Fixed failing test due to changed header
[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 strict;
33
34 use Fcntl qw( :DEFAULT :flock :seek );
35 use Digest::MD5 ();
36 use Scalar::Util ();
37
38 use DBM::Deep::Engine;
39
40 use vars qw( $VERSION );
41 $VERSION = q(0.99_01);
42
43 ##
44 # Setup constants for users to pass to new()
45 ##
46 sub TYPE_HASH   () { DBM::Deep::Engine->SIG_HASH   }
47 sub TYPE_ARRAY  () { DBM::Deep::Engine->SIG_ARRAY  }
48
49 sub _get_args {
50     my $proto = shift;
51
52     my $args;
53     if (scalar(@_) > 1) {
54         if ( @_ % 2 ) {
55             $proto->_throw_error( "Odd number of parameters to " . (caller(1))[2] );
56         }
57         $args = {@_};
58     }
59     elsif ( ref $_[0] ) {
60         unless ( eval { local $SIG{'__DIE__'}; %{$_[0]} || 1 } ) {
61             $proto->_throw_error( "Not a hashref in args to " . (caller(1))[2] );
62         }
63         $args = $_[0];
64     }
65     else {
66         $args = { file => shift };
67     }
68
69     return $args;
70 }
71
72 sub new {
73     ##
74     # Class constructor method for Perl OO interface.
75     # Calls tie() and returns blessed reference to tied hash or array,
76     # providing a hybrid OO/tie interface.
77     ##
78     my $class = shift;
79     my $args = $class->_get_args( @_ );
80
81     ##
82     # Check if we want a tied hash or array.
83     ##
84     my $self;
85     if (defined($args->{type}) && $args->{type} eq TYPE_ARRAY) {
86         $class = 'DBM::Deep::Array';
87         require DBM::Deep::Array;
88         tie @$self, $class, %$args;
89     }
90     else {
91         $class = 'DBM::Deep::Hash';
92         require DBM::Deep::Hash;
93         tie %$self, $class, %$args;
94     }
95
96     return bless $self, $class;
97 }
98
99 # This initializer is called from the various TIE* methods. new() calls tie(),
100 # which allows for a single point of entry.
101 sub _init {
102     my $class = shift;
103     my ($args) = @_;
104
105     # These are the defaults to be optionally overridden below
106     my $self = bless {
107         type        => TYPE_HASH,
108         engine      => DBM::Deep::Engine->new,
109         base_offset => undef,
110     }, $class;
111
112     # Strip out the node-level parameters before passing $args to
113     # the root's constructor.
114     foreach my $param ( keys %$self ) {
115         next unless exists $args->{$param};
116         $self->{$param} = delete $args->{$param}
117     }
118
119     # locking implicitly enables autoflush
120     if ($args->{locking}) { $args->{autoflush} = 1; }
121
122     $self->{root} = exists $args->{root}
123         ? $args->{root}
124         : DBM::Deep::_::Root->new( $args );
125
126     #XXX Right before this line, we have to set the physical parameters like
127     #XXX 2S vs. 4N vs. 8Q or max_buckets, etc.
128     $self->{engine}->setup_fh( $self );
129
130     return $self;
131 }
132
133 sub TIEHASH {
134     shift;
135     require DBM::Deep::Hash;
136     return DBM::Deep::Hash->TIEHASH( @_ );
137 }
138
139 sub TIEARRAY {
140     shift;
141     require DBM::Deep::Array;
142     return DBM::Deep::Array->TIEARRAY( @_ );
143 }
144
145 #XXX Unneeded now ...
146 #sub DESTROY {
147 #}
148
149 sub lock {
150     ##
151     # If db locking is set, flock() the db file.  If called multiple
152     # times before unlock(), then the same number of unlocks() must
153     # be called before the lock is released.
154     ##
155     my $self = shift->_get_self;
156     my ($type) = @_;
157     $type = LOCK_EX unless defined $type;
158
159     if (!defined($self->_fh)) { return; }
160
161     if ($self->_root->{locking}) {
162         if (!$self->_root->{locked}) {
163             flock($self->_fh, $type);
164
165             # refresh end counter in case file has changed size
166             my @stats = stat($self->_fh);
167             $self->_root->{end} = $stats[7];
168
169             # double-check file inode, in case another process
170             # has optimize()d our file while we were waiting.
171             if ($stats[1] != $self->_root->{inode}) {
172                 $self->{engine}->close_fh( $self );
173                 $self->{engine}->setup_fh( $self );
174                 flock($self->_fh, $type); # re-lock
175
176                 # This may not be necessary after re-opening
177                 $self->_root->{end} = (stat($self->_fh))[7]; # re-end
178             }
179         }
180         $self->_root->{locked}++;
181
182         return 1;
183     }
184
185     return;
186 }
187
188 sub unlock {
189     ##
190     # If db locking is set, unlock the db file.  See note in lock()
191     # regarding calling lock() multiple times.
192     ##
193     my $self = shift->_get_self;
194
195     if (!defined($self->_fh)) { return; }
196
197     if ($self->_root->{locking} && $self->_root->{locked} > 0) {
198         $self->_root->{locked}--;
199         if (!$self->_root->{locked}) { flock($self->_fh, LOCK_UN); }
200
201         return 1;
202     }
203
204     return;
205 }
206
207 sub _copy_value {
208     my $self = shift->_get_self;
209     my ($spot, $value) = @_;
210
211     if ( !ref $value ) {
212         ${$spot} = $value;
213     }
214     elsif ( eval { local $SIG{__DIE__}; $value->isa( 'DBM::Deep' ) } ) {
215         ${$spot} = $value->_repr;
216         $value->_copy_node( ${$spot} );
217     }
218     else {
219         my $r = Scalar::Util::reftype( $value );
220         my $c = Scalar::Util::blessed( $value );
221         if ( $r eq 'ARRAY' ) {
222             ${$spot} = [ @{$value} ];
223         }
224         else {
225             ${$spot} = { %{$value} };
226         }
227         ${$spot} = bless ${$spot}, $c
228             if defined $c;
229     }
230
231     return 1;
232 }
233
234 sub _copy_node {
235     die "Must be implemented in a child class\n";
236 }
237
238 sub _repr {
239     die "Must be implemented in a child class\n";
240 }
241
242 sub export {
243     ##
244     # Recursively export into standard Perl hashes and arrays.
245     ##
246     my $self = shift->_get_self;
247
248     my $temp = $self->_repr;
249
250     $self->lock();
251     $self->_copy_node( $temp );
252     $self->unlock();
253
254     return $temp;
255 }
256
257 sub import {
258     ##
259     # Recursively import Perl hash/array structure
260     ##
261     if (!ref($_[0])) { return; } # Perl calls import() on use -- ignore
262
263     my $self = shift->_get_self;
264     my ($struct) = @_;
265
266     # struct is not a reference, so just import based on our type
267     if (!ref($struct)) {
268         $struct = $self->_repr( @_ );
269     }
270
271     return $self->_import( $struct );
272 }
273
274 sub optimize {
275     ##
276     # Rebuild entire database into new file, then move
277     # it back on top of original.
278     ##
279     my $self = shift->_get_self;
280
281 #XXX Need to create a new test for this
282 #    if ($self->_root->{links} > 1) {
283 #        $self->_throw_error("Cannot optimize: reference count is greater than 1");
284 #    }
285
286     my $db_temp = DBM::Deep->new(
287         file => $self->_root->{file} . '.tmp',
288         type => $self->_type
289     );
290
291     $self->lock();
292     $self->_copy_node( $db_temp );
293     undef $db_temp;
294
295     ##
296     # Attempt to copy user, group and permissions over to new file
297     ##
298     my @stats = stat($self->_fh);
299     my $perms = $stats[2] & 07777;
300     my $uid = $stats[4];
301     my $gid = $stats[5];
302     chown( $uid, $gid, $self->_root->{file} . '.tmp' );
303     chmod( $perms, $self->_root->{file} . '.tmp' );
304
305     # q.v. perlport for more information on this variable
306     if ( $^O eq 'MSWin32' || $^O eq 'cygwin' ) {
307         ##
308         # Potential race condition when optmizing on Win32 with locking.
309         # The Windows filesystem requires that the filehandle be closed
310         # before it is overwritten with rename().  This could be redone
311         # with a soft copy.
312         ##
313         $self->unlock();
314         $self->{engine}->close_fh( $self );
315     }
316
317     if (!rename $self->_root->{file} . '.tmp', $self->_root->{file}) {
318         unlink $self->_root->{file} . '.tmp';
319         $self->unlock();
320         $self->_throw_error("Optimize failed: Cannot copy temp file over original: $!");
321     }
322
323     $self->unlock();
324     $self->{engine}->close_fh( $self );
325     $self->{engine}->setup_fh( $self );
326
327     return 1;
328 }
329
330 sub clone {
331     ##
332     # Make copy of object and return
333     ##
334     my $self = shift->_get_self;
335
336     return DBM::Deep->new(
337         type => $self->_type,
338         base_offset => $self->_base_offset,
339         root => $self->_root
340     );
341 }
342
343 {
344     my %is_legal_filter = map {
345         $_ => ~~1,
346     } qw(
347         store_key store_value
348         fetch_key fetch_value
349     );
350
351     sub set_filter {
352         ##
353         # Setup filter function for storing or fetching the key or value
354         ##
355         my $self = shift->_get_self;
356         my $type = lc shift;
357         my $func = shift;
358
359         if ( $is_legal_filter{$type} ) {
360             $self->_root->{"filter_$type"} = $func;
361             return 1;
362         }
363
364         return;
365     }
366 }
367
368 ##
369 # Accessor methods
370 ##
371
372 sub _root {
373     ##
374     # Get access to the root structure
375     ##
376     my $self = $_[0]->_get_self;
377     return $self->{root};
378 }
379
380 sub _type {
381     ##
382     # Get type of current node (TYPE_HASH or TYPE_ARRAY)
383     ##
384     my $self = $_[0]->_get_self;
385     return $self->{type};
386 }
387
388 sub _base_offset {
389     ##
390     # Get base_offset of current node (TYPE_HASH or TYPE_ARRAY)
391     ##
392     my $self = $_[0]->_get_self;
393     return $self->{base_offset};
394 }
395
396 sub _fh {
397     ##
398     # Get access to the raw fh
399     ##
400     my $self = $_[0]->_get_self;
401     return $self->_root->{fh};
402 }
403
404 ##
405 # Utility methods
406 ##
407
408 sub _throw_error {
409     die "DBM::Deep: $_[1]\n";
410 }
411
412 sub _is_writable {
413     my $fh = shift;
414     (O_WRONLY | O_RDWR) & fcntl( $fh, F_GETFL, my $slush = 0);
415 }
416
417 #sub _is_readable {
418 #    my $fh = shift;
419 #    (O_RDONLY | O_RDWR) & fcntl( $fh, F_GETFL, my $slush = 0);
420 #}
421
422 sub STORE {
423     ##
424     # Store single hash key/value or array element in database.
425     ##
426     my $self = shift->_get_self;
427     my ($key, $value) = @_;
428
429     if ( $^O ne 'MSWin32' && !_is_writable( $self->_fh ) ) {
430         $self->_throw_error( 'Cannot write to a readonly filehandle' );
431     }
432
433     ##
434     # Request exclusive lock for writing
435     ##
436     $self->lock( LOCK_EX );
437
438     my $md5 = $self->{engine}{digest}->($key);
439
440     my $tag = $self->{engine}->find_bucket_list( $self, $md5, { create => 1 } );
441
442     # User may be storing a hash, in which case we do not want it run
443     # through the filtering system
444     if ( !ref($value) && $self->_root->{filter_store_value} ) {
445         $value = $self->_root->{filter_store_value}->( $value );
446     }
447
448     ##
449     # Add key/value to bucket list
450     ##
451     my $result = $self->{engine}->add_bucket( $self, $tag, $md5, $key, $value );
452
453     $self->unlock();
454
455     return $result;
456 }
457
458 sub FETCH {
459     ##
460     # Fetch single value or element given plain key or array index
461     ##
462     my $self = shift->_get_self;
463     my ($key) = @_;
464
465     my $md5 = $self->{engine}{digest}->($key);
466
467     ##
468     # Request shared lock for reading
469     ##
470     $self->lock( LOCK_SH );
471
472     my $tag = $self->{engine}->find_bucket_list( $self, $md5 );
473     if (!$tag) {
474         $self->unlock();
475         return;
476     }
477
478     ##
479     # Get value from bucket list
480     ##
481     my $result = $self->{engine}->get_bucket_value( $self, $tag, $md5 );
482
483     $self->unlock();
484
485     # Filters only apply to scalar values, so the ref check is making
486     # sure the fetched bucket is a scalar, not a child hash or array.
487     return ($result && !ref($result) && $self->_root->{filter_fetch_value})
488         ? $self->_root->{filter_fetch_value}->($result)
489         : $result;
490 }
491
492 sub DELETE {
493     ##
494     # Delete single key/value pair or element given plain key or array index
495     ##
496     my $self = $_[0]->_get_self;
497     my $key = $_[1];
498
499     if ( $^O ne 'MSWin32' && !_is_writable( $self->_fh ) ) {
500         $self->_throw_error( 'Cannot write to a readonly filehandle' );
501     }
502
503     ##
504     # Request exclusive lock for writing
505     ##
506     $self->lock( LOCK_EX );
507
508     my $md5 = $self->{engine}{digest}->($key);
509
510     my $tag = $self->{engine}->find_bucket_list( $self, $md5 );
511     if (!$tag) {
512         $self->unlock();
513         return;
514     }
515
516     ##
517     # Delete bucket
518     ##
519     my $value = $self->{engine}->get_bucket_value($self,  $tag, $md5 );
520
521     if (defined $value && !ref($value) && $self->_root->{filter_fetch_value}) {
522         $value = $self->_root->{filter_fetch_value}->($value);
523     }
524
525     my $result = $self->{engine}->delete_bucket( $self, $tag, $md5 );
526
527     ##
528     # If this object is an array and the key deleted was on the end of the stack,
529     # decrement the length variable.
530     ##
531
532     $self->unlock();
533
534     return $value;
535 }
536
537 sub EXISTS {
538     ##
539     # Check if a single key or element exists given plain key or array index
540     ##
541     my $self = $_[0]->_get_self;
542     my $key = $_[1];
543
544     my $md5 = $self->{engine}{digest}->($key);
545
546     ##
547     # Request shared lock for reading
548     ##
549     $self->lock( LOCK_SH );
550
551     my $tag = $self->{engine}->find_bucket_list( $self, $md5 );
552     if (!$tag) {
553         $self->unlock();
554
555         ##
556         # For some reason, the built-in exists() function returns '' for false
557         ##
558         return '';
559     }
560
561     ##
562     # Check if bucket exists and return 1 or ''
563     ##
564     my $result = $self->{engine}->bucket_exists( $self, $tag, $md5 ) || '';
565
566     $self->unlock();
567
568     return $result;
569 }
570
571 sub CLEAR {
572     ##
573     # Clear all keys from hash, or all elements from array.
574     ##
575     my $self = $_[0]->_get_self;
576
577     if ( $^O ne 'MSWin32' && !_is_writable( $self->_fh ) ) {
578         $self->_throw_error( 'Cannot write to a readonly filehandle' );
579     }
580
581     ##
582     # Request exclusive lock for writing
583     ##
584     $self->lock( LOCK_EX );
585
586     my $fh = $self->_fh;
587
588     seek($fh, $self->_base_offset + $self->_root->{file_offset}, SEEK_SET);
589     if (eof $fh) {
590         $self->unlock();
591         return;
592     }
593
594 #XXX This needs updating to use _release_space
595     $self->{engine}->write_tag(
596         $self, $self->_base_offset, $self->_type,
597         chr(0)x$self->{engine}{index_size},
598     );
599
600     $self->unlock();
601
602     return 1;
603 }
604
605 ##
606 # Public method aliases
607 ##
608 sub put { (shift)->STORE( @_ ) }
609 sub store { (shift)->STORE( @_ ) }
610 sub get { (shift)->FETCH( @_ ) }
611 sub fetch { (shift)->FETCH( @_ ) }
612 sub delete { (shift)->DELETE( @_ ) }
613 sub exists { (shift)->EXISTS( @_ ) }
614 sub clear { (shift)->CLEAR( @_ ) }
615
616 package DBM::Deep::_::Root;
617
618 sub new {
619     my $class = shift;
620     my ($args) = @_;
621
622     my $self = bless {
623         autobless          => undef,
624         autoflush          => undef,
625         end                => 0,
626         fh                 => undef,
627         file               => undef,
628         file_offset        => 0,
629         locking            => undef,
630         locked             => 0,
631         filter_store_key   => undef,
632         filter_store_value => undef,
633         filter_fetch_key   => undef,
634         filter_fetch_value => undef,
635         %$args,
636     }, $class;
637
638     if ( $self->{fh} && !$self->{file_offset} ) {
639         $self->{file_offset} = tell( $self->{fh} );
640     }
641
642     return $self;
643 }
644
645 sub DESTROY {
646     my $self = shift;
647     return unless $self;
648
649     close $self->{fh} if $self->{fh};
650
651     return;
652 }
653
654 1;
655 __END__
656
657 =head1 NAME
658
659 DBM::Deep - A pure perl multi-level hash/array DBM
660
661 =head1 SYNOPSIS
662
663   use DBM::Deep;
664   my $db = DBM::Deep->new( "foo.db" );
665
666   $db->{key} = 'value'; # tie() style
667   print $db->{key};
668
669   $db->put('key' => 'value'); # OO style
670   print $db->get('key');
671
672   # true multi-level support
673   $db->{my_complex} = [
674       'hello', { perl => 'rules' },
675       42, 99,
676   ];
677
678 =head1 DESCRIPTION
679
680 A unique flat-file database module, written in pure perl.  True
681 multi-level hash/array support (unlike MLDBM, which is faked), hybrid
682 OO / tie() interface, cross-platform FTPable files, and quite fast.  Can
683 handle millions of keys and unlimited hash levels without significant
684 slow-down.  Written from the ground-up in pure perl -- this is NOT a
685 wrapper around a C-based DBM.  Out-of-the-box compatibility with Unix,
686 Mac OS X and Windows.
687
688 =head1 VERSION DIFFERENCES
689
690 B<NOTE>: 0.99_01 and above have significant file format differences from 0.98 and
691 before. While attempts have been made to be backwards compatible, no guarantees.
692
693 =head1 INSTALLATION
694
695 Hopefully you are using Perl's excellent CPAN module, which will download
696 and install the module for you.  If not, get the tarball, and run these
697 commands:
698
699     tar zxf DBM-Deep-*
700     cd DBM-Deep-*
701     perl Makefile.PL
702     make
703     make test
704     make install
705
706 =head1 SETUP
707
708 Construction can be done OO-style (which is the recommended way), or using
709 Perl's tie() function.  Both are examined here.
710
711 =head2 OO CONSTRUCTION
712
713 The recommended way to construct a DBM::Deep object is to use the new()
714 method, which gets you a blessed, tied hash or array reference.
715
716     my $db = DBM::Deep->new( "foo.db" );
717
718 This opens a new database handle, mapped to the file "foo.db".  If this
719 file does not exist, it will automatically be created.  DB files are
720 opened in "r+" (read/write) mode, and the type of object returned is a
721 hash, unless otherwise specified (see L<OPTIONS> below).
722
723 You can pass a number of options to the constructor to specify things like
724 locking, autoflush, etc.  This is done by passing an inline hash:
725
726     my $db = DBM::Deep->new(
727         file => "foo.db",
728         locking => 1,
729         autoflush => 1
730     );
731
732 Notice that the filename is now specified I<inside> the hash with
733 the "file" parameter, as opposed to being the sole argument to the
734 constructor.  This is required if any options are specified.
735 See L<OPTIONS> below for the complete list.
736
737
738
739 You can also start with an array instead of a hash.  For this, you must
740 specify the C<type> parameter:
741
742     my $db = DBM::Deep->new(
743         file => "foo.db",
744         type => DBM::Deep->TYPE_ARRAY
745     );
746
747 B<Note:> Specifing the C<type> parameter only takes effect when beginning
748 a new DB file.  If you create a DBM::Deep object with an existing file, the
749 C<type> will be loaded from the file header, and an error will be thrown if
750 the wrong type is passed in.
751
752 =head2 TIE CONSTRUCTION
753
754 Alternately, you can create a DBM::Deep handle by using Perl's built-in
755 tie() function.  The object returned from tie() can be used to call methods,
756 such as lock() and unlock(), but cannot be used to assign to the DBM::Deep
757 file (as expected with most tie'd objects).
758
759     my %hash;
760     my $db = tie %hash, "DBM::Deep", "foo.db";
761
762     my @array;
763     my $db = tie @array, "DBM::Deep", "bar.db";
764
765 As with the OO constructor, you can replace the DB filename parameter with
766 a hash containing one or more options (see L<OPTIONS> just below for the
767 complete list).
768
769     tie %hash, "DBM::Deep", {
770         file => "foo.db",
771         locking => 1,
772         autoflush => 1
773     };
774
775 =head2 OPTIONS
776
777 There are a number of options that can be passed in when constructing your
778 DBM::Deep objects.  These apply to both the OO- and tie- based approaches.
779
780 =over
781
782 =item * file
783
784 Filename of the DB file to link the handle to.  You can pass a full absolute
785 filesystem path, partial path, or a plain filename if the file is in the
786 current working directory.  This is a required parameter (though q.v. fh).
787
788 =item * fh
789
790 If you want, you can pass in the fh instead of the file. This is most useful for doing
791 something like:
792
793   my $db = DBM::Deep->new( { fh => \*DATA } );
794
795 You are responsible for making sure that the fh has been opened appropriately for your
796 needs. If you open it read-only and attempt to write, an exception will be thrown. If you
797 open it write-only or append-only, an exception will be thrown immediately as DBM::Deep
798 needs to read from the fh.
799
800 =item * file_offset
801
802 This is the offset within the file that the DBM::Deep db starts. Most of the time, you will
803 not need to set this. However, it's there if you want it.
804
805 If you pass in fh and do not set this, it will be set appropriately.
806
807 =item * type
808
809 This parameter specifies what type of object to create, a hash or array.  Use
810 one of these two constants: C<DBM::Deep-E<gt>TYPE_HASH> or C<DBM::Deep-E<gt>TYPE_ARRAY>.
811 This only takes effect when beginning a new file.  This is an optional
812 parameter, and defaults to C<DBM::Deep-E<gt>TYPE_HASH>.
813
814 =item * locking
815
816 Specifies whether locking is to be enabled.  DBM::Deep uses Perl's Fnctl flock()
817 function to lock the database in exclusive mode for writes, and shared mode for
818 reads.  Pass any true value to enable.  This affects the base DB handle I<and
819 any child hashes or arrays> that use the same DB file.  This is an optional
820 parameter, and defaults to 0 (disabled).  See L<LOCKING> below for more.
821
822 =item * autoflush
823
824 Specifies whether autoflush is to be enabled on the underlying filehandle.
825 This obviously slows down write operations, but is required if you may have
826 multiple processes accessing the same DB file (also consider enable I<locking>).
827 Pass any true value to enable.  This is an optional parameter, and defaults to 0
828 (disabled).
829
830 =item * autobless
831
832 If I<autobless> mode is enabled, DBM::Deep will preserve blessed hashes, and
833 restore them when fetched.  This is an B<experimental> feature, and does have
834 side-effects.  Basically, when hashes are re-blessed into their original
835 classes, they are no longer blessed into the DBM::Deep class!  So you won't be
836 able to call any DBM::Deep methods on them.  You have been warned.
837 This is an optional parameter, and defaults to 0 (disabled).
838
839 =item * filter_*
840
841 See L<FILTERS> below.
842
843 =back
844
845 =head1 TIE INTERFACE
846
847 With DBM::Deep you can access your databases using Perl's standard hash/array
848 syntax.  Because all DBM::Deep objects are I<tied> to hashes or arrays, you can
849 treat them as such.  DBM::Deep will intercept all reads/writes and direct them
850 to the right place -- the DB file.  This has nothing to do with the
851 L<TIE CONSTRUCTION> section above.  This simply tells you how to use DBM::Deep
852 using regular hashes and arrays, rather than calling functions like C<get()>
853 and C<put()> (although those work too).  It is entirely up to you how to want
854 to access your databases.
855
856 =head2 HASHES
857
858 You can treat any DBM::Deep object like a normal Perl hash reference.  Add keys,
859 or even nested hashes (or arrays) using standard Perl syntax:
860
861     my $db = DBM::Deep->new( "foo.db" );
862
863     $db->{mykey} = "myvalue";
864     $db->{myhash} = {};
865     $db->{myhash}->{subkey} = "subvalue";
866
867     print $db->{myhash}->{subkey} . "\n";
868
869 You can even step through hash keys using the normal Perl C<keys()> function:
870
871     foreach my $key (keys %$db) {
872         print "$key: " . $db->{$key} . "\n";
873     }
874
875 Remember that Perl's C<keys()> function extracts I<every> key from the hash and
876 pushes them onto an array, all before the loop even begins.  If you have an
877 extra large hash, this may exhaust Perl's memory.  Instead, consider using
878 Perl's C<each()> function, which pulls keys/values one at a time, using very
879 little memory:
880
881     while (my ($key, $value) = each %$db) {
882         print "$key: $value\n";
883     }
884
885 Please note that when using C<each()>, you should always pass a direct
886 hash reference, not a lookup.  Meaning, you should B<never> do this:
887
888     # NEVER DO THIS
889     while (my ($key, $value) = each %{$db->{foo}}) { # BAD
890
891 This causes an infinite loop, because for each iteration, Perl is calling
892 FETCH() on the $db handle, resulting in a "new" hash for foo every time, so
893 it effectively keeps returning the first key over and over again. Instead,
894 assign a temporary variable to C<$db->{foo}>, then pass that to each().
895
896 =head2 ARRAYS
897
898 As with hashes, you can treat any DBM::Deep object like a normal Perl array
899 reference.  This includes inserting, removing and manipulating elements,
900 and the C<push()>, C<pop()>, C<shift()>, C<unshift()> and C<splice()> functions.
901 The object must have first been created using type C<DBM::Deep-E<gt>TYPE_ARRAY>,
902 or simply be a nested array reference inside a hash.  Example:
903
904     my $db = DBM::Deep->new(
905         file => "foo-array.db",
906         type => DBM::Deep->TYPE_ARRAY
907     );
908
909     $db->[0] = "foo";
910     push @$db, "bar", "baz";
911     unshift @$db, "bah";
912
913     my $last_elem = pop @$db; # baz
914     my $first_elem = shift @$db; # bah
915     my $second_elem = $db->[1]; # bar
916
917     my $num_elements = scalar @$db;
918
919 =head1 OO INTERFACE
920
921 In addition to the I<tie()> interface, you can also use a standard OO interface
922 to manipulate all aspects of DBM::Deep databases.  Each type of object (hash or
923 array) has its own methods, but both types share the following common methods:
924 C<put()>, C<get()>, C<exists()>, C<delete()> and C<clear()>.
925
926 =over
927
928 =item * new() / clone()
929
930 These are the constructor and copy-functions.
931
932 =item * put() / store()
933
934 Stores a new hash key/value pair, or sets an array element value.  Takes two
935 arguments, the hash key or array index, and the new value.  The value can be
936 a scalar, hash ref or array ref.  Returns true on success, false on failure.
937
938     $db->put("foo", "bar"); # for hashes
939     $db->put(1, "bar"); # for arrays
940
941 =item * get() / fetch()
942
943 Fetches the value of a hash key or array element.  Takes one argument: the hash
944 key or array index.  Returns a scalar, hash ref or array ref, depending on the
945 data type stored.
946
947     my $value = $db->get("foo"); # for hashes
948     my $value = $db->get(1); # for arrays
949
950 =item * exists()
951
952 Checks if a hash key or array index exists.  Takes one argument: the hash key
953 or array index.  Returns true if it exists, false if not.
954
955     if ($db->exists("foo")) { print "yay!\n"; } # for hashes
956     if ($db->exists(1)) { print "yay!\n"; } # for arrays
957
958 =item * delete()
959
960 Deletes one hash key/value pair or array element.  Takes one argument: the hash
961 key or array index.  Returns true on success, false if not found.  For arrays,
962 the remaining elements located after the deleted element are NOT moved over.
963 The deleted element is essentially just undefined, which is exactly how Perl's
964 internal arrays work.  Please note that the space occupied by the deleted
965 key/value or element is B<not> reused again -- see L<UNUSED SPACE RECOVERY>
966 below for details and workarounds.
967
968     $db->delete("foo"); # for hashes
969     $db->delete(1); # for arrays
970
971 =item * clear()
972
973 Deletes B<all> hash keys or array elements.  Takes no arguments.  No return
974 value.  Please note that the space occupied by the deleted keys/values or
975 elements is B<not> reused again -- see L<UNUSED SPACE RECOVERY> below for
976 details and workarounds.
977
978     $db->clear(); # hashes or arrays
979
980 =item * lock() / unlock()
981
982 q.v. Locking.
983
984 =item * optimize()
985
986 Recover lost disk space.
987
988 =item * import() / export()
989
990 Data going in and out.
991
992 =item * set_digest() / set_pack() / set_filter()
993
994 q.v. adjusting the interal parameters.
995
996 =back
997
998 =head2 HASHES
999
1000 For hashes, DBM::Deep supports all the common methods described above, and the
1001 following additional methods: C<first_key()> and C<next_key()>.
1002
1003 =over
1004
1005 =item * first_key()
1006
1007 Returns the "first" key in the hash.  As with built-in Perl hashes, keys are
1008 fetched in an undefined order (which appears random).  Takes no arguments,
1009 returns the key as a scalar value.
1010
1011     my $key = $db->first_key();
1012
1013 =item * next_key()
1014
1015 Returns the "next" key in the hash, given the previous one as the sole argument.
1016 Returns undef if there are no more keys to be fetched.
1017
1018     $key = $db->next_key($key);
1019
1020 =back
1021
1022 Here are some examples of using hashes:
1023
1024     my $db = DBM::Deep->new( "foo.db" );
1025
1026     $db->put("foo", "bar");
1027     print "foo: " . $db->get("foo") . "\n";
1028
1029     $db->put("baz", {}); # new child hash ref
1030     $db->get("baz")->put("buz", "biz");
1031     print "buz: " . $db->get("baz")->get("buz") . "\n";
1032
1033     my $key = $db->first_key();
1034     while ($key) {
1035         print "$key: " . $db->get($key) . "\n";
1036         $key = $db->next_key($key);
1037     }
1038
1039     if ($db->exists("foo")) { $db->delete("foo"); }
1040
1041 =head2 ARRAYS
1042
1043 For arrays, DBM::Deep supports all the common methods described above, and the
1044 following additional methods: C<length()>, C<push()>, C<pop()>, C<shift()>,
1045 C<unshift()> and C<splice()>.
1046
1047 =over
1048
1049 =item * length()
1050
1051 Returns the number of elements in the array.  Takes no arguments.
1052
1053     my $len = $db->length();
1054
1055 =item * push()
1056
1057 Adds one or more elements onto the end of the array.  Accepts scalars, hash
1058 refs or array refs.  No return value.
1059
1060     $db->push("foo", "bar", {});
1061
1062 =item * pop()
1063
1064 Fetches the last element in the array, and deletes it.  Takes no arguments.
1065 Returns undef if array is empty.  Returns the element value.
1066
1067     my $elem = $db->pop();
1068
1069 =item * shift()
1070
1071 Fetches the first element in the array, deletes it, then shifts all the
1072 remaining elements over to take up the space.  Returns the element value.  This
1073 method is not recommended with large arrays -- see L<LARGE ARRAYS> below for
1074 details.
1075
1076     my $elem = $db->shift();
1077
1078 =item * unshift()
1079
1080 Inserts one or more elements onto the beginning of the array, shifting all
1081 existing elements over to make room.  Accepts scalars, hash refs or array refs.
1082 No return value.  This method is not recommended with large arrays -- see
1083 <LARGE ARRAYS> below for details.
1084
1085     $db->unshift("foo", "bar", {});
1086
1087 =item * splice()
1088
1089 Performs exactly like Perl's built-in function of the same name.  See L<perldoc
1090 -f splice> for usage -- it is too complicated to document here.  This method is
1091 not recommended with large arrays -- see L<LARGE ARRAYS> below for details.
1092
1093 =back
1094
1095 Here are some examples of using arrays:
1096
1097     my $db = DBM::Deep->new(
1098         file => "foo.db",
1099         type => DBM::Deep->TYPE_ARRAY
1100     );
1101
1102     $db->push("bar", "baz");
1103     $db->unshift("foo");
1104     $db->put(3, "buz");
1105
1106     my $len = $db->length();
1107     print "length: $len\n"; # 4
1108
1109     for (my $k=0; $k<$len; $k++) {
1110         print "$k: " . $db->get($k) . "\n";
1111     }
1112
1113     $db->splice(1, 2, "biz", "baf");
1114
1115     while (my $elem = shift @$db) {
1116         print "shifted: $elem\n";
1117     }
1118
1119 =head1 LOCKING
1120
1121 Enable automatic file locking by passing a true value to the C<locking>
1122 parameter when constructing your DBM::Deep object (see L<SETUP> above).
1123
1124     my $db = DBM::Deep->new(
1125         file => "foo.db",
1126         locking => 1
1127     );
1128
1129 This causes DBM::Deep to C<flock()> the underlying filehandle with exclusive
1130 mode for writes, and shared mode for reads.  This is required if you have
1131 multiple processes accessing the same database file, to avoid file corruption.
1132 Please note that C<flock()> does NOT work for files over NFS.  See L<DB OVER
1133 NFS> below for more.
1134
1135 =head2 EXPLICIT LOCKING
1136
1137 You can explicitly lock a database, so it remains locked for multiple
1138 transactions.  This is done by calling the C<lock()> method, and passing an
1139 optional lock mode argument (defaults to exclusive mode).  This is particularly
1140 useful for things like counters, where the current value needs to be fetched,
1141 then incremented, then stored again.
1142
1143     $db->lock();
1144     my $counter = $db->get("counter");
1145     $counter++;
1146     $db->put("counter", $counter);
1147     $db->unlock();
1148
1149     # or...
1150
1151     $db->lock();
1152     $db->{counter}++;
1153     $db->unlock();
1154
1155 You can pass C<lock()> an optional argument, which specifies which mode to use
1156 (exclusive or shared).  Use one of these two constants: C<DBM::Deep-E<gt>LOCK_EX>
1157 or C<DBM::Deep-E<gt>LOCK_SH>.  These are passed directly to C<flock()>, and are the
1158 same as the constants defined in Perl's C<Fcntl> module.
1159
1160     $db->lock( DBM::Deep->LOCK_SH );
1161     # something here
1162     $db->unlock();
1163
1164 =head1 IMPORTING/EXPORTING
1165
1166 You can import existing complex structures by calling the C<import()> method,
1167 and export an entire database into an in-memory structure using the C<export()>
1168 method.  Both are examined here.
1169
1170 =head2 IMPORTING
1171
1172 Say you have an existing hash with nested hashes/arrays inside it.  Instead of
1173 walking the structure and adding keys/elements to the database as you go,
1174 simply pass a reference to the C<import()> method.  This recursively adds
1175 everything to an existing DBM::Deep object for you.  Here is an example:
1176
1177     my $struct = {
1178         key1 => "value1",
1179         key2 => "value2",
1180         array1 => [ "elem0", "elem1", "elem2" ],
1181         hash1 => {
1182             subkey1 => "subvalue1",
1183             subkey2 => "subvalue2"
1184         }
1185     };
1186
1187     my $db = DBM::Deep->new( "foo.db" );
1188     $db->import( $struct );
1189
1190     print $db->{key1} . "\n"; # prints "value1"
1191
1192 This recursively imports the entire C<$struct> object into C<$db>, including
1193 all nested hashes and arrays.  If the DBM::Deep object contains exsiting data,
1194 keys are merged with the existing ones, replacing if they already exist.
1195 The C<import()> method can be called on any database level (not just the base
1196 level), and works with both hash and array DB types.
1197
1198 B<Note:> Make sure your existing structure has no circular references in it.
1199 These will cause an infinite loop when importing.
1200
1201 =head2 EXPORTING
1202
1203 Calling the C<export()> method on an existing DBM::Deep object will return
1204 a reference to a new in-memory copy of the database.  The export is done
1205 recursively, so all nested hashes/arrays are all exported to standard Perl
1206 objects.  Here is an example:
1207
1208     my $db = DBM::Deep->new( "foo.db" );
1209
1210     $db->{key1} = "value1";
1211     $db->{key2} = "value2";
1212     $db->{hash1} = {};
1213     $db->{hash1}->{subkey1} = "subvalue1";
1214     $db->{hash1}->{subkey2} = "subvalue2";
1215
1216     my $struct = $db->export();
1217
1218     print $struct->{key1} . "\n"; # prints "value1"
1219
1220 This makes a complete copy of the database in memory, and returns a reference
1221 to it.  The C<export()> method can be called on any database level (not just
1222 the base level), and works with both hash and array DB types.  Be careful of
1223 large databases -- you can store a lot more data in a DBM::Deep object than an
1224 in-memory Perl structure.
1225
1226 B<Note:> Make sure your database has no circular references in it.
1227 These will cause an infinite loop when exporting.
1228
1229 =head1 FILTERS
1230
1231 DBM::Deep has a number of hooks where you can specify your own Perl function
1232 to perform filtering on incoming or outgoing data.  This is a perfect
1233 way to extend the engine, and implement things like real-time compression or
1234 encryption.  Filtering applies to the base DB level, and all child hashes /
1235 arrays.  Filter hooks can be specified when your DBM::Deep object is first
1236 constructed, or by calling the C<set_filter()> method at any time.  There are
1237 four available filter hooks, described below:
1238
1239 =over
1240
1241 =item * filter_store_key
1242
1243 This filter is called whenever a hash key is stored.  It
1244 is passed the incoming key, and expected to return a transformed key.
1245
1246 =item * filter_store_value
1247
1248 This filter is called whenever a hash key or array element is stored.  It
1249 is passed the incoming value, and expected to return a transformed value.
1250
1251 =item * filter_fetch_key
1252
1253 This filter is called whenever a hash key is fetched (i.e. via
1254 C<first_key()> or C<next_key()>).  It is passed the transformed key,
1255 and expected to return the plain key.
1256
1257 =item * filter_fetch_value
1258
1259 This filter is called whenever a hash key or array element is fetched.
1260 It is passed the transformed value, and expected to return the plain value.
1261
1262 =back
1263
1264 Here are the two ways to setup a filter hook:
1265
1266     my $db = DBM::Deep->new(
1267         file => "foo.db",
1268         filter_store_value => \&my_filter_store,
1269         filter_fetch_value => \&my_filter_fetch
1270     );
1271
1272     # or...
1273
1274     $db->set_filter( "filter_store_value", \&my_filter_store );
1275     $db->set_filter( "filter_fetch_value", \&my_filter_fetch );
1276
1277 Your filter function will be called only when dealing with SCALAR keys or
1278 values.  When nested hashes and arrays are being stored/fetched, filtering
1279 is bypassed.  Filters are called as static functions, passed a single SCALAR
1280 argument, and expected to return a single SCALAR value.  If you want to
1281 remove a filter, set the function reference to C<undef>:
1282
1283     $db->set_filter( "filter_store_value", undef );
1284
1285 =head2 REAL-TIME ENCRYPTION EXAMPLE
1286
1287 Here is a working example that uses the I<Crypt::Blowfish> module to
1288 do real-time encryption / decryption of keys & values with DBM::Deep Filters.
1289 Please visit L<http://search.cpan.org/search?module=Crypt::Blowfish> for more
1290 on I<Crypt::Blowfish>.  You'll also need the I<Crypt::CBC> module.
1291
1292     use DBM::Deep;
1293     use Crypt::Blowfish;
1294     use Crypt::CBC;
1295
1296     my $cipher = Crypt::CBC->new({
1297         'key'             => 'my secret key',
1298         'cipher'          => 'Blowfish',
1299         'iv'              => '$KJh#(}q',
1300         'regenerate_key'  => 0,
1301         'padding'         => 'space',
1302         'prepend_iv'      => 0
1303     });
1304
1305     my $db = DBM::Deep->new(
1306         file => "foo-encrypt.db",
1307         filter_store_key => \&my_encrypt,
1308         filter_store_value => \&my_encrypt,
1309         filter_fetch_key => \&my_decrypt,
1310         filter_fetch_value => \&my_decrypt,
1311     );
1312
1313     $db->{key1} = "value1";
1314     $db->{key2} = "value2";
1315     print "key1: " . $db->{key1} . "\n";
1316     print "key2: " . $db->{key2} . "\n";
1317
1318     undef $db;
1319     exit;
1320
1321     sub my_encrypt {
1322         return $cipher->encrypt( $_[0] );
1323     }
1324     sub my_decrypt {
1325         return $cipher->decrypt( $_[0] );
1326     }
1327
1328 =head2 REAL-TIME COMPRESSION EXAMPLE
1329
1330 Here is a working example that uses the I<Compress::Zlib> module to do real-time
1331 compression / decompression of keys & values with DBM::Deep Filters.
1332 Please visit L<http://search.cpan.org/search?module=Compress::Zlib> for
1333 more on I<Compress::Zlib>.
1334
1335     use DBM::Deep;
1336     use Compress::Zlib;
1337
1338     my $db = DBM::Deep->new(
1339         file => "foo-compress.db",
1340         filter_store_key => \&my_compress,
1341         filter_store_value => \&my_compress,
1342         filter_fetch_key => \&my_decompress,
1343         filter_fetch_value => \&my_decompress,
1344     );
1345
1346     $db->{key1} = "value1";
1347     $db->{key2} = "value2";
1348     print "key1: " . $db->{key1} . "\n";
1349     print "key2: " . $db->{key2} . "\n";
1350
1351     undef $db;
1352     exit;
1353
1354     sub my_compress {
1355         return Compress::Zlib::memGzip( $_[0] ) ;
1356     }
1357     sub my_decompress {
1358         return Compress::Zlib::memGunzip( $_[0] ) ;
1359     }
1360
1361 B<Note:> Filtering of keys only applies to hashes.  Array "keys" are
1362 actually numerical index numbers, and are not filtered.
1363
1364 =head1 ERROR HANDLING
1365
1366 Most DBM::Deep methods return a true value for success, and call die() on
1367 failure.  You can wrap calls in an eval block to catch the die.
1368
1369     my $db = DBM::Deep->new( "foo.db" ); # create hash
1370     eval { $db->push("foo"); }; # ILLEGAL -- push is array-only call
1371
1372     print $@;           # prints error message
1373
1374 =head1 LARGEFILE SUPPORT
1375
1376 If you have a 64-bit system, and your Perl is compiled with both LARGEFILE
1377 and 64-bit support, you I<may> be able to create databases larger than 2 GB.
1378 DBM::Deep by default uses 32-bit file offset tags, but these can be changed
1379 by calling the static C<set_pack()> method before you do anything else.
1380
1381     DBM::Deep::set_pack(8, 'Q');
1382
1383 This tells DBM::Deep to pack all file offsets with 8-byte (64-bit) quad words
1384 instead of 32-bit longs.  After setting these values your DB files have a
1385 theoretical maximum size of 16 XB (exabytes).
1386
1387 B<Note:> Changing these values will B<NOT> work for existing database files.
1388 Only change this for new files, and make sure it stays set consistently
1389 throughout the file's life.  If you do set these values, you can no longer
1390 access 32-bit DB files.  You can, however, call C<set_pack(4, 'N')> to change
1391 back to 32-bit mode.
1392
1393 B<Note:> I have not personally tested files > 2 GB -- all my systems have
1394 only a 32-bit Perl.  However, I have received user reports that this does
1395 indeed work!
1396
1397 =head1 LOW-LEVEL ACCESS
1398
1399 If you require low-level access to the underlying filehandle that DBM::Deep uses,
1400 you can call the C<_fh()> method, which returns the handle:
1401
1402     my $fh = $db->_fh();
1403
1404 This method can be called on the root level of the datbase, or any child
1405 hashes or arrays.  All levels share a I<root> structure, which contains things
1406 like the filehandle, a reference counter, and all the options specified
1407 when you created the object.  You can get access to this root structure by
1408 calling the C<root()> method.
1409
1410     my $root = $db->_root();
1411
1412 This is useful for changing options after the object has already been created,
1413 such as enabling/disabling locking.  You can also store your own temporary user
1414 data in this structure (be wary of name collision), which is then accessible from
1415 any child hash or array.
1416
1417 =head1 CUSTOM DIGEST ALGORITHM
1418
1419 DBM::Deep by default uses the I<Message Digest 5> (MD5) algorithm for hashing
1420 keys.  However you can override this, and use another algorithm (such as SHA-256)
1421 or even write your own.  But please note that DBM::Deep currently expects zero
1422 collisions, so your algorithm has to be I<perfect>, so to speak.
1423 Collision detection may be introduced in a later version.
1424
1425
1426
1427 You can specify a custom digest algorithm by calling the static C<set_digest()>
1428 function, passing a reference to a subroutine, and the length of the algorithm's
1429 hashes (in bytes).  This is a global static function, which affects ALL DBM::Deep
1430 objects.  Here is a working example that uses a 256-bit hash from the
1431 I<Digest::SHA256> module.  Please see
1432 L<http://search.cpan.org/search?module=Digest::SHA256> for more.
1433
1434     use DBM::Deep;
1435     use Digest::SHA256;
1436
1437     my $context = Digest::SHA256::new(256);
1438
1439     DBM::Deep::set_digest( \&my_digest, 32 );
1440
1441     my $db = DBM::Deep->new( "foo-sha.db" );
1442
1443     $db->{key1} = "value1";
1444     $db->{key2} = "value2";
1445     print "key1: " . $db->{key1} . "\n";
1446     print "key2: " . $db->{key2} . "\n";
1447
1448     undef $db;
1449     exit;
1450
1451     sub my_digest {
1452         return substr( $context->hash($_[0]), 0, 32 );
1453     }
1454
1455 B<Note:> Your returned digest strings must be B<EXACTLY> the number
1456 of bytes you specify in the C<set_digest()> function (in this case 32).
1457
1458 =head1 CIRCULAR REFERENCES
1459
1460 DBM::Deep has B<experimental> support for circular references.  Meaning you
1461 can have a nested hash key or array element that points to a parent object.
1462 This relationship is stored in the DB file, and is preserved between sessions.
1463 Here is an example:
1464
1465     my $db = DBM::Deep->new( "foo.db" );
1466
1467     $db->{foo} = "bar";
1468     $db->{circle} = $db; # ref to self
1469
1470     print $db->{foo} . "\n"; # prints "bar"
1471     print $db->{circle}->{foo} . "\n"; # prints "bar" again
1472
1473 B<Note>: Passing the object to a function that recursively walks the
1474 object tree (such as I<Data::Dumper> or even the built-in C<optimize()> or
1475 C<export()> methods) will result in an infinite loop. This will be fixed in
1476 a future release.
1477
1478 =head1 CAVEATS / ISSUES / BUGS
1479
1480 This section describes all the known issues with DBM::Deep.  It you have found
1481 something that is not listed here, please send e-mail to L<jhuckaby@cpan.org>.
1482
1483 =head2 UNUSED SPACE RECOVERY
1484
1485 One major caveat with DBM::Deep is that space occupied by existing keys and
1486 values is not recovered when they are deleted.  Meaning if you keep deleting
1487 and adding new keys, your file will continuously grow.  I am working on this,
1488 but in the meantime you can call the built-in C<optimize()> method from time to
1489 time (perhaps in a crontab or something) to recover all your unused space.
1490
1491     $db->optimize(); # returns true on success
1492
1493 This rebuilds the ENTIRE database into a new file, then moves it on top of
1494 the original.  The new file will have no unused space, thus it will take up as
1495 little disk space as possible.  Please note that this operation can take
1496 a long time for large files, and you need enough disk space to temporarily hold
1497 2 copies of your DB file.  The temporary file is created in the same directory
1498 as the original, named with a ".tmp" extension, and is deleted when the
1499 operation completes.  Oh, and if locking is enabled, the DB is automatically
1500 locked for the entire duration of the copy.
1501
1502 B<WARNING:> Only call optimize() on the top-level node of the database, and
1503 make sure there are no child references lying around.  DBM::Deep keeps a reference
1504 counter, and if it is greater than 1, optimize() will abort and return undef.
1505
1506 =head2 AUTOVIVIFICATION
1507
1508 Unfortunately, autovivification doesn't work with tied hashes.  This appears to
1509 be a bug in Perl's tie() system, as I<Jakob Schmidt> encountered the very same
1510 issue with his I<DWH_FIle> module (see L<http://search.cpan.org/search?module=DWH_File>),
1511 and it is also mentioned in the BUGS section for the I<MLDBM> module <see
1512 L<http://search.cpan.org/search?module=MLDBM>).  Basically, on a new db file,
1513 this does not work:
1514
1515     $db->{foo}->{bar} = "hello";
1516
1517 Since "foo" doesn't exist, you cannot add "bar" to it.  You end up with "foo"
1518 being an empty hash.  Try this instead, which works fine:
1519
1520     $db->{foo} = { bar => "hello" };
1521
1522 As of Perl 5.8.7, this bug still exists.  I have walked very carefully through
1523 the execution path, and Perl indeed passes an empty hash to the STORE() method.
1524 Probably a bug in Perl.
1525
1526 =head2 REFERENCES
1527
1528 (The reasons given assume a high level of Perl understanding, specifically of
1529 references. You can safely skip this section.)
1530
1531 Currently, the only references supported are HASH and ARRAY. The other reference
1532 types (SCALAR, CODE, GLOB, and REF) cannot be supported for various reasons.
1533
1534 =over 4
1535
1536 =item * GLOB
1537
1538 These are things like filehandles and other sockets. They can't be supported
1539 because it's completely unclear how DBM::Deep should serialize them.
1540
1541 =item * SCALAR / REF
1542
1543 The discussion here refers to the following type of example:
1544
1545   my $x = 25;
1546   $db->{key1} = \$x;
1547
1548   $x = 50;
1549
1550   # In some other process ...
1551
1552   my $val = ${ $db->{key1} };
1553
1554   is( $val, 50, "What actually gets stored in the DB file?" );
1555
1556 The problem is one of synchronization. When the variable being referred to
1557 changes value, the reference isn't notified. This means that the new value won't
1558 be stored in the datafile for other processes to read. There is no TIEREF.
1559
1560 It is theoretically possible to store references to values already within a
1561 DBM::Deep object because everything already is synchronized, but the change to
1562 the internals would be quite large. Specifically, DBM::Deep would have to tie
1563 every single value that is stored. This would bloat the RAM footprint of
1564 DBM::Deep at least twofold (if not more) and be a significant performance drain,
1565 all to support a feature that has never been requested.
1566
1567 =item * CODE
1568
1569 L<http://search.cpan.org/search?module=Data::Dump::Streamer> provides a
1570 mechanism for serializing coderefs, including saving off all closure state.
1571 However, just as for SCALAR and REF, that closure state may change without
1572 notifying the DBM::Deep object storing the reference.
1573
1574 =back
1575
1576 =head2 FILE CORRUPTION
1577
1578 The current level of error handling in DBM::Deep is minimal.  Files I<are> checked
1579 for a 32-bit signature when opened, but other corruption in files can cause
1580 segmentation faults.  DBM::Deep may try to seek() past the end of a file, or get
1581 stuck in an infinite loop depending on the level of corruption.  File write
1582 operations are not checked for failure (for speed), so if you happen to run
1583 out of disk space, DBM::Deep will probably fail in a bad way.  These things will
1584 be addressed in a later version of DBM::Deep.
1585
1586 =head2 DB OVER NFS
1587
1588 Beware of using DB files over NFS.  DBM::Deep uses flock(), which works well on local
1589 filesystems, but will NOT protect you from file corruption over NFS.  I've heard
1590 about setting up your NFS server with a locking daemon, then using lockf() to
1591 lock your files, but your mileage may vary there as well.  From what I
1592 understand, there is no real way to do it.  However, if you need access to the
1593 underlying filehandle in DBM::Deep for using some other kind of locking scheme like
1594 lockf(), see the L<LOW-LEVEL ACCESS> section above.
1595
1596 =head2 COPYING OBJECTS
1597
1598 Beware of copying tied objects in Perl.  Very strange things can happen.
1599 Instead, use DBM::Deep's C<clone()> method which safely copies the object and
1600 returns a new, blessed, tied hash or array to the same level in the DB.
1601
1602     my $copy = $db->clone();
1603
1604 B<Note>: Since clone() here is cloning the object, not the database location, any
1605 modifications to either $db or $copy will be visible in both.
1606
1607 =head2 LARGE ARRAYS
1608
1609 Beware of using C<shift()>, C<unshift()> or C<splice()> with large arrays.
1610 These functions cause every element in the array to move, which can be murder
1611 on DBM::Deep, as every element has to be fetched from disk, then stored again in
1612 a different location.  This will be addressed in the forthcoming version 1.00.
1613
1614 =head2 WRITEONLY FILES
1615
1616 If you pass in a filehandle to new(), you may have opened it in either a readonly or
1617 writeonly mode. STORE will verify that the filehandle is writable. However, there
1618 doesn't seem to be a good way to determine if a filehandle is readable. And, if the
1619 filehandle isn't readable, it's not clear what will happen. So, don't do that.
1620
1621 =head1 PERFORMANCE
1622
1623 This section discusses DBM::Deep's speed and memory usage.
1624
1625 =head2 SPEED
1626
1627 Obviously, DBM::Deep isn't going to be as fast as some C-based DBMs, such as
1628 the almighty I<BerkeleyDB>.  But it makes up for it in features like true
1629 multi-level hash/array support, and cross-platform FTPable files.  Even so,
1630 DBM::Deep is still pretty fast, and the speed stays fairly consistent, even
1631 with huge databases.  Here is some test data:
1632
1633     Adding 1,000,000 keys to new DB file...
1634
1635     At 100 keys, avg. speed is 2,703 keys/sec
1636     At 200 keys, avg. speed is 2,642 keys/sec
1637     At 300 keys, avg. speed is 2,598 keys/sec
1638     At 400 keys, avg. speed is 2,578 keys/sec
1639     At 500 keys, avg. speed is 2,722 keys/sec
1640     At 600 keys, avg. speed is 2,628 keys/sec
1641     At 700 keys, avg. speed is 2,700 keys/sec
1642     At 800 keys, avg. speed is 2,607 keys/sec
1643     At 900 keys, avg. speed is 2,190 keys/sec
1644     At 1,000 keys, avg. speed is 2,570 keys/sec
1645     At 2,000 keys, avg. speed is 2,417 keys/sec
1646     At 3,000 keys, avg. speed is 1,982 keys/sec
1647     At 4,000 keys, avg. speed is 1,568 keys/sec
1648     At 5,000 keys, avg. speed is 1,533 keys/sec
1649     At 6,000 keys, avg. speed is 1,787 keys/sec
1650     At 7,000 keys, avg. speed is 1,977 keys/sec
1651     At 8,000 keys, avg. speed is 2,028 keys/sec
1652     At 9,000 keys, avg. speed is 2,077 keys/sec
1653     At 10,000 keys, avg. speed is 2,031 keys/sec
1654     At 20,000 keys, avg. speed is 1,970 keys/sec
1655     At 30,000 keys, avg. speed is 2,050 keys/sec
1656     At 40,000 keys, avg. speed is 2,073 keys/sec
1657     At 50,000 keys, avg. speed is 1,973 keys/sec
1658     At 60,000 keys, avg. speed is 1,914 keys/sec
1659     At 70,000 keys, avg. speed is 2,091 keys/sec
1660     At 80,000 keys, avg. speed is 2,103 keys/sec
1661     At 90,000 keys, avg. speed is 1,886 keys/sec
1662     At 100,000 keys, avg. speed is 1,970 keys/sec
1663     At 200,000 keys, avg. speed is 2,053 keys/sec
1664     At 300,000 keys, avg. speed is 1,697 keys/sec
1665     At 400,000 keys, avg. speed is 1,838 keys/sec
1666     At 500,000 keys, avg. speed is 1,941 keys/sec
1667     At 600,000 keys, avg. speed is 1,930 keys/sec
1668     At 700,000 keys, avg. speed is 1,735 keys/sec
1669     At 800,000 keys, avg. speed is 1,795 keys/sec
1670     At 900,000 keys, avg. speed is 1,221 keys/sec
1671     At 1,000,000 keys, avg. speed is 1,077 keys/sec
1672
1673 This test was performed on a PowerMac G4 1gHz running Mac OS X 10.3.2 & Perl
1674 5.8.1, with an 80GB Ultra ATA/100 HD spinning at 7200RPM.  The hash keys and
1675 values were between 6 - 12 chars in length.  The DB file ended up at 210MB.
1676 Run time was 12 min 3 sec.
1677
1678 =head2 MEMORY USAGE
1679
1680 One of the great things about DBM::Deep is that it uses very little memory.
1681 Even with huge databases (1,000,000+ keys) you will not see much increased
1682 memory on your process.  DBM::Deep relies solely on the filesystem for storing
1683 and fetching data.  Here is output from I</usr/bin/top> before even opening a
1684 database handle:
1685
1686       PID USER     PRI  NI  SIZE  RSS SHARE STAT %CPU %MEM   TIME COMMAND
1687     22831 root      11   0  2716 2716  1296 R     0.0  0.2   0:07 perl
1688
1689 Basically the process is taking 2,716K of memory.  And here is the same
1690 process after storing and fetching 1,000,000 keys:
1691
1692       PID USER     PRI  NI  SIZE  RSS SHARE STAT %CPU %MEM   TIME COMMAND
1693     22831 root      14   0  2772 2772  1328 R     0.0  0.2  13:32 perl
1694
1695 Notice the memory usage increased by only 56K.  Test was performed on a 700mHz
1696 x86 box running Linux RedHat 7.2 & Perl 5.6.1.
1697
1698 =head1 DB FILE FORMAT
1699
1700 In case you were interested in the underlying DB file format, it is documented
1701 here in this section.  You don't need to know this to use the module, it's just
1702 included for reference.
1703
1704 =head2 SIGNATURE
1705
1706 DBM::Deep files always start with a 32-bit signature to identify the file type.
1707 This is at offset 0.  The signature is "DPDB" in network byte order.  This is
1708 checked for when the file is opened and an error will be thrown if it's not found.
1709
1710 =head2 TAG
1711
1712 The DBM::Deep file is in a I<tagged format>, meaning each section of the file
1713 has a standard header containing the type of data, the length of data, and then
1714 the data itself.  The type is a single character (1 byte), the length is a
1715 32-bit unsigned long in network byte order, and the data is, well, the data.
1716 Here is how it unfolds:
1717
1718 =head2 MASTER INDEX
1719
1720 Immediately after the 32-bit file signature is the I<Master Index> record.
1721 This is a standard tag header followed by 1024 bytes (in 32-bit mode) or 2048
1722 bytes (in 64-bit mode) of data.  The type is I<H> for hash or I<A> for array,
1723 depending on how the DBM::Deep object was constructed.
1724
1725 The index works by looking at a I<MD5 Hash> of the hash key (or array index
1726 number).  The first 8-bit char of the MD5 signature is the offset into the
1727 index, multipled by 4 in 32-bit mode, or 8 in 64-bit mode.  The value of the
1728 index element is a file offset of the next tag for the key/element in question,
1729 which is usually a I<Bucket List> tag (see below).
1730
1731 The next tag I<could> be another index, depending on how many keys/elements
1732 exist.  See L<RE-INDEXING> below for details.
1733
1734 =head2 BUCKET LIST
1735
1736 A I<Bucket List> is a collection of 16 MD5 hashes for keys/elements, plus
1737 file offsets to where the actual data is stored.  It starts with a standard
1738 tag header, with type I<B>, and a data size of 320 bytes in 32-bit mode, or
1739 384 bytes in 64-bit mode.  Each MD5 hash is stored in full (16 bytes), plus
1740 the 32-bit or 64-bit file offset for the I<Bucket> containing the actual data.
1741 When the list fills up, a I<Re-Index> operation is performed (See
1742 L<RE-INDEXING> below).
1743
1744 =head2 BUCKET
1745
1746 A I<Bucket> is a tag containing a key/value pair (in hash mode), or a
1747 index/value pair (in array mode).  It starts with a standard tag header with
1748 type I<D> for scalar data (string, binary, etc.), or it could be a nested
1749 hash (type I<H>) or array (type I<A>).  The value comes just after the tag
1750 header.  The size reported in the tag header is only for the value, but then,
1751 just after the value is another size (32-bit unsigned long) and then the plain
1752 key itself.  Since the value is likely to be fetched more often than the plain
1753 key, I figured it would be I<slightly> faster to store the value first.
1754
1755 If the type is I<H> (hash) or I<A> (array), the value is another I<Master Index>
1756 record for the nested structure, where the process begins all over again.
1757
1758 =head2 RE-INDEXING
1759
1760 After a I<Bucket List> grows to 16 records, its allocated space in the file is
1761 exhausted.  Then, when another key/element comes in, the list is converted to a
1762 new index record.  However, this index will look at the next char in the MD5
1763 hash, and arrange new Bucket List pointers accordingly.  This process is called
1764 I<Re-Indexing>.  Basically, a new index tag is created at the file EOF, and all
1765 17 (16 + new one) keys/elements are removed from the old Bucket List and
1766 inserted into the new index.  Several new Bucket Lists are created in the
1767 process, as a new MD5 char from the key is being examined (it is unlikely that
1768 the keys will all share the same next char of their MD5s).
1769
1770 Because of the way the I<MD5> algorithm works, it is impossible to tell exactly
1771 when the Bucket Lists will turn into indexes, but the first round tends to
1772 happen right around 4,000 keys.  You will see a I<slight> decrease in
1773 performance here, but it picks back up pretty quick (see L<SPEED> above).  Then
1774 it takes B<a lot> more keys to exhaust the next level of Bucket Lists.  It's
1775 right around 900,000 keys.  This process can continue nearly indefinitely --
1776 right up until the point the I<MD5> signatures start colliding with each other,
1777 and this is B<EXTREMELY> rare -- like winning the lottery 5 times in a row AND
1778 getting struck by lightning while you are walking to cash in your tickets.
1779 Theoretically, since I<MD5> hashes are 128-bit values, you I<could> have up to
1780 340,282,366,921,000,000,000,000,000,000,000,000,000 keys/elements (I believe
1781 this is 340 unodecillion, but don't quote me).
1782
1783 =head2 STORING
1784
1785 When a new key/element is stored, the key (or index number) is first run through
1786 I<Digest::MD5> to get a 128-bit signature (example, in hex:
1787 b05783b0773d894396d475ced9d2f4f6).  Then, the I<Master Index> record is checked
1788 for the first char of the signature (in this case I<b0>).  If it does not exist,
1789 a new I<Bucket List> is created for our key (and the next 15 future keys that
1790 happen to also have I<b> as their first MD5 char).  The entire MD5 is written
1791 to the I<Bucket List> along with the offset of the new I<Bucket> record (EOF at
1792 this point, unless we are replacing an existing I<Bucket>), where the actual
1793 data will be stored.
1794
1795 =head2 FETCHING
1796
1797 Fetching an existing key/element involves getting a I<Digest::MD5> of the key
1798 (or index number), then walking along the indexes.  If there are enough
1799 keys/elements in this DB level, there might be nested indexes, each linked to
1800 a particular char of the MD5.  Finally, a I<Bucket List> is pointed to, which
1801 contains up to 16 full MD5 hashes.  Each is checked for equality to the key in
1802 question.  If we found a match, the I<Bucket> tag is loaded, where the value and
1803 plain key are stored.
1804
1805 Fetching the plain key occurs when calling the I<first_key()> and I<next_key()>
1806 methods.  In this process the indexes are walked systematically, and each key
1807 fetched in increasing MD5 order (which is why it appears random).   Once the
1808 I<Bucket> is found, the value is skipped and the plain key returned instead.
1809 B<Note:> Do not count on keys being fetched as if the MD5 hashes were
1810 alphabetically sorted.  This only happens on an index-level -- as soon as the
1811 I<Bucket Lists> are hit, the keys will come out in the order they went in --
1812 so it's pretty much undefined how the keys will come out -- just like Perl's
1813 built-in hashes.
1814
1815 =head1 CODE COVERAGE
1816
1817 We use B<Devel::Cover> to test the code coverage of our tests, below is the
1818 B<Devel::Cover> report on this module's test suite.
1819
1820   ----------------------------------- ------ ------ ------ ------ ------ ------
1821   File                                  stmt   bran   cond    sub   time  total
1822   ----------------------------------- ------ ------ ------ ------ ------ ------
1823   blib/lib/DBM/Deep.pm                  94.9   80.6   73.0  100.0   37.9   90.4
1824   blib/lib/DBM/Deep/Array.pm           100.0   91.1  100.0  100.0   18.2   98.1
1825   blib/lib/DBM/Deep/Engine.pm           98.9   87.3   80.0  100.0   34.2   95.2
1826   blib/lib/DBM/Deep/Hash.pm            100.0   87.5  100.0  100.0    9.7   97.3
1827   Total                                 97.9   85.9   79.7  100.0  100.0   94.3
1828   ----------------------------------- ------ ------ ------ ------ ------ ------
1829
1830 =head1 MORE INFORMATION
1831
1832 Check out the DBM::Deep Google Group at L<http://groups.google.com/group/DBM-Deep>
1833 or send email to L<DBM-Deep@googlegroups.com>.
1834
1835 =head1 AUTHORS
1836
1837 Joseph Huckaby, L<jhuckaby@cpan.org>
1838
1839 Rob Kinyon, L<rkinyon@cpan.org>
1840
1841 Special thanks to Adam Sah and Rich Gaushell!  You know why :-)
1842
1843 =head1 SEE ALSO
1844
1845 perltie(1), Tie::Hash(3), Digest::MD5(3), Fcntl(3), flock(2), lockf(3), nfs(5),
1846 Digest::SHA256(3), Crypt::Blowfish(3), Compress::Zlib(3)
1847
1848 =head1 LICENSE
1849
1850 Copyright (c) 2002-2006 Joseph Huckaby.  All Rights Reserved.
1851 This is free software, you may use it and distribute it under the
1852 same terms as Perl itself.
1853
1854 =cut