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