This makes a complete copy of the database in memory, and returns a reference
1229 to it.  The C<export()> method can be called on any database level (not just
1230 the base level), and works with both hash and array DB types.  Be careful of
1231 large databases -- you can store a lot more data in a DBM::Deep object than an
1232 in-memory Perl structure.
1233
1234 B<Note:> Make sure your database has no circular references in it.
1235 These will cause an infinite loop when exporting.
1236
1237 =head1 FILTERS
1238
1239 DBM::Deep has a number of hooks where you can specify your own Perl function
1240 to perform filtering on incoming or outgoing data.  This is a perfect
1241 way to extend the engine, and implement things like real-time compression or
1242 encryption.  Filtering applies to the base DB level, and all child hashes /
1243 arrays.  Filter hooks can be specified when your DBM::Deep object is first
1244 constructed, or by calling the C<set_filter()> method at any time.  There are
1245 four available filter hooks, described below:
1246
1247 =over
1248
1249 =item * filter_store_key
1250
1251 This filter is called whenever a hash key is stored.  It
1252 is passed the incoming key, and expected to return a transformed key.
1253
1254 =item * filter_store_value
1255
1256 This filter is called whenever a hash key or array element is stored.  It
1257 is passed the incoming value, and expected to return a transformed value.
1258
1259 =item * filter_fetch_key
1260
1261 This filter is called whenever a hash key is fetched (i.e. via
1262 C<first_key()> or C<next_key()>).  It is passed the transformed key,
1263 and expected to return the plain key.
1264
1265 =item * filter_fetch_value
1266
1267 This filter is called whenever a hash key or array element is fetched.
1268 It is passed the transformed value, and expected to return the plain value.
1269
1270 =back
1271
1272 Here are the two ways to setup a filter hook:
1273
1274     my $db = DBM::Deep->new(
1275         file => "foo.db",
1276         filter_store_value => \&my_filter_store,
1277         filter_fetch_value => \&my_filter_fetch
1278     );
1279
1280     # or...
1281
1282     $db->set_filter( "filter_store_value", \&my_filter_store );
1283     $db->set_filter( "filter_fetch_value", \&my_filter_fetch );
1284
1285 Your filter function will be called only when dealing with SCALAR keys or
1286 values.  When nested hashes and arrays are being stored/fetched, filtering
1287 is bypassed.  Filters are called as static functions, passed a single SCALAR
1288 argument, and expected to return a single SCALAR value.  If you want to
1289 remove a filter, set the function reference to C<undef>:
1290
1291     $db->set_filter( "filter_store_value", undef );
1292
1293 =head2 REAL-TIME ENCRYPTION EXAMPLE
1294
1295 Here is a working example that uses the I<Crypt::Blowfish> module to
1296 do real-time encryption / decryption of keys & values with DBM::Deep Filters.
1297 Please visit L<http://search.cpan.org/search?module=Crypt::Blowfish> for more
1298 on I<Crypt::Blowfish>.  You'll also need the I<Crypt::CBC> module.
1299
1300     use DBM::Deep;
1301     use Crypt::Blowfish;
1302     use Crypt::CBC;
1303
1304     my $cipher = Crypt::CBC->new({
1305         'key'             => 'my secret key',
1306         'cipher'          => 'Blowfish',
1307         'iv'              => '$KJh#(}q',
1308         'regenerate_key'  => 0,
1309         'padding'         => 'space',
1310         'prepend_iv'      => 0
1311     });
1312
1313     my $db = DBM::Deep->new(
1314         file => "foo-encrypt.db",
1315         filter_store_key => \&my_encrypt,
1316         filter_store_value => \&my_encrypt,
1317         filter_fetch_key => \&my_decrypt,
1318         filter_fetch_value => \&my_decrypt,
1319     );
1320
1321     $db->{key1} = "value1";
1322     $db->{key2} = "value2";
1323     print "key1: " . $db->{key1} . "\n";
1324     print "key2: " . $db->{key2} . "\n";
1325
1326     undef $db;
1327     exit;
1328
1329     sub my_encrypt {
1330         return $cipher->encrypt( $_[0] );
1331     }
1332     sub my_decrypt {
1333         return $cipher->decrypt( $_[0] );
1334     }
1335
1336 =head2 REAL-TIME COMPRESSION EXAMPLE
1337
1338 Here is a working example that uses the I<Compress::Zlib> module to do real-time
1339 compression / decompression of keys & values with DBM::Deep Filters.
1340 Please visit L<http://search.cpan.org/search?module=Compress::Zlib> for
1341 more on I<Compress::Zlib>.
1342
1343     use DBM::Deep;
1344     use Compress::Zlib;
1345
1346     my $db = DBM::Deep->new(
1347         file => "foo-compress.db",
1348         filter_store_key => \&my_compress,
1349         filter_store_value => \&my_compress,
1350         filter_fetch_key => \&my_decompress,
1351         filter_fetch_value => \&my_decompress,
1352     );
1353
1354     $db->{key1} = "value1";
1355     $db->{key2} = "value2";
1356     print "key1: " . $db->{key1} . "\n";
1357     print "key2: " . $db->{key2} . "\n";
1358
1359     undef $db;
1360     exit;
1361
1362     sub my_compress {
1363         return Compress::Zlib::memGzip( $_[0] ) ;
1364     }
1365     sub my_decompress {
1366         return Compress::Zlib::memGunzip( $_[0] ) ;
1367     }
1368
1369 B<Note:> Filtering of keys only applies to hashes.  Array "keys" are
1370 actually numerical index numbers, and are not filtered.
1371
1372 =head1 ERROR HANDLING
1373
1374 Most DBM::Deep methods return a true value for success, and call die() on
1375 failure.  You can wrap calls in an eval block to catch the die.
1376
1377     my $db = DBM::Deep->new( "foo.db" ); # create hash
1378     eval { $db->push("foo"); }; # ILLEGAL -- push is array-only call
1379
1380     print $@;           # prints error message
1381
1382 =head1 LARGEFILE SUPPORT
1383
1384 If you have a 64-bit system, and your Perl is compiled with both LARGEFILE
1385 and 64-bit support, you I<may> be able to create databases larger than 2 GB.
1386 DBM::Deep by default uses 32-bit file offset tags, but these can be changed
1387 by specifying the 'pack_size' parameter when constructing the file.
1388
1389     DBM::Deep->new(
1390         filename => $filename,
1391         pack_size => 'large',
1392     );
1393
1394 This tells DBM::Deep to pack all file offsets with 8-byte (64-bit) quad words
1395 instead of 32-bit longs.  After setting these values your DB files have a
1396 theoretical maximum size of 16 XB (exabytes).
1397
1398 You can also use C<pack_size =E<gt> 'small'> in order to use 16-bit file
1399 offsets.
1400
1401 B<Note:> Changing these values will B<NOT> work for existing database files.
1402 Only change this for new files. Once the value has been set, it is stored in
1403 the file's header and cannot be changed for the life of the file. These
1404 parameters are per-file, meaning you can access 32-bit and 64-bit files, as
1405 you chose.
1406
1407 B<Note:> We have not personally tested files larger than 2 GB -- all my
1408 systems have only a 32-bit Perl.  However, I have received user reports that
1409 this does indeed work!
1410
1411 =head1 LOW-LEVEL ACCESS
1412
1413 If you require low-level access to the underlying filehandle that DBM::Deep uses,
1414 you can call the C<_fh()> method, which returns the handle:
1415
1416     my $fh = $db->_fh();
1417
1418 This method can be called on the root level of the datbase, or any child
1419 hashes or arrays.  All levels share a I<root> structure, which contains things
1420 like the filehandle, a reference counter, and all the options specified
1421 when you created the object.  You can get access to this file object by
1422 calling the C<_fileobj()> method.
1423
1424     my $file_obj = $db->_fileobj();
1425
1426 This is useful for changing options after the object has already been created,
1427 such as enabling/disabling locking.  You can also store your own temporary user
1428 data in this structure (be wary of name collision), which is then accessible from
1429 any child hash or array.
1430
1431 =head1 CUSTOM DIGEST ALGORITHM
1432
1433 DBM::Deep by default uses the I<Message Digest 5> (MD5) algorithm for hashing
1434 keys.  However you can override this, and use another algorithm (such as SHA-256)
1435 or even write your own.  But please note that DBM::Deep currently expects zero
1436 collisions, so your algorithm has to be I<perfect>, so to speak. Collision
1437 detection may be introduced in a later version.
1438
1439 You can specify a custom digest algorithm by passing it into the parameter
1440 list for new(), passing a reference to a subroutine as the 'digest' parameter,
1441 and the length of the algorithm's hashes (in bytes) as the 'hash_size'
1442 parameter. Here is a working example that uses a 256-bit hash from the
1443 I<Digest::SHA256> module.  Please see
1444 L<http://search.cpan.org/search?module=Digest::SHA256> for more information.
1445
1446     use DBM::Deep;
1447     use Digest::SHA256;
1448
1449     my $context = Digest::SHA256::new(256);
1450
1451     my $db = DBM::Deep->new(
1452         filename => "foo-sha.db",
1453         digest => \&my_digest,
1454         hash_size => 32,
1455     );
1456
1457     $db->{key1} = "value1";
1458     $db->{key2} = "value2";
1459     print "key1: " . $db->{key1} . "\n";
1460     print "key2: " . $db->{key2} . "\n";
1461
1462     undef $db;
1463     exit;
1464
1465     sub my_digest {
1466         return substr( $context->hash($_[0]), 0, 32 );
1467     }
1468
1469 B<Note:> Your returned digest strings must be B<EXACTLY> the number
1470 of bytes you specify in the hash_size parameter (in this case 32).
1471
1472 B<Note:> If you do choose to use a custom digest algorithm, you must set it
1473 every time you access this file. Otherwise, the default (MD5) will be used.
1474
1475 =head1 CIRCULAR REFERENCES
1476
1477 DBM::Deep has B<experimental> support for circular references.  Meaning you
1478 can have a nested hash key or array element that points to a parent object.
1479 This relationship is stored in the DB file, and is preserved between sessions.
1480 Here is an example:
1481
1482     my $db = DBM::Deep->new( "foo.db" );
1483
1484     $db->{foo} = "bar";
1485     $db->{circle} = $db; # ref to self
1486
1487     print $db->{foo} . "\n"; # prints "bar"
1488     print $db->{circle}->{foo} . "\n"; # prints "bar" again
1489
1490 B<Note>: Passing the object to a function that recursively walks the
1491 object tree (such as I<Data::Dumper> or even the built-in C<optimize()> or
1492 C<export()> methods) will result in an infinite loop. This will be fixed in
1493 a future release.
1494
1495 =head1 CAVEATS / ISSUES / BUGS
1496
1497 This section describes all the known issues with DBM::Deep.  It you have found
1498 something that is not listed here, please send e-mail to L<jhuckaby@cpan.org>.
1499
1500 =head2 UNUSED SPACE RECOVERY
1501
1502 One major caveat with DBM::Deep is that space occupied by existing keys and
1503 values is not recovered when they are deleted.  Meaning if you keep deleting
1504 and adding new keys, your file will continuously grow.  I am working on this,
1505 but in the meantime you can call the built-in C<optimize()> method from time to
1506 time (perhaps in a crontab or something) to recover all your unused space.
1507
1508     $db->optimize(); # returns true on success
1509
1510 This rebuilds the ENTIRE database into a new file, then moves it on top of
1511 the original.  The new file will have no unused space, thus it will take up as
1512 little disk space as possible.  Please note that this operation can take
1513 a long time for large files, and you need enough disk space to temporarily hold
1514 2 copies of your DB file.  The temporary file is created in the same directory
1515 as the original, named with a ".tmp" extension, and is deleted when the
1516 operation completes.  Oh, and if locking is enabled, the DB is automatically
1517 locked for the entire duration of the copy.
1518
1519 B<WARNING:> Only call optimize() on the top-level node of the database, and
1520 make sure there are no child references lying around.  DBM::Deep keeps a reference
1521 counter, and if it is greater than 1, optimize() will abort and return undef.
1522
1523 =head2 REFERENCES
1524
1525 (The reasons given assume a high level of Perl understanding, specifically of
1526 references. You can safely skip this section.)
1527
1528 Currently, the only references supported are HASH and ARRAY. The other reference
1529 types (SCALAR, CODE, GLOB, and REF) cannot be supported for various reasons.
1530
1531 =over 4
1532
1533 =item * GLOB
1534
1535 These are things like filehandles and other sockets. They can't be supported
1536 because it's completely unclear how DBM::Deep should serialize them.
1537
1538 =item * SCALAR / REF
1539
1540 The discussion here refers to the following type of example:
1541
1542   my $x = 25;
1543   $db->{key1} = \$x;
1544
1545   $x = 50;
1546
1547   # In some other process ...
1548
1549   my $val = ${ $db->{key1} };
1550
1551   is( $val, 50, "What actually gets stored in the DB file?" );
1552
1553 The problem is one of synchronization. When the variable being referred to
1554 changes value, the reference isn't notified. This means that the new value won't
1555 be stored in the datafile for other processes to read. There is no TIEREF.
1556
1557 It is theoretically possible to store references to values already within a
1558 DBM::Deep object because everything already is synchronized, but the change to
1559 the internals would be quite large. Specifically, DBM::Deep would have to tie
1560 every single value that is stored. This would bloat the RAM footprint of
1561 DBM::Deep at least twofold (if not more) and be a significant performance drain,
1562 all to support a feature that has never been requested.
1563
1564 =item * CODE
1565
1566 L<http://search.cpan.org/search?module=Data::Dump::Streamer> provides a
1567 mechanism for serializing coderefs, including saving off all closure state.
1568 However, just as for SCALAR and REF, that closure state may change without
1569 notifying the DBM::Deep object storing the reference.
1570
1571 =back
1572
1573 =head2 FILE CORRUPTION
1574
1575 The current level of error handling in DBM::Deep is minimal.  Files I<are> checked
1576 for a 32-bit signature when opened, but other corruption in files can cause
1577 segmentation faults.  DBM::Deep may try to seek() past the end of a file, or get
1578 stuck in an infinite loop depending on the level of corruption.  File write
1579 operations are not checked for failure (for speed), so if you happen to run
1580 out of disk space, DBM::Deep will probably fail in a bad way.  These things will
1581 be addressed in a later version of DBM::Deep.
1582
1583 =head2 DB OVER NFS
1584
1585 Beware of using DB files over NFS.  DBM::Deep uses flock(), which works well on local
1586 filesystems, but will NOT protect you from file corruption over NFS.  I've heard
1587 about setting up your NFS server with a locking daemon, then using lockf() to
1588 lock your files, but your mileage may vary there as well.  From what I
1589 understand, there is no real way to do it.  However, if you need access to the
1590 underlying filehandle in DBM::Deep for using some other kind of locking scheme like
1591 lockf(), see the L<LOW-LEVEL ACCESS> section above.
1592
1593 =head2 COPYING OBJECTS
1594
1595 Beware of copying tied objects in Perl.  Very strange things can happen.
1596 Instead, use DBM::Deep's C<clone()> method which safely copies the object and
1597 returns a new, blessed, tied hash or array to the same level in the DB.
1598
1599     my $copy = $db->clone();
1600
1601 B<Note>: Since clone() here is cloning the object, not the database location, any
1602 modifications to either $db or $copy will be visible in both.
1603
1604 =head2 LARGE ARRAYS
1605
1606 Beware of using C<shift()>, C<unshift()> or C<splice()> with large arrays.
1607 These functions cause every element in the array to move, which can be murder
1608 on DBM::Deep, as every element has to be fetched from disk, then stored again in
1609 a different location.  This will be addressed in the forthcoming version 1.00.
1610
1611 =head2 WRITEONLY FILES
1612
1613 If you pass in a filehandle to new(), you may have opened it in either a readonly or
1614 writeonly mode. STORE will verify that the filehandle is writable. However, there
1615 doesn't seem to be a good way to determine if a filehandle is readable. And, if the
1616 filehandle isn't readable, it's not clear what will happen. So, don't do that.
1617
1618 =head1 PERFORMANCE
1619
1620 This section discusses DBM::Deep's speed and memory usage.
1621
1622 =head2 SPEED
1623
1624 Obviously, DBM::Deep isn't going to be as fast as some C-based DBMs, such as
1625 the almighty I<BerkeleyDB>.  But it makes up for it in features like true
1626 multi-level hash/array support, and cross-platform FTPable files.  Even so,
1627 DBM::Deep is still pretty fast, and the speed stays fairly consistent, even
1628 with huge databases.  Here is some test data:
1629
1630     Adding 1,000,000 keys to new DB file...
1631
1632     At 100 keys, avg. speed is 2,703 keys/sec
1633     At 200 keys, avg. speed is 2,642 keys/sec
1634     At 300 keys, avg. speed is 2,598 keys/sec
1635     At 400 keys, avg. speed is 2,578 keys/sec
1636     At 500 keys, avg. speed is 2,722 keys/sec
1637     At 600 keys, avg. speed is 2,628 keys/sec
1638     At 700 keys, avg. speed is 2,700 keys/sec
1639     At 800 keys, avg. speed is 2,607 keys/sec
1640     At 900 keys, avg. speed is 2,190 keys/sec
1641     At 1,000 keys, avg. speed is 2,570 keys/sec
1642     At 2,000 keys, avg. speed is 2,417 keys/sec
1643     At 3,000 keys, avg. speed is 1,982 keys/sec
1644     At 4,000 keys, avg. speed is 1,568 keys/sec
1645     At 5,000 keys, avg. speed is 1,533 keys/sec
1646     At 6,000 keys, avg. speed is 1,787 keys/sec
1647     At 7,000 keys, avg. speed is 1,977 keys/sec
1648     At 8,000 keys, avg. speed is 2,028 keys/sec
1649     At 9,000 keys, avg. speed is 2,077 keys/sec
1650     At 10,000 keys, avg. speed is 2,031 keys/sec
1651     At 20,000 keys, avg. speed is 1,970 keys/sec
1652     At 30,000 keys, avg. speed is 2,050 keys/sec
1653     At 40,000 keys, avg. speed is 2,073 keys/sec
1654     At 50,000 keys, avg. speed is 1,973 keys/sec
1655     At 60,000 keys, avg. speed is 1,914 keys/sec
1656     At 70,000 keys, avg. speed is 2,091 keys/sec
1657     At 80,000 keys, avg. speed is 2,103 keys/sec
1658     At 90,000 keys, avg. speed is 1,886 keys/sec
1659     At 100,000 keys, avg. speed is 1,970 keys/sec
1660     At 200,000 keys, avg. speed is 2,053 keys/sec
1661     At 300,000 keys, avg. speed is 1,697 keys/sec
1662     At 400,000 keys, avg. speed is 1,838 keys/sec
1663     At 500,000 keys, avg. speed is 1,941 keys/sec
1664     At 600,000 keys, avg. speed is 1,930 keys/sec
1665     At 700,000 keys, avg. speed is 1,735 keys/sec
1666     At 800,000 keys, avg. speed is 1,795 keys/sec
1667     At 900,000 keys, avg. speed is 1,221 keys/sec
1668     At 1,000,000 keys, avg. speed is 1,077 keys/sec
1669
1670 This test was performed on a PowerMac G4 1gHz running Mac OS X 10.3.2 & Perl
1671 5.8.1, with an 80GB Ultra ATA/100 HD spinning at 7200RPM.  The hash keys and
1672 values were between 6 - 12 chars in length.  The DB file ended up at 210MB.
1673 Run time was 12 min 3 sec.
1674
1675 =head2 MEMORY USAGE
1676
1677 One of the great things about DBM::Deep is that it uses very little memory.
1678 Even with huge databases (1,000,000+ keys) you will not see much increased
1679 memory on your process.  DBM::Deep relies solely on the filesystem for storing
1680 and fetching data.  Here is output from I</usr/bin/top> before even opening a
1681 database handle:
1682
1683       PID USER     PRI  NI  SIZE  RSS SHARE STAT %CPU %MEM   TIME COMMAND
1684     22831 root      11   0  2716 2716  1296 R     0.0  0.2   0:07 perl
1685
1686 Basically the process is taking 2,716K of memory.  And here is the same
1687 process after storing and fetching 1,000,000 keys:
1688
1689       PID USER     PRI  NI  SIZE  RSS SHARE STAT %CPU %MEM   TIME COMMAND
1690     22831 root      14   0  2772 2772  1328 R     0.0  0.2  13:32 perl
1691
1692 Notice the memory usage increased by only 56K.  Test was performed on a 700mHz
1693 x86 box running Linux RedHat 7.2 & Perl 5.6.1.
1694
1695 =head1 DB FILE FORMAT
1696
1697 In case you were interested in the underlying DB file format, it is documented
1698 here in this section.  You don't need to know this to use the module, it's just
1699 included for reference.
1700
1701 =head2 SIGNATURE
1702
1703 DBM::Deep files always start with a 32-bit signature to identify the file type.
1704 This is at offset 0.  The signature is "DPDB" in network byte order.  This is
1705 checked for when the file is opened and an error will be thrown if it's not found.
1706
1707 =head2 TAG
1708
1709 The DBM::Deep file is in a I<tagged format>, meaning each section of the file
1710 has a standard header containing the type of data, the length of data, and then
1711 the data itself.  The type is a single character (1 byte), the length is a
1712 32-bit unsigned long in network byte order, and the data is, well, the data.
1713 Here is how it unfolds:
1714
1715 =head2 MASTER INDEX
1716
1717 Immediately after the 32-bit file signature is the I<Master Index> record.
1718 This is a standard tag header followed by 1024 bytes (in 32-bit mode) or 2048
1719 bytes (in 64-bit mode) of data.  The type is I<H> for hash or I<A> for array,
1720 depending on how the DBM::Deep object was constructed.
1721
1722 The index works by looking at a I<MD5 Hash> of the hash key (or array index
1723 number).  The first 8-bit char of the MD5 signature is the offset into the
1724 index, multipled by 4 in 32-bit mode, or 8 in 64-bit mode.  The value of the
1725 index element is a file offset of the next tag for the key/element in question,
1726 which is usually a I<Bucket List> tag (see below).
1727
1728 The next tag I<could> be another index, depending on how many keys/elements
1729 exist.  See L<RE-INDEXING> below for details.
1730
1731 =head2 BUCKET LIST
1732
1733 A I<Bucket List> is a collection of 16 MD5 hashes for keys/elements, plus
1734 file offsets to where the actual data is stored.  It starts with a standard
1735 tag header, with type I<B>, and a data size of 320 bytes in 32-bit mode, or
1736 384 bytes in 64-bit mode.  Each MD5 hash is stored in full (16 bytes), plus
1737 the 32-bit or 64-bit file offset for the I<Bucket> containing the actual data.
1738 When the list fills up, a I<Re-Index> operation is performed (See
1739 L<RE-INDEXING> below).
1740
1741 =head2 BUCKET
1742
1743 A I<Bucket> is a tag containing a key/value pair (in hash mode), or a
1744 index/value pair (in array mode).  It starts with a standard tag header with
1745 type I<D> for scalar data (string, binary, etc.), or it could be a nested
1746 hash (type I<H>) or array (type I<A>).  The value comes just after the tag
1747 header.  The size reported in the tag header is only for the value, but then,
1748 just after the value is another size (32-bit unsigned long) and then the plain
1749 key itself.  Since the value is likely to be fetched more often than the plain
1750 key, I figured it would be I<slightly> faster to store the value first.
1751
1752 If the type is I<H> (hash) or I<A> (array), the value is another I<Master Index>
1753 record for the nested structure, where the process begins all over again.
1754
1755 =head2 RE-INDEXING
1756
1757 After a I<Bucket List> grows to 16 records, its allocated space in the file is
1758 exhausted.  Then, when another key/element comes in, the list is converted to a
1759 new index record.  However, this index will look at the next char in the MD5
1760 hash, and arrange new Bucket List pointers accordingly.  This process is called
1761 I<Re-Indexing>.  Basically, a new index tag is created at the file EOF, and all
1762 17 (16 + new one) keys/elements are removed from the old Bucket List and
1763 inserted into the new index.  Several new Bucket Lists are created in the
1764 process, as a new MD5 char from the key is being examined (it is unlikely that
1765 the keys will all share the same next char of their MD5s).
1766
1767 Because of the way the I<MD5> algorithm works, it is impossible to tell exactly
1768 when the Bucket Lists will turn into indexes, but the first round tends to
1769 happen right around 4,000 keys.  You will see a I<slight> decrease in
1770 performance here, but it picks back up pretty quick (see L<SPEED> above).  Then
1771 it takes B<a lot> more keys to exhaust the next level of Bucket Lists.  It's
1772 right around 900,000 keys.  This process can continue nearly indefinitely --
1773 right up until the point the I<MD5> signatures start colliding with each other,
1774 and this is B<EXTREMELY> rare -- like winning the lottery 5 times in a row AND
1775 getting struck by lightning while you are walking to cash in your tickets.
1776 Theoretically, since I<MD5> hashes are 128-bit values, you I<could> have up to
1777 340,282,366,921,000,000,000,000,000,000,000,000,000 keys/elements (I believe
1778 this is 340 unodecillion, but don't quote me).
1779
1780 =head2 STORING
1781
1782 When a new key/element is stored, the key (or index number) is first run through
1783 I<Digest::MD5> to get a 128-bit signature (example, in hex:
1784 b05783b0773d894396d475ced9d2f4f6).  Then, the I<Master Index> record is checked
1785 for the first char of the signature (in this case I<b0>).  If it does not exist,
1786 a new I<Bucket List> is created for our key (and the next 15 future keys that
1787 happen to also have I<b> as their first MD5 char).  The entire MD5 is written
1788 to the I<Bucket List> along with the offset of the new I<Bucket> record (EOF at
1789 this point, unless we are replacing an existing I<Bucket>), where the actual
1790 data will be stored.
1791
1792 =head2 FETCHING
1793
1794 Fetching an existing key/element involves getting a I<Digest::MD5> of the key
1795 (or index number), then walking along the indexes.  If there are enough
1796 keys/elements in this DB level, there might be nested indexes, each linked to
1797 a particular char of the MD5.  Finally, a I<Bucket List> is pointed to, which
1798 contains up to 16 full MD5 hashes.  Each is checked for equality to the key in
1799 question.  If we found a match, the I<Bucket> tag is loaded, where the value and
1800 plain key are stored.
1801
1802 Fetching the plain key occurs when calling the I<first_key()> and I<next_key()>
1803 methods.  In this process the indexes are walked systematically, and each key
1804 fetched in increasing MD5 order (which is why it appears random).   Once the
1805 I<Bucket> is found, the value is skipped and the plain key returned instead.
1806 B<Note:> Do not count on keys being fetched as if the MD5 hashes were
1807 alphabetically sorted.  This only happens on an index-level -- as soon as the
1808 I<Bucket Lists> are hit, the keys will come out in the order they went in --
1809 so it's pretty much undefined how the keys will come out -- just like Perl's
1810 built-in hashes.
1811
1812 =head1 CODE COVERAGE
1813
1814 We use B<Devel::Cover> to test the code coverage of our tests, below is the
1815 B<Devel::Cover> report on this module's test suite.
1816
1817   ----------------------------------- ------ ------ ------ ------ ------ ------
1818   File                                  stmt   bran   cond    sub   time  total
1819   ----------------------------------- ------ ------ ------ ------ ------ ------
1820   blib/lib/DBM/Deep.pm                  94.9   80.6   73.0  100.0   37.9   90.4
1821   blib/lib/DBM/Deep/Array.pm           100.0   91.1  100.0  100.0   18.2   98.1
1822   blib/lib/DBM/Deep/Engine.pm           98.9   87.3   80.0  100.0   34.2   95.2
1823   blib/lib/DBM/Deep/Hash.pm            100.0   87.5  100.0  100.0    9.7   97.3
1824   Total                                 97.9   85.9   79.7  100.0  100.0   94.3
1825   ----------------------------------- ------ ------ ------ ------ ------ ------
1826
1827 =head1 MORE INFORMATION
1828
1829 Check out the DBM::Deep Google Group at L<http://groups.google.com/group/DBM-Deep>
1830 or send email to L<DBM-Deep@googlegroups.com>.
1831
1832 =head1 AUTHORS
1833
1834 Joseph Huckaby, L<jhuckaby@cpan.org>
1835
1836 Rob Kinyon, L<rkinyon@cpan.org>
1837
1838 Special thanks to Adam Sah and Rich Gaushell!  You know why :-)
1839
1840 =head1 SEE ALSO
1841
1842 perltie(1), Tie::Hash(3), Digest::MD5(3), Fcntl(3), flock(2), lockf(3), nfs(5),
1843 Digest::SHA256(3), Crypt::Blowfish(3), Compress::Zlib(3)
1844
1845 =head1 LICENSE
1846
1847 Copyright (c) 2002-2006 Joseph Huckaby.  All Rights Reserved.
1848 This is free software, you may use it and distribute it under the
1849 same terms as Perl itself.
1850
1851 =cut