51e3f953ed298fe9ef2e018aa3e00529db1b6f87
[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
388     my $base = '';
389     if ( my $parent = $self->{parent} ) {
390         my $child = $self;
391         while ( 1 ) {
392             $base = (
393                 $parent->_type eq TYPE_HASH
394                     ? "\{$child->{parent_key}\}"
395                     : "\[$child->{parent_key}\]"
396             ) . $base;
397
398             $child = $parent;
399             $parent = $parent->{parent};
400             last unless $parent;
401         }
402     }
403     return '$db->' . $base;
404 }
405
406 sub STORE {
407     ##
408     # Store single hash key/value or array element in database.
409     ##
410     my $self = shift->_get_self;
411     my ($key, $value, $orig_key) = @_;
412
413
414     if ( $^O ne 'MSWin32' && !_is_writable( $self->_fh ) ) {
415         $self->_throw_error( 'Cannot write to a readonly filehandle' );
416     }
417
418 #    if ( my $afh = $self->_fileobj->{audit_fh} ) {
419         if ( defined $orig_key ) {
420             my $lhs = $self->_find_parent;
421             if ( $self->_type eq TYPE_HASH ) {
422                 $lhs .= "\{$orig_key\}";
423             }
424             else {
425                 $lhs .= "\[$orig_key\]";
426             }
427
428             my $rhs;
429
430             my $r = Scalar::Util::reftype( $value ) || '';
431             if ( $r eq 'HASH' ) {
432                 $rhs = '{}';
433             }
434             elsif ( $r eq 'ARRAY' ) {
435                 $rhs = '[]';
436             }
437             else {
438                 if ( defined $value ) {
439                     $rhs = "'$value'";
440                 }
441                 else {
442                     $rhs = "undef";
443                 }
444             }
445
446             if ( my $c = Scalar::Util::blessed( $value ) ) {
447                 $rhs = "bless $rhs, '$c'";
448             }
449
450             $self->_fileobj->audit( "$lhs = $rhs;" );
451 #            flock( $afh, LOCK_EX );
452 #            print( $afh "$lhs = $rhs; # " . localtime(time) . "\n" );
453 #            flock( $afh, LOCK_UN );
454         }
455 #    }
456
457     ##
458     # Request exclusive lock for writing
459     ##
460     $self->lock( LOCK_EX );
461
462     my $md5 = $self->{engine}{digest}->($key);
463
464     my $tag = $self->{engine}->find_bucket_list( $self->_base_offset, $md5, { create => 1 } );
465
466     # User may be storing a hash, in which case we do not want it run
467     # through the filtering system
468     if ( !ref($value) && $self->_fileobj->{filter_store_value} ) {
469         $value = $self->_fileobj->{filter_store_value}->( $value );
470     }
471
472     ##
473     # Add key/value to bucket list
474     ##
475     my $result = $self->{engine}->add_bucket( $tag, $md5, $key, $value, undef, $orig_key ); 
476
477     $self->unlock();
478
479     return $result;
480 }
481
482 sub FETCH {
483     ##
484     # Fetch single value or element given plain key or array index
485     ##
486     my $self = shift->_get_self;
487     my ($key, $orig_key) = @_;
488
489     my $md5 = $self->{engine}{digest}->($key);
490
491     ##
492     # Request shared lock for reading
493     ##
494     $self->lock( LOCK_SH );
495
496     my $tag = $self->{engine}->find_bucket_list( $self->_base_offset, $md5 );
497     if (!$tag) {
498         $self->unlock();
499         return;
500     }
501
502     ##
503     # Get value from bucket list
504     ##
505     my $result = $self->{engine}->get_bucket_value( $tag, $md5, $orig_key );
506
507     $self->unlock();
508
509     # Filters only apply to scalar values, so the ref check is making
510     # sure the fetched bucket is a scalar, not a child hash or array.
511     return ($result && !ref($result) && $self->_fileobj->{filter_fetch_value})
512         ? $self->_fileobj->{filter_fetch_value}->($result)
513         : $result;
514 }
515
516 sub DELETE {
517     ##
518     # Delete single key/value pair or element given plain key or array index
519     ##
520     my $self = shift->_get_self;
521     my ($key, $orig_key) = @_;
522
523     if ( $^O ne 'MSWin32' && !_is_writable( $self->_fh ) ) {
524         $self->_throw_error( 'Cannot write to a readonly filehandle' );
525     }
526
527     if ( my $afh = $self->_fileobj->{audit_fh} ) {
528         if ( defined $orig_key ) {
529             my $lhs = $self->_find_parent;
530             if ( $self->_type eq TYPE_HASH ) {
531                 $lhs .= "\{$orig_key\}";
532             }
533             else {
534                 $lhs .= "\[$orig_key]\]";
535             }
536
537             flock( $afh, LOCK_EX );
538             print( $afh "delete $lhs; # " . localtime(time) . "\n" );
539             flock( $afh, LOCK_UN );
540         }
541     }
542
543     ##
544     # Request exclusive lock for writing
545     ##
546     $self->lock( LOCK_EX );
547
548     my $md5 = $self->{engine}{digest}->($key);
549
550     my $tag = $self->{engine}->find_bucket_list( $self->_base_offset, $md5 );
551     if (!$tag) {
552         $self->unlock();
553         return;
554     }
555
556     ##
557     # Delete bucket
558     ##
559     my $value = $self->{engine}->get_bucket_value( $tag, $md5 );
560
561     if (defined $value && !ref($value) && $self->_fileobj->{filter_fetch_value}) {
562         $value = $self->_fileobj->{filter_fetch_value}->($value);
563     }
564
565     my $result = $self->{engine}->delete_bucket( $tag, $md5, $orig_key );
566
567     ##
568     # If this object is an array and the key deleted was on the end of the stack,
569     # decrement the length variable.
570     ##
571
572     $self->unlock();
573
574     return $value;
575 }
576
577 sub EXISTS {
578     ##
579     # Check if a single key or element exists given plain key or array index
580     ##
581     my $self = shift->_get_self;
582     my ($key) = @_;
583
584     my $md5 = $self->{engine}{digest}->($key);
585
586     ##
587     # Request shared lock for reading
588     ##
589     $self->lock( LOCK_SH );
590
591     my $tag = $self->{engine}->find_bucket_list( $self->_base_offset, $md5 );
592     if (!$tag) {
593         $self->unlock();
594
595         ##
596         # For some reason, the built-in exists() function returns '' for false
597         ##
598         return '';
599     }
600
601     ##
602     # Check if bucket exists and return 1 or ''
603     ##
604     my $result = $self->{engine}->bucket_exists( $tag, $md5 ) || '';
605
606     $self->unlock();
607
608     return $result;
609 }
610
611 sub CLEAR {
612     ##
613     # Clear all keys from hash, or all elements from array.
614     ##
615     my $self = shift->_get_self;
616
617     if ( $^O ne 'MSWin32' && !_is_writable( $self->_fh ) ) {
618         $self->_throw_error( 'Cannot write to a readonly filehandle' );
619     }
620
621     if ( my $afh = $self->_fileobj->{audit_fh} ) {
622         my $lhs = $self->_find_parent;
623
624         my $rhs = '()';
625         if ( $self->_type eq TYPE_HASH ) {
626             $lhs = '%{' . $lhs . '}';
627         }
628         else {
629             $lhs = '@{' . $lhs . '}';
630         }
631
632         flock( $afh, LOCK_EX );
633         print( $afh "$lhs = $rhs; # " . localtime(time) . "\n" );
634         flock( $afh, LOCK_UN );
635     }
636
637     ##
638     # Request exclusive lock for writing
639     ##
640     $self->lock( LOCK_EX );
641
642     my $fh = $self->_fh;
643
644     seek($fh, $self->_base_offset + $self->_fileobj->{file_offset}, SEEK_SET);
645     if (eof $fh) {
646         $self->unlock();
647         return;
648     }
649
650 #XXX This needs updating to use _release_space
651     $self->{engine}->write_tag(
652         $self->_base_offset, $self->_type,
653         chr(0)x$self->{engine}{index_size},
654     );
655
656     $self->unlock();
657
658     return 1;
659 }
660
661 ##
662 # Public method aliases
663 ##
664 sub put { (shift)->STORE( @_ ) }
665 sub store { (shift)->STORE( @_ ) }
666 sub get { (shift)->FETCH( @_ ) }
667 sub fetch { (shift)->FETCH( @_ ) }
668 sub delete { (shift)->DELETE( @_ ) }
669 sub exists { (shift)->EXISTS( @_ ) }
670 sub clear { (shift)->CLEAR( @_ ) }
671
672 1;
673 __END__
674
675 =head1 NAME
676
677 DBM::Deep - A pure perl multi-level hash/array DBM
678
679 =head1 SYNOPSIS
680
681   use DBM::Deep;
682   my $db = DBM::Deep->new( "foo.db" );
683
684   $db->{key} = 'value'; # tie() style
685   print $db->{key};
686
687   $db->put('key' => 'value'); # OO style
688   print $db->get('key');
689
690   # true multi-level support
691   $db->{my_complex} = [
692       'hello', { perl => 'rules' },
693       42, 99,
694   ];
695
696 =head1 DESCRIPTION
697
698 A unique flat-file database module, written in pure perl.  True
699 multi-level hash/array support (unlike MLDBM, which is faked), hybrid
700 OO / tie() interface, cross-platform FTPable files, and quite fast.  Can
701 handle millions of keys and unlimited hash levels without significant
702 slow-down.  Written from the ground-up in pure perl -- this is NOT a
703 wrapper around a C-based DBM.  Out-of-the-box compatibility with Unix,
704 Mac OS X and Windows.
705
706 =head1 VERSION DIFFERENCES
707
708 B<NOTE>: 0.99_01 and above have significant file format differences from 0.98 and
709 before. While attempts have been made to be backwards compatible, no guarantees.
710
711 =head1 INSTALLATION
712
713 Hopefully you are using Perl's excellent CPAN module, which will download
714 and install the module for you.  If not, get the tarball, and run these
715 commands:
716
717     tar zxf DBM-Deep-*
718     cd DBM-Deep-*
719     perl Makefile.PL
720     make
721     make test
722     make install
723
724 =head1 SETUP
725
726 Construction can be done OO-style (which is the recommended way), or using
727 Perl's tie() function.  Both are examined here.
728
729 =head2 OO CONSTRUCTION
730
731 The recommended way to construct a DBM::Deep object is to use the new()
732 method, which gets you a blessed, tied hash or array reference.
733
734     my $db = DBM::Deep->new( "foo.db" );
735
736 This opens a new database handle, mapped to the file "foo.db".  If this
737 file does not exist, it will automatically be created.  DB files are
738 opened in "r+" (read/write) mode, and the type of object returned is a
739 hash, unless otherwise specified (see L<OPTIONS> below).
740
741 You can pass a number of options to the constructor to specify things like
742 locking, autoflush, etc.  This is done by passing an inline hash:
743
744     my $db = DBM::Deep->new(
745         file => "foo.db",
746         locking => 1,
747         autoflush => 1
748     );
749
750 Notice that the filename is now specified I<inside> the hash with
751 the "file" parameter, as opposed to being the sole argument to the
752 constructor.  This is required if any options are specified.
753 See L<OPTIONS> below for the complete list.
754
755
756
757 You can also start with an array instead of a hash.  For this, you must
758 specify the C<type> parameter:
759
760     my $db = DBM::Deep->new(
761         file => "foo.db",
762         type => DBM::Deep->TYPE_ARRAY
763     );
764
765 B<Note:> Specifing the C<type> parameter only takes effect when beginning
766 a new DB file.  If you create a DBM::Deep object with an existing file, the
767 C<type> will be loaded from the file header, and an error will be thrown if
768 the wrong type is passed in.
769
770 =head2 TIE CONSTRUCTION
771
772 Alternately, you can create a DBM::Deep handle by using Perl's built-in
773 tie() function.  The object returned from tie() can be used to call methods,
774 such as lock() and unlock(), but cannot be used to assign to the DBM::Deep
775 file (as expected with most tie'd objects).
776
777     my %hash;
778     my $db = tie %hash, "DBM::Deep", "foo.db";
779
780     my @array;
781     my $db = tie @array, "DBM::Deep", "bar.db";
782
783 As with the OO constructor, you can replace the DB filename parameter with
784 a hash containing one or more options (see L<OPTIONS> just below for the
785 complete list).
786
787     tie %hash, "DBM::Deep", {
788         file => "foo.db",
789         locking => 1,
790         autoflush => 1
791     };
792
793 =head2 OPTIONS
794
795 There are a number of options that can be passed in when constructing your
796 DBM::Deep objects.  These apply to both the OO- and tie- based approaches.
797
798 =over
799
800 =item * file
801
802 Filename of the DB file to link the handle to.  You can pass a full absolute
803 filesystem path, partial path, or a plain filename if the file is in the
804 current working directory.  This is a required parameter (though q.v. fh).
805
806 =item * fh
807
808 If you want, you can pass in the fh instead of the file. This is most useful for doing
809 something like:
810
811   my $db = DBM::Deep->new( { fh => \*DATA } );
812
813 You are responsible for making sure that the fh has been opened appropriately for your
814 needs. If you open it read-only and attempt to write, an exception will be thrown. If you
815 open it write-only or append-only, an exception will be thrown immediately as DBM::Deep
816 needs to read from the fh.
817
818 =item * file_offset
819
820 This is the offset within the file that the DBM::Deep db starts. Most of the time, you will
821 not need to set this. However, it's there if you want it.
822
823 If you pass in fh and do not set this, it will be set appropriately.
824
825 =item * type
826
827 This parameter specifies what type of object to create, a hash or array.  Use
828 one of these two constants:
829
830 =over 4
831
832 =item * C<DBM::Deep-E<gt>TYPE_HASH>
833
834 =item * C<DBM::Deep-E<gt>TYPE_ARRAY>.
835
836 =back
837
838 This only takes effect when beginning a new file.  This is an optional
839 parameter, and defaults to C<DBM::Deep-E<gt>TYPE_HASH>.
840
841 =item * locking
842
843 Specifies whether locking is to be enabled.  DBM::Deep uses Perl's Fnctl flock()
844 function to lock the database in exclusive mode for writes, and shared mode for
845 reads.  Pass any true value to enable.  This affects the base DB handle I<and
846 any child hashes or arrays> that use the same DB file.  This is an optional
847 parameter, and defaults to 0 (disabled).  See L<LOCKING> below for more.
848
849 =item * autoflush
850
851 Specifies whether autoflush is to be enabled on the underlying filehandle.
852 This obviously slows down write operations, but is required if you may have
853 multiple processes accessing the same DB file (also consider enable I<locking>).
854 Pass any true value to enable.  This is an optional parameter, and defaults to 0
855 (disabled).
856
857 =item * autobless
858
859 If I<autobless> mode is enabled, DBM::Deep will preserve the class something
860 is blessed into, and restores it when fetched.  This is an optional parameter, and defaults to 1 (enabled).
861
862 B<Note:> If you use the OO-interface, you will not be able to call any methods
863 of DBM::Deep on the blessed item. This is considered to be a feature.
864
865 =item * filter_*
866
867 See L</FILTERS> below.
868
869 =back
870
871 =head1 TIE INTERFACE
872
873 With DBM::Deep you can access your databases using Perl's standard hash/array
874 syntax.  Because all DBM::Deep objects are I<tied> to hashes or arrays, you can
875 treat them as such.  DBM::Deep will intercept all reads/writes and direct them
876 to the right place -- the DB file.  This has nothing to do with the
877 L<TIE CONSTRUCTION> section above.  This simply tells you how to use DBM::Deep
878 using regular hashes and arrays, rather than calling functions like C<get()>
879 and C<put()> (although those work too).  It is entirely up to you how to want
880 to access your databases.
881
882 =head2 HASHES
883
884 You can treat any DBM::Deep object like a normal Perl hash reference.  Add keys,
885 or even nested hashes (or arrays) using standard Perl syntax:
886
887     my $db = DBM::Deep->new( "foo.db" );
888
889     $db->{mykey} = "myvalue";
890     $db->{myhash} = {};
891     $db->{myhash}->{subkey} = "subvalue";
892
893     print $db->{myhash}->{subkey} . "\n";
894
895 You can even step through hash keys using the normal Perl C<keys()> function:
896
897     foreach my $key (keys %$db) {
898         print "$key: " . $db->{$key} . "\n";
899     }
900
901 Remember that Perl's C<keys()> function extracts I<every> key from the hash and
902 pushes them onto an array, all before the loop even begins.  If you have an
903 extra large hash, this may exhaust Perl's memory.  Instead, consider using
904 Perl's C<each()> function, which pulls keys/values one at a time, using very
905 little memory:
906
907     while (my ($key, $value) = each %$db) {
908         print "$key: $value\n";
909     }
910
911 Please note that when using C<each()>, you should always pass a direct
912 hash reference, not a lookup.  Meaning, you should B<never> do this:
913
914     # NEVER DO THIS
915     while (my ($key, $value) = each %{$db->{foo}}) { # BAD
916
917 This causes an infinite loop, because for each iteration, Perl is calling
918 FETCH() on the $db handle, resulting in a "new" hash for foo every time, so
919 it effectively keeps returning the first key over and over again. Instead,
920 assign a temporary variable to C<$db->{foo}>, then pass that to each().
921
922 =head2 ARRAYS
923
924 As with hashes, you can treat any DBM::Deep object like a normal Perl array
925 reference.  This includes inserting, removing and manipulating elements,
926 and the C<push()>, C<pop()>, C<shift()>, C<unshift()> and C<splice()> functions.
927 The object must have first been created using type C<DBM::Deep-E<gt>TYPE_ARRAY>,
928 or simply be a nested array reference inside a hash.  Example:
929
930     my $db = DBM::Deep->new(
931         file => "foo-array.db",
932         type => DBM::Deep->TYPE_ARRAY
933     );
934
935     $db->[0] = "foo";
936     push @$db, "bar", "baz";
937     unshift @$db, "bah";
938
939     my $last_elem = pop @$db; # baz
940     my $first_elem = shift @$db; # bah
941     my $second_elem = $db->[1]; # bar
942
943     my $num_elements = scalar @$db;
944
945 =head1 OO INTERFACE
946
947 In addition to the I<tie()> interface, you can also use a standard OO interface
948 to manipulate all aspects of DBM::Deep databases.  Each type of object (hash or
949 array) has its own methods, but both types share the following common methods:
950 C<put()>, C<get()>, C<exists()>, C<delete()> and C<clear()>.
951
952 =over
953
954 =item * new() / clone()
955
956 These are the constructor and copy-functions.
957
958 =item * put() / store()
959
960 Stores a new hash key/value pair, or sets an array element value.  Takes two
961 arguments, the hash key or array index, and the new value.  The value can be
962 a scalar, hash ref or array ref.  Returns true on success, false on failure.
963
964     $db->put("foo", "bar"); # for hashes
965     $db->put(1, "bar"); # for arrays
966
967 =item * get() / fetch()
968
969 Fetches the value of a hash key or array element.  Takes one argument: the hash
970 key or array index.  Returns a scalar, hash ref or array ref, depending on the
971 data type stored.
972
973     my $value = $db->get("foo"); # for hashes
974     my $value = $db->get(1); # for arrays
975
976 =item * exists()
977
978 Checks if a hash key or array index exists.  Takes one argument: the hash key
979 or array index.  Returns true if it exists, false if not.
980
981     if ($db->exists("foo")) { print "yay!\n"; } # for hashes
982     if ($db->exists(1)) { print "yay!\n"; } # for arrays
983
984 =item * delete()
985
986 Deletes one hash key/value pair or array element.  Takes one argument: the hash
987 key or array index.  Returns true on success, false if not found.  For arrays,
988 the remaining elements located after the deleted element are NOT moved over.
989 The deleted element is essentially just undefined, which is exactly how Perl's
990 internal arrays work.  Please note that the space occupied by the deleted
991 key/value or element is B<not> reused again -- see L<UNUSED SPACE RECOVERY>
992 below for details and workarounds.
993
994     $db->delete("foo"); # for hashes
995     $db->delete(1); # for arrays
996
997 =item * clear()
998
999 Deletes B<all> hash keys or array elements.  Takes no arguments.  No return
1000 value.  Please note that the space occupied by the deleted keys/values or
1001 elements is B<not> reused again -- see L<UNUSED SPACE RECOVERY> below for
1002 details and workarounds.
1003
1004     $db->clear(); # hashes or arrays
1005
1006 =item * lock() / unlock()
1007
1008 q.v. Locking.
1009
1010 =item * optimize()
1011
1012 Recover lost disk space.
1013
1014 =item * import() / export()
1015
1016 Data going in and out.
1017
1018 =back
1019
1020 =head2 HASHES
1021
1022 For hashes, DBM::Deep supports all the common methods described above, and the
1023 following additional methods: C<first_key()> and C<next_key()>.
1024
1025 =over
1026
1027 =item * first_key()
1028
1029 Returns the "first" key in the hash.  As with built-in Perl hashes, keys are
1030 fetched in an undefined order (which appears random).  Takes no arguments,
1031 returns the key as a scalar value.
1032
1033     my $key = $db->first_key();
1034
1035 =item * next_key()
1036
1037 Returns the "next" key in the hash, given the previous one as the sole argument.
1038 Returns undef if there are no more keys to be fetched.
1039
1040     $key = $db->next_key($key);
1041
1042 =back
1043
1044 Here are some examples of using hashes:
1045
1046     my $db = DBM::Deep->new( "foo.db" );
1047
1048     $db->put("foo", "bar");
1049     print "foo: " . $db->get("foo") . "\n";
1050
1051     $db->put("baz", {}); # new child hash ref
1052     $db->get("baz")->put("buz", "biz");
1053     print "buz: " . $db->get("baz")->get("buz") . "\n";
1054
1055     my $key = $db->first_key();
1056     while ($key) {
1057         print "$key: " . $db->get($key) . "\n";
1058         $key = $db->next_key($key);
1059     }
1060
1061     if ($db->exists("foo")) { $db->delete("foo"); }
1062
1063 =head2 ARRAYS
1064
1065 For arrays, DBM::Deep supports all the common methods described above, and the
1066 following additional methods: C<length()>, C<push()>, C<pop()>, C<shift()>,
1067 C<unshift()> and C<splice()>.
1068
1069 =over
1070
1071 =item * length()
1072
1073 Returns the number of elements in the array.  Takes no arguments.
1074
1075     my $len = $db->length();
1076
1077 =item * push()
1078
1079 Adds one or more elements onto the end of the array.  Accepts scalars, hash
1080 refs or array refs.  No return value.
1081
1082     $db->push("foo", "bar", {});
1083
1084 =item * pop()
1085
1086 Fetches the last element in the array, and deletes it.  Takes no arguments.
1087 Returns undef if array is empty.  Returns the element value.
1088
1089     my $elem = $db->pop();
1090
1091 =item * shift()
1092
1093 Fetches the first element in the array, deletes it, then shifts all the
1094 remaining elements over to take up the space.  Returns the element value.  This
1095 method is not recommended with large arrays -- see L<LARGE ARRAYS> below for
1096 details.
1097
1098     my $elem = $db->shift();
1099
1100 =item * unshift()
1101
1102 Inserts one or more elements onto the beginning of the array, shifting all
1103 existing elements over to make room.  Accepts scalars, hash refs or array refs.
1104 No return value.  This method is not recommended with large arrays -- see
1105 <LARGE ARRAYS> below for details.
1106
1107     $db->unshift("foo", "bar", {});
1108
1109 =item * splice()
1110
1111 Performs exactly like Perl's built-in function of the same name.  See L<perldoc
1112 -f splice> for usage -- it is too complicated to document here.  This method is
1113 not recommended with large arrays -- see L<LARGE ARRAYS> below for details.
1114
1115 =back
1116
1117 Here are some examples of using arrays:
1118
1119     my $db = DBM::Deep->new(
1120         file => "foo.db",
1121         type => DBM::Deep->TYPE_ARRAY
1122     );
1123
1124     $db->push("bar", "baz");
1125     $db->unshift("foo");
1126     $db->put(3, "buz");
1127
1128     my $len = $db->length();
1129     print "length: $len\n"; # 4
1130
1131     for (my $k=0; $k<$len; $k++) {
1132         print "$k: " . $db->get($k) . "\n";
1133     }
1134
1135     $db->splice(1, 2, "biz", "baf");
1136
1137     while (my $elem = shift @$db) {
1138         print "shifted: $elem\n";
1139     }
1140
1141 =head1 LOCKING
1142
1143 Enable automatic file locking by passing a true value to the C<locking>
1144 parameter when constructing your DBM::Deep object (see L<SETUP> above).
1145
1146     my $db = DBM::Deep->new(
1147         file => "foo.db",
1148         locking => 1
1149     );
1150
1151 This causes DBM::Deep to C<flock()> the underlying filehandle with exclusive
1152 mode for writes, and shared mode for reads.  This is required if you have
1153 multiple processes accessing the same database file, to avoid file corruption.
1154 Please note that C<flock()> does NOT work for files over NFS.  See L<DB OVER
1155 NFS> below for more.
1156
1157 =head2 EXPLICIT LOCKING
1158
1159 You can explicitly lock a database, so it remains locked for multiple
1160 transactions.  This is done by calling the C<lock()> method, and passing an
1161 optional lock mode argument (defaults to exclusive mode).  This is particularly
1162 useful for things like counters, where the current value needs to be fetched,
1163 then incremented, then stored again.
1164
1165     $db->lock();
1166     my $counter = $db->get("counter");
1167     $counter++;
1168     $db->put("counter", $counter);
1169     $db->unlock();
1170
1171     # or...
1172
1173     $db->lock();
1174     $db->{counter}++;
1175     $db->unlock();
1176
1177 You can pass C<lock()> an optional argument, which specifies which mode to use
1178 (exclusive or shared).  Use one of these two constants: C<DBM::Deep-E<gt>LOCK_EX>
1179 or C<DBM::Deep-E<gt>LOCK_SH>.  These are passed directly to C<flock()>, and are the
1180 same as the constants defined in Perl's C<Fcntl> module.
1181
1182     $db->lock( DBM::Deep->LOCK_SH );
1183     # something here
1184     $db->unlock();
1185
1186 =head1 IMPORTING/EXPORTING
1187
1188 You can import existing complex structures by calling the C<import()> method,
1189 and export an entire database into an in-memory structure using the C<export()>
1190 method.  Both are examined here.
1191
1192 =head2 IMPORTING
1193
1194 Say you have an existing hash with nested hashes/arrays inside it.  Instead of
1195 walking the structure and adding keys/elements to the database as you go,
1196 simply pass a reference to the C<import()> method.  This recursively adds
1197 everything to an existing DBM::Deep object for you.  Here is an example:
1198
1199     my $struct = {
1200         key1 => "value1",
1201         key2 => "value2",
1202         array1 => [ "elem0", "elem1", "elem2" ],
1203         hash1 => {
1204             subkey1 => "subvalue1",
1205             subkey2 => "subvalue2"
1206         }
1207     };
1208
1209     my $db = DBM::Deep->new( "foo.db" );
1210     $db->import( $struct );
1211
1212     print $db->{key1} . "\n"; # prints "value1"
1213
1214 This recursively imports the entire C<$struct> object into C<$db>, including
1215 all nested hashes and arrays.  If the DBM::Deep object contains exsiting data,
1216 keys are merged with the existing ones, replacing if they already exist.
1217 The C<import()> method can be called on any database level (not just the base
1218 level), and works with both hash and array DB types.
1219
1220 B<Note:> Make sure your existing structure has no circular references in it.
1221 These will cause an infinite loop when importing.
1222
1223 =head2 EXPORTING
1224
1225 Calling the C<export()> method on an existing DBM::Deep object will return
1226 a reference to a new in-memory copy of the database.  The export is done
1227 recursively, so all nested hashes/arrays are all exported to standard Perl
1228 objects.  Here is an example:
1229
1230     my $db = DBM::Deep->new( "foo.db" );
1231
1232     $db->{key1} = "value1";
1233     $db->{key2} = "value2";
1234     $db->{hash1} = {};
1235     $db->{hash1}->{subkey1} = "subvalue1";
1236     $db->{hash1}->{subkey2} = "subvalue2";
1237
1238     my $struct = $db->export();
1239
1240     print $struct->{key1} . "\n"; # prints "value1"
1241
1242 This makes a complete copy of the database in memory, and returns a reference
1243 to it.  The C<export()> method can be called on any database level (not just
1244 the base level), and works with both hash and array DB types.  Be careful of
1245 large databases -- you can store a lot more data in a DBM::Deep object than an
1246 in-memory Perl structure.
1247
1248 B<Note:> Make sure your database has no circular references in it.
1249 These will cause an infinite loop when exporting.
1250
1251 =head1 FILTERS
1252
1253 DBM::Deep has a number of hooks where you can specify your own Perl function
1254 to perform filtering on incoming or outgoing data.  This is a perfect
1255 way to extend the engine, and implement things like real-time compression or
1256 encryption.  Filtering applies to the base DB level, and all child hashes /
1257 arrays.  Filter hooks can be specified when your DBM::Deep object is first
1258 constructed, or by calling the C<set_filter()> method at any time.  There are
1259 four available filter hooks, described below:
1260
1261 =over
1262
1263 =item * filter_store_key
1264
1265 This filter is called whenever a hash key is stored.  It
1266 is passed the incoming key, and expected to return a transformed key.
1267
1268 =item * filter_store_value
1269
1270 This filter is called whenever a hash key or array element is stored.  It
1271 is passed the incoming value, and expected to return a transformed value.
1272
1273 =item * filter_fetch_key
1274
1275 This filter is called whenever a hash key is fetched (i.e. via
1276 C<first_key()> or C<next_key()>).  It is passed the transformed key,
1277 and expected to return the plain key.
1278
1279 =item * filter_fetch_value
1280
1281 This filter is called whenever a hash key or array element is fetched.
1282 It is passed the transformed value, and expected to return the plain value.
1283
1284 =back
1285
1286 Here are the two ways to setup a filter hook:
1287
1288     my $db = DBM::Deep->new(
1289         file => "foo.db",
1290         filter_store_value => \&my_filter_store,
1291         filter_fetch_value => \&my_filter_fetch
1292     );
1293
1294     # or...
1295
1296     $db->set_filter( "filter_store_value", \&my_filter_store );
1297     $db->set_filter( "filter_fetch_value", \&my_filter_fetch );
1298
1299 Your filter function will be called only when dealing with SCALAR keys or
1300 values.  When nested hashes and arrays are being stored/fetched, filtering
1301 is bypassed.  Filters are called as static functions, passed a single SCALAR
1302 argument, and expected to return a single SCALAR value.  If you want to
1303 remove a filter, set the function reference to C<undef>:
1304
1305     $db->set_filter( "filter_store_value", undef );
1306
1307 =head2 REAL-TIME ENCRYPTION EXAMPLE
1308
1309 Here is a working example that uses the I<Crypt::Blowfish> module to
1310 do real-time encryption / decryption of keys & values with DBM::Deep Filters.
1311 Please visit L<http://search.cpan.org/search?module=Crypt::Blowfish> for more
1312 on I<Crypt::Blowfish>.  You'll also need the I<Crypt::CBC> module.
1313
1314     use DBM::Deep;
1315     use Crypt::Blowfish;
1316     use Crypt::CBC;
1317
1318     my $cipher = Crypt::CBC->new({
1319         'key'             => 'my secret key',
1320         'cipher'          => 'Blowfish',
1321         'iv'              => '$KJh#(}q',
1322         'regenerate_key'  => 0,
1323         'padding'         => 'space',
1324         'prepend_iv'      => 0
1325     });
1326
1327     my $db = DBM::Deep->new(
1328         file => "foo-encrypt.db",
1329         filter_store_key => \&my_encrypt,
1330         filter_store_value => \&my_encrypt,
1331         filter_fetch_key => \&my_decrypt,
1332         filter_fetch_value => \&my_decrypt,
1333     );
1334
1335     $db->{key1} = "value1";
1336     $db->{key2} = "value2";
1337     print "key1: " . $db->{key1} . "\n";
1338     print "key2: " . $db->{key2} . "\n";
1339
1340     undef $db;
1341     exit;
1342
1343     sub my_encrypt {
1344         return $cipher->encrypt( $_[0] );
1345     }
1346     sub my_decrypt {
1347         return $cipher->decrypt( $_[0] );
1348     }
1349
1350 =head2 REAL-TIME COMPRESSION EXAMPLE
1351
1352 Here is a working example that uses the I<Compress::Zlib> module to do real-time
1353 compression / decompression of keys & values with DBM::Deep Filters.
1354 Please visit L<http://search.cpan.org/search?module=Compress::Zlib> for
1355 more on I<Compress::Zlib>.
1356
1357     use DBM::Deep;
1358     use Compress::Zlib;
1359
1360     my $db = DBM::Deep->new(
1361         file => "foo-compress.db",
1362         filter_store_key => \&my_compress,
1363         filter_store_value => \&my_compress,
1364         filter_fetch_key => \&my_decompress,
1365         filter_fetch_value => \&my_decompress,
1366     );
1367
1368     $db->{key1} = "value1";
1369     $db->{key2} = "value2";
1370     print "key1: " . $db->{key1} . "\n";
1371     print "key2: " . $db->{key2} . "\n";
1372
1373     undef $db;
1374     exit;
1375
1376     sub my_compress {
1377         return Compress::Zlib::memGzip( $_[0] ) ;
1378     }
1379     sub my_decompress {
1380         return Compress::Zlib::memGunzip( $_[0] ) ;
1381     }
1382
1383 B<Note:> Filtering of keys only applies to hashes.  Array "keys" are
1384 actually numerical index numbers, and are not filtered.
1385
1386 =head1 ERROR HANDLING
1387
1388 Most DBM::Deep methods return a true value for success, and call die() on
1389 failure.  You can wrap calls in an eval block to catch the die.
1390
1391     my $db = DBM::Deep->new( "foo.db" ); # create hash
1392     eval { $db->push("foo"); }; # ILLEGAL -- push is array-only call
1393
1394     print $@;           # prints error message
1395
1396 =head1 LARGEFILE SUPPORT
1397
1398 If you have a 64-bit system, and your Perl is compiled with both LARGEFILE
1399 and 64-bit support, you I<may> be able to create databases larger than 2 GB.
1400 DBM::Deep by default uses 32-bit file offset tags, but these can be changed
1401 by specifying the 'pack_size' parameter when constructing the file.
1402
1403     DBM::Deep->new(
1404         filename => $filename,
1405         pack_size => 'large',
1406     );
1407
1408 This tells DBM::Deep to pack all file offsets with 8-byte (64-bit) quad words
1409 instead of 32-bit longs.  After setting these values your DB files have a
1410 theoretical maximum size of 16 XB (exabytes).
1411
1412 You can also use C<pack_size =E<gt> 'small'> in order to use 16-bit file
1413 offsets.
1414
1415 B<Note:> Changing these values will B<NOT> work for existing database files.
1416 Only change this for new files. Once the value has been set, it is stored in
1417 the file's header and cannot be changed for the life of the file. These
1418 parameters are per-file, meaning you can access 32-bit and 64-bit files, as
1419 you chose.
1420
1421 B<Note:> We have not personally tested files larger than 2 GB -- all my
1422 systems have only a 32-bit Perl.  However, I have received user reports that
1423 this does indeed work!
1424
1425 =head1 LOW-LEVEL ACCESS
1426
1427 If you require low-level access to the underlying filehandle that DBM::Deep uses,
1428 you can call the C<_fh()> method, which returns the handle:
1429
1430     my $fh = $db->_fh();
1431
1432 This method can be called on the root level of the datbase, or any child
1433 hashes or arrays.  All levels share a I<root> structure, which contains things
1434 like the filehandle, a reference counter, and all the options specified
1435 when you created the object.  You can get access to this file object by
1436 calling the C<_fileobj()> method.
1437
1438     my $file_obj = $db->_fileobj();
1439
1440 This is useful for changing options after the object has already been created,
1441 such as enabling/disabling locking.  You can also store your own temporary user
1442 data in this structure (be wary of name collision), which is then accessible from
1443 any child hash or array.
1444
1445 =head1 CUSTOM DIGEST ALGORITHM
1446
1447 DBM::Deep by default uses the I<Message Digest 5> (MD5) algorithm for hashing
1448 keys.  However you can override this, and use another algorithm (such as SHA-256)
1449 or even write your own.  But please note that DBM::Deep currently expects zero
1450 collisions, so your algorithm has to be I<perfect>, so to speak. Collision
1451 detection may be introduced in a later version.
1452
1453 You can specify a custom digest algorithm by passing it into the parameter
1454 list for new(), passing a reference to a subroutine as the 'digest' parameter,
1455 and the length of the algorithm's hashes (in bytes) as the 'hash_size'
1456 parameter. Here is a working example that uses a 256-bit hash from the
1457 I<Digest::SHA256> module.  Please see
1458 L<http://search.cpan.org/search?module=Digest::SHA256> for more information.
1459
1460     use DBM::Deep;
1461     use Digest::SHA256;
1462
1463     my $context = Digest::SHA256::new(256);
1464
1465     my $db = DBM::Deep->new(
1466         filename => "foo-sha.db",
1467         digest => \&my_digest,
1468         hash_size => 32,
1469     );
1470
1471     $db->{key1} = "value1";
1472     $db->{key2} = "value2";
1473     print "key1: " . $db->{key1} . "\n";
1474     print "key2: " . $db->{key2} . "\n";
1475
1476     undef $db;
1477     exit;
1478
1479     sub my_digest {
1480         return substr( $context->hash($_[0]), 0, 32 );
1481     }
1482
1483 B<Note:> Your returned digest strings must be B<EXACTLY> the number
1484 of bytes you specify in the hash_size parameter (in this case 32).
1485
1486 B<Note:> If you do choose to use a custom digest algorithm, you must set it
1487 every time you access this file. Otherwise, the default (MD5) will be used.
1488
1489 =head1 CIRCULAR REFERENCES
1490
1491 DBM::Deep has B<experimental> support for circular references.  Meaning you
1492 can have a nested hash key or array element that points to a parent object.
1493 This relationship is stored in the DB file, and is preserved between sessions.
1494 Here is an example:
1495
1496     my $db = DBM::Deep->new( "foo.db" );
1497
1498     $db->{foo} = "bar";
1499     $db->{circle} = $db; # ref to self
1500
1501     print $db->{foo} . "\n"; # prints "bar"
1502     print $db->{circle}->{foo} . "\n"; # prints "bar" again
1503
1504 B<Note>: Passing the object to a function that recursively walks the
1505 object tree (such as I<Data::Dumper> or even the built-in C<optimize()> or
1506 C<export()> methods) will result in an infinite loop. This will be fixed in
1507 a future release.
1508
1509 =head1 CAVEATS / ISSUES / BUGS
1510
1511 This section describes all the known issues with DBM::Deep.  It you have found
1512 something that is not listed here, please send e-mail to L<jhuckaby@cpan.org>.
1513
1514 =head2 UNUSED SPACE RECOVERY
1515
1516 One major caveat with DBM::Deep is that space occupied by existing keys and
1517 values is not recovered when they are deleted.  Meaning if you keep deleting
1518 and adding new keys, your file will continuously grow.  I am working on this,
1519 but in the meantime you can call the built-in C<optimize()> method from time to
1520 time (perhaps in a crontab or something) to recover all your unused space.
1521
1522     $db->optimize(); # returns true on success
1523
1524 This rebuilds the ENTIRE database into a new file, then moves it on top of
1525 the original.  The new file will have no unused space, thus it will take up as
1526 little disk space as possible.  Please note that this operation can take
1527 a long time for large files, and you need enough disk space to temporarily hold
1528 2 copies of your DB file.  The temporary file is created in the same directory
1529 as the original, named with a ".tmp" extension, and is deleted when the
1530 operation completes.  Oh, and if locking is enabled, the DB is automatically
1531 locked for the entire duration of the copy.
1532
1533 B<WARNING:> Only call optimize() on the top-level node of the database, and
1534 make sure there are no child references lying around.  DBM::Deep keeps a reference
1535 counter, and if it is greater than 1, optimize() will abort and return undef.
1536
1537 =head2 REFERENCES
1538
1539 (The reasons given assume a high level of Perl understanding, specifically of
1540 references. You can safely skip this section.)
1541
1542 Currently, the only references supported are HASH and ARRAY. The other reference
1543 types (SCALAR, CODE, GLOB, and REF) cannot be supported for various reasons.
1544
1545 =over 4
1546
1547 =item * GLOB
1548
1549 These are things like filehandles and other sockets. They can't be supported
1550 because it's completely unclear how DBM::Deep should serialize them.
1551
1552 =item * SCALAR / REF
1553
1554 The discussion here refers to the following type of example:
1555
1556   my $x = 25;
1557   $db->{key1} = \$x;
1558
1559   $x = 50;
1560
1561   # In some other process ...
1562
1563   my $val = ${ $db->{key1} };
1564
1565   is( $val, 50, "What actually gets stored in the DB file?" );
1566
1567 The problem is one of synchronization. When the variable being referred to
1568 changes value, the reference isn't notified. This means that the new value won't
1569 be stored in the datafile for other processes to read. There is no TIEREF.
1570
1571 It is theoretically possible to store references to values already within a
1572 DBM::Deep object because everything already is synchronized, but the change to
1573 the internals would be quite large. Specifically, DBM::Deep would have to tie
1574 every single value that is stored. This would bloat the RAM footprint of
1575 DBM::Deep at least twofold (if not more) and be a significant performance drain,
1576 all to support a feature that has never been requested.
1577
1578 =item * CODE
1579
1580 L<http://search.cpan.org/search?module=Data::Dump::Streamer> provides a
1581 mechanism for serializing coderefs, including saving off all closure state.
1582 However, just as for SCALAR and REF, that closure state may change without
1583 notifying the DBM::Deep object storing the reference.
1584
1585 =back
1586
1587 =head2 FILE CORRUPTION
1588
1589 The current level of error handling in DBM::Deep is minimal.  Files I<are> checked
1590 for a 32-bit signature when opened, but other corruption in files can cause
1591 segmentation faults.  DBM::Deep may try to seek() past the end of a file, or get
1592 stuck in an infinite loop depending on the level of corruption.  File write
1593 operations are not checked for failure (for speed), so if you happen to run
1594 out of disk space, DBM::Deep will probably fail in a bad way.  These things will
1595 be addressed in a later version of DBM::Deep.
1596
1597 =head2 DB OVER NFS
1598
1599 Beware of using DB files over NFS.  DBM::Deep uses flock(), which works well on local
1600 filesystems, but will NOT protect you from file corruption over NFS.  I've heard
1601 about setting up your NFS server with a locking daemon, then using lockf() to
1602 lock your files, but your mileage may vary there as well.  From what I
1603 understand, there is no real way to do it.  However, if you need access to the
1604 underlying filehandle in DBM::Deep for using some other kind of locking scheme like
1605 lockf(), see the L<LOW-LEVEL ACCESS> section above.
1606
1607 =head2 COPYING OBJECTS
1608
1609 Beware of copying tied objects in Perl.  Very strange things can happen.
1610 Instead, use DBM::Deep's C<clone()> method which safely copies the object and
1611 returns a new, blessed, tied hash or array to the same level in the DB.
1612
1613     my $copy = $db->clone();
1614
1615 B<Note>: Since clone() here is cloning the object, not the database location, any
1616 modifications to either $db or $copy will be visible in both.
1617
1618 =head2 LARGE ARRAYS
1619
1620 Beware of using C<shift()>, C<unshift()> or C<splice()> with large arrays.
1621 These functions cause every element in the array to move, which can be murder
1622 on DBM::Deep, as every element has to be fetched from disk, then stored again in
1623 a different location.  This will be addressed in the forthcoming version 1.00.
1624
1625 =head2 WRITEONLY FILES
1626
1627 If you pass in a filehandle to new(), you may have opened it in either a readonly or
1628 writeonly mode. STORE will verify that the filehandle is writable. However, there
1629 doesn't seem to be a good way to determine if a filehandle is readable. And, if the
1630 filehandle isn't readable, it's not clear what will happen. So, don't do that.
1631
1632 =head1 PERFORMANCE
1633
1634 This section discusses DBM::Deep's speed and memory usage.
1635
1636 =head2 SPEED
1637
1638 Obviously, DBM::Deep isn't going to be as fast as some C-based DBMs, such as
1639 the almighty I<BerkeleyDB>.  But it makes up for it in features like true
1640 multi-level hash/array support, and cross-platform FTPable files.  Even so,
1641 DBM::Deep is still pretty fast, and the speed stays fairly consistent, even
1642 with huge databases.  Here is some test data:
1643
1644     Adding 1,000,000 keys to new DB file...
1645
1646     At 100 keys, avg. speed is 2,703 keys/sec
1647     At 200 keys, avg. speed is 2,642 keys/sec
1648     At 300 keys, avg. speed is 2,598 keys/sec
1649     At 400 keys, avg. speed is 2,578 keys/sec
1650     At 500 keys, avg. speed is 2,722 keys/sec
1651     At 600 keys, avg. speed is 2,628 keys/sec
1652     At 700 keys, avg. speed is 2,700 keys/sec
1653     At 800 keys, avg. speed is 2,607 keys/sec
1654     At 900 keys, avg. speed is 2,190 keys/sec
1655     At 1,000 keys, avg. speed is 2,570 keys/sec
1656     At 2,000 keys, avg. speed is 2,417 keys/sec
1657     At 3,000 keys, avg. speed is 1,982 keys/sec
1658     At 4,000 keys, avg. speed is 1,568 keys/sec
1659     At 5,000 keys, avg. speed is 1,533 keys/sec
1660     At 6,000 keys, avg. speed is 1,787 keys/sec
1661     At 7,000 keys, avg. speed is 1,977 keys/sec
1662     At 8,000 keys, avg. speed is 2,028 keys/sec
1663     At 9,000 keys, avg. speed is 2,077 keys/sec
1664     At 10,000 keys, avg. speed is 2,031 keys/sec
1665     At 20,000 keys, avg. speed is 1,970 keys/sec
1666     At 30,000 keys, avg. speed is 2,050 keys/sec
1667     At 40,000 keys, avg. speed is 2,073 keys/sec
1668     At 50,000 keys, avg. speed is 1,973 keys/sec
1669     At 60,000 keys, avg. speed is 1,914 keys/sec
1670     At 70,000 keys, avg. speed is 2,091 keys/sec
1671     At 80,000 keys, avg. speed is 2,103 keys/sec
1672     At 90,000 keys, avg. speed is 1,886 keys/sec
1673     At 100,000 keys, avg. speed is 1,970 keys/sec
1674     At 200,000 keys, avg. speed is 2,053 keys/sec
1675     At 300,000 keys, avg. speed is 1,697 keys/sec
1676     At 400,000 keys, avg. speed is 1,838 keys/sec
1677     At 500,000 keys, avg. speed is 1,941 keys/sec
1678     At 600,000 keys, avg. speed is 1,930 keys/sec
1679     At 700,000 keys, avg. speed is 1,735 keys/sec
1680     At 800,000 keys, avg. speed is 1,795 keys/sec
1681     At 900,000 keys, avg. speed is 1,221 keys/sec
1682     At 1,000,000 keys, avg. speed is 1,077 keys/sec
1683
1684 This test was performed on a PowerMac G4 1gHz running Mac OS X 10.3.2 & Perl
1685 5.8.1, with an 80GB Ultra ATA/100 HD spinning at 7200RPM.  The hash keys and
1686 values were between 6 - 12 chars in length.  The DB file ended up at 210MB.
1687 Run time was 12 min 3 sec.
1688
1689 =head2 MEMORY USAGE
1690
1691 One of the great things about DBM::Deep is that it uses very little memory.
1692 Even with huge databases (1,000,000+ keys) you will not see much increased
1693 memory on your process.  DBM::Deep relies solely on the filesystem for storing
1694 and fetching data.  Here is output from I</usr/bin/top> before even opening a
1695 database handle:
1696
1697       PID USER     PRI  NI  SIZE  RSS SHARE STAT %CPU %MEM   TIME COMMAND
1698     22831 root      11   0  2716 2716  1296 R     0.0  0.2   0:07 perl
1699
1700 Basically the process is taking 2,716K of memory.  And here is the same
1701 process after storing and fetching 1,000,000 keys:
1702
1703       PID USER     PRI  NI  SIZE  RSS SHARE STAT %CPU %MEM   TIME COMMAND
1704     22831 root      14   0  2772 2772  1328 R     0.0  0.2  13:32 perl
1705
1706 Notice the memory usage increased by only 56K.  Test was performed on a 700mHz
1707 x86 box running Linux RedHat 7.2 & Perl 5.6.1.
1708
1709 =head1 DB FILE FORMAT
1710
1711 In case you were interested in the underlying DB file format, it is documented
1712 here in this section.  You don't need to know this to use the module, it's just
1713 included for reference.
1714
1715 =head2 SIGNATURE
1716
1717 DBM::Deep files always start with a 32-bit signature to identify the file type.
1718 This is at offset 0.  The signature is "DPDB" in network byte order.  This is
1719 checked for when the file is opened and an error will be thrown if it's not found.
1720
1721 =head2 TAG
1722
1723 The DBM::Deep file is in a I<tagged format>, meaning each section of the file
1724 has a standard header containing the type of data, the length of data, and then
1725 the data itself.  The type is a single character (1 byte), the length is a
1726 32-bit unsigned long in network byte order, and the data is, well, the data.
1727 Here is how it unfolds:
1728
1729 =head2 MASTER INDEX
1730
1731 Immediately after the 32-bit file signature is the I<Master Index> record.
1732 This is a standard tag header followed by 1024 bytes (in 32-bit mode) or 2048
1733 bytes (in 64-bit mode) of data.  The type is I<H> for hash or I<A> for array,
1734 depending on how the DBM::Deep object was constructed.
1735
1736 The index works by looking at a I<MD5 Hash> of the hash key (or array index
1737 number).  The first 8-bit char of the MD5 signature is the offset into the
1738 index, multipled by 4 in 32-bit mode, or 8 in 64-bit mode.  The value of the
1739 index element is a file offset of the next tag for the key/element in question,
1740 which is usually a I<Bucket List> tag (see below).
1741
1742 The next tag I<could> be another index, depending on how many keys/elements
1743 exist.  See L<RE-INDEXING> below for details.
1744
1745 =head2 BUCKET LIST
1746
1747 A I<Bucket List> is a collection of 16 MD5 hashes for keys/elements, plus
1748 file offsets to where the actual data is stored.  It starts with a standard
1749 tag header, with type I<B>, and a data size of 320 bytes in 32-bit mode, or
1750 384 bytes in 64-bit mode.  Each MD5 hash is stored in full (16 bytes), plus
1751 the 32-bit or 64-bit file offset for the I<Bucket> containing the actual data.
1752 When the list fills up, a I<Re-Index> operation is performed (See
1753 L<RE-INDEXING> below).
1754
1755 =head2 BUCKET
1756
1757 A I<Bucket> is a tag containing a key/value pair (in hash mode), or a
1758 index/value pair (in array mode).  It starts with a standard tag header with
1759 type I<D> for scalar data (string, binary, etc.), or it could be a nested
1760 hash (type I<H>) or array (type I<A>).  The value comes just after the tag
1761 header.  The size reported in the tag header is only for the value, but then,
1762 just after the value is another size (32-bit unsigned long) and then the plain
1763 key itself.  Since the value is likely to be fetched more often than the plain
1764 key, I figured it would be I<slightly> faster to store the value first.
1765
1766 If the type is I<H> (hash) or I<A> (array), the value is another I<Master Index>
1767 record for the nested structure, where the process begins all over again.
1768
1769 =head2 RE-INDEXING
1770
1771 After a I<Bucket List> grows to 16 records, its allocated space in the file is
1772 exhausted.  Then, when another key/element comes in, the list is converted to a
1773 new index record.  However, this index will look at the next char in the MD5
1774 hash, and arrange new Bucket List pointers accordingly.  This process is called
1775 I<Re-Indexing>.  Basically, a new index tag is created at the file EOF, and all
1776 17 (16 + new one) keys/elements are removed from the old Bucket List and
1777 inserted into the new index.  Several new Bucket Lists are created in the
1778 process, as a new MD5 char from the key is being examined (it is unlikely that
1779 the keys will all share the same next char of their MD5s).
1780
1781 Because of the way the I<MD5> algorithm works, it is impossible to tell exactly
1782 when the Bucket Lists will turn into indexes, but the first round tends to
1783 happen right around 4,000 keys.  You will see a I<slight> decrease in
1784 performance here, but it picks back up pretty quick (see L<SPEED> above).  Then
1785 it takes B<a lot> more keys to exhaust the next level of Bucket Lists.  It's
1786 right around 900,000 keys.  This process can continue nearly indefinitely --
1787 right up until the point the I<MD5> signatures start colliding with each other,
1788 and this is B<EXTREMELY> rare -- like winning the lottery 5 times in a row AND
1789 getting struck by lightning while you are walking to cash in your tickets.
1790 Theoretically, since I<MD5> hashes are 128-bit values, you I<could> have up to
1791 340,282,366,921,000,000,000,000,000,000,000,000,000 keys/elements (I believe
1792 this is 340 unodecillion, but don't quote me).
1793
1794 =head2 STORING
1795
1796 When a new key/element is stored, the key (or index number) is first run through
1797 I<Digest::MD5> to get a 128-bit signature (example, in hex:
1798 b05783b0773d894396d475ced9d2f4f6).  Then, the I<Master Index> record is checked
1799 for the first char of the signature (in this case I<b0>).  If it does not exist,
1800 a new I<Bucket List> is created for our key (and the next 15 future keys that
1801 happen to also have I<b> as their first MD5 char).  The entire MD5 is written
1802 to the I<Bucket List> along with the offset of the new I<Bucket> record (EOF at
1803 this point, unless we are replacing an existing I<Bucket>), where the actual
1804 data will be stored.
1805
1806 =head2 FETCHING
1807
1808 Fetching an existing key/element involves getting a I<Digest::MD5> of the key
1809 (or index number), then walking along the indexes.  If there are enough
1810 keys/elements in this DB level, there might be nested indexes, each linked to
1811 a particular char of the MD5.  Finally, a I<Bucket List> is pointed to, which
1812 contains up to 16 full MD5 hashes.  Each is checked for equality to the key in
1813 question.  If we found a match, the I<Bucket> tag is loaded, where the value and
1814 plain key are stored.
1815
1816 Fetching the plain key occurs when calling the I<first_key()> and I<next_key()>
1817 methods.  In this process the indexes are walked systematically, and each key
1818 fetched in increasing MD5 order (which is why it appears random).   Once the
1819 I<Bucket> is found, the value is skipped and the plain key returned instead.
1820 B<Note:> Do not count on keys being fetched as if the MD5 hashes were
1821 alphabetically sorted.  This only happens on an index-level -- as soon as the
1822 I<Bucket Lists> are hit, the keys will come out in the order they went in --
1823 so it's pretty much undefined how the keys will come out -- just like Perl's
1824 built-in hashes.
1825
1826 =head1 CODE COVERAGE
1827
1828 We use B<Devel::Cover> to test the code coverage of our tests, below is the
1829 B<Devel::Cover> report on this module's test suite.
1830
1831   ----------------------------------- ------ ------ ------ ------ ------ ------
1832   File                                  stmt   bran   cond    sub   time  total
1833   ----------------------------------- ------ ------ ------ ------ ------ ------
1834   blib/lib/DBM/Deep.pm                  94.9   80.6   73.0  100.0   37.9   90.4
1835   blib/lib/DBM/Deep/Array.pm           100.0   91.1  100.0  100.0   18.2   98.1
1836   blib/lib/DBM/Deep/Engine.pm           98.9   87.3   80.0  100.0   34.2   95.2
1837   blib/lib/DBM/Deep/Hash.pm            100.0   87.5  100.0  100.0    9.7   97.3
1838   Total                                 97.9   85.9   79.7  100.0  100.0   94.3
1839   ----------------------------------- ------ ------ ------ ------ ------ ------
1840
1841 =head1 MORE INFORMATION
1842
1843 Check out the DBM::Deep Google Group at L<http://groups.google.com/group/DBM-Deep>
1844 or send email to L<DBM-Deep@googlegroups.com>.
1845
1846 =head1 AUTHORS
1847
1848 Joseph Huckaby, L<jhuckaby@cpan.org>
1849
1850 Rob Kinyon, L<rkinyon@cpan.org>
1851
1852 Special thanks to Adam Sah and Rich Gaushell!  You know why :-)
1853
1854 =head1 SEE ALSO
1855
1856 perltie(1), Tie::Hash(3), Digest::MD5(3), Fcntl(3), flock(2), lockf(3), nfs(5),
1857 Digest::SHA256(3), Crypt::Blowfish(3), Compress::Zlib(3)
1858
1859 =head1 LICENSE
1860
1861 Copyright (c) 2002-2006 Joseph Huckaby.  All Rights Reserved.
1862 This is free software, you may use it and distribute it under the
1863 same terms as Perl itself.
1864
1865 =cut