Removed global variable
[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 ##
45 # Setup file and tag signatures.  These should never change.
46 ##
47 sub SIG_FILE   () { 'DPDB' }
48 sub SIG_HASH   () { 'H' }
49 sub SIG_ARRAY  () { 'A' }
50 sub SIG_SCALAR () { 'S' }
51 sub SIG_NULL   () { 'N' }
52 sub SIG_DATA   () { 'D' }
53 sub SIG_INDEX  () { 'I' }
54 sub SIG_BLIST  () { 'B' }
55 sub SIG_SIZE   () {  1  }
56
57 ##
58 # Setup constants for users to pass to new()
59 ##
60 sub TYPE_HASH   () { SIG_HASH   }
61 sub TYPE_ARRAY  () { SIG_ARRAY  }
62 sub TYPE_SCALAR () { SIG_SCALAR }
63
64 sub _get_args {
65     my $proto = shift;
66
67     my $args;
68     if (scalar(@_) > 1) {
69         if ( @_ % 2 ) {
70             $proto->_throw_error( "Odd number of parameters to " . (caller(1))[2] );
71         }
72         $args = {@_};
73     }
74         elsif ( ref $_[0] ) {
75         unless ( eval { local $SIG{'__DIE__'}; %{$_[0]} || 1 } ) {
76             $proto->_throw_error( "Not a hashref in args to " . (caller(1))[2] );
77         }
78         $args = $_[0];
79     }
80         else {
81         $args = { file => shift };
82     }
83
84     return $args;
85 }
86
87 sub new {
88         ##
89         # Class constructor method for Perl OO interface.
90         # Calls tie() and returns blessed reference to tied hash or array,
91         # providing a hybrid OO/tie interface.
92         ##
93         my $class = shift;
94         my $args = $class->_get_args( @_ );
95         
96         ##
97         # Check if we want a tied hash or array.
98         ##
99         my $self;
100         if (defined($args->{type}) && $args->{type} eq TYPE_ARRAY) {
101         $class = 'DBM::Deep::Array';
102         require DBM::Deep::Array;
103                 tie @$self, $class, %$args;
104         }
105         else {
106         $class = 'DBM::Deep::Hash';
107         require DBM::Deep::Hash;
108                 tie %$self, $class, %$args;
109         }
110
111         return bless $self, $class;
112 }
113
114 sub _init {
115     ##
116     # Setup $self and bless into this class.
117     ##
118     my $class = shift;
119     my $args = shift;
120
121     # These are the defaults to be optionally overridden below
122     my $self = bless {
123         type        => TYPE_HASH,
124         base_offset => length(SIG_FILE),
125         engine      => DBM::Deep::Engine->new,
126     }, $class;
127
128     foreach my $param ( keys %$self ) {
129         next unless exists $args->{$param};
130         $self->{$param} = delete $args->{$param}
131     }
132     
133     # locking implicitly enables autoflush
134     if ($args->{locking}) { $args->{autoflush} = 1; }
135     
136     $self->{root} = exists $args->{root}
137         ? $args->{root}
138         : DBM::Deep::_::Root->new( $args );
139
140     $self->{engine}->setup_fh( $self );
141
142     return $self;
143 }
144
145 sub TIEHASH {
146     shift;
147     require DBM::Deep::Hash;
148     return DBM::Deep::Hash->TIEHASH( @_ );
149 }
150
151 sub TIEARRAY {
152     shift;
153     require DBM::Deep::Array;
154     return DBM::Deep::Array->TIEARRAY( @_ );
155 }
156
157 #XXX Unneeded now ...
158 #sub DESTROY {
159 #}
160
161 sub lock {
162         ##
163         # If db locking is set, flock() the db file.  If called multiple
164         # times before unlock(), then the same number of unlocks() must
165         # be called before the lock is released.
166         ##
167     my $self = $_[0]->_get_self;
168         my $type = $_[1];
169     $type = LOCK_EX unless defined $type;
170         
171         if (!defined($self->_fh)) { return; }
172
173         if ($self->_root->{locking}) {
174                 if (!$self->_root->{locked}) {
175                         flock($self->_fh, $type);
176                         
177                         # refresh end counter in case file has changed size
178                         my @stats = stat($self->_root->{file});
179                         $self->_root->{end} = $stats[7];
180                         
181                         # double-check file inode, in case another process
182                         # has optimize()d our file while we were waiting.
183                         if ($stats[1] != $self->_root->{inode}) {
184                 $self->{engine}->close( $self );
185                 $self->{engine}->setup_fh( $self );
186                                 flock($self->_fh, $type); # re-lock
187
188                 # This may not be necessary after re-opening
189                                 $self->_root->{end} = (stat($self->_fh))[7]; # re-end
190                         }
191                 }
192                 $self->_root->{locked}++;
193
194         return 1;
195         }
196
197     return;
198 }
199
200 sub unlock {
201         ##
202         # If db locking is set, unlock the db file.  See note in lock()
203         # regarding calling lock() multiple times.
204         ##
205     my $self = $_[0]->_get_self;
206
207         if (!defined($self->_fh)) { return; }
208         
209         if ($self->_root->{locking} && $self->_root->{locked} > 0) {
210                 $self->_root->{locked}--;
211                 if (!$self->_root->{locked}) { flock($self->_fh, LOCK_UN); }
212
213         return 1;
214         }
215
216     return;
217 }
218
219 sub _copy_value {
220     my $self = shift->_get_self;
221     my ($spot, $value) = @_;
222
223     if ( !ref $value ) {
224         ${$spot} = $value;
225     }
226     elsif ( eval { local $SIG{__DIE__}; $value->isa( 'DBM::Deep' ) } ) {
227         my $type = $value->_type;
228         ${$spot} = $type eq TYPE_HASH ? {} : [];
229         $value->_copy_node( ${$spot} );
230     }
231     else {
232         my $r = Scalar::Util::reftype( $value );
233         my $c = Scalar::Util::blessed( $value );
234         if ( $r eq 'ARRAY' ) {
235             ${$spot} = [ @{$value} ];
236         }
237         else {
238             ${$spot} = { %{$value} };
239         }
240         ${$spot} = bless ${$spot}, $c
241             if defined $c;
242     }
243
244     return 1;
245 }
246
247 sub _copy_node {
248         ##
249         # Copy single level of keys or elements to new DB handle.
250         # Recurse for nested structures
251         ##
252     my $self = shift->_get_self;
253         my ($db_temp) = @_;
254
255         if ($self->_type eq TYPE_HASH) {
256                 my $key = $self->first_key();
257                 while ($key) {
258                         my $value = $self->get($key);
259             $self->_copy_value( \$db_temp->{$key}, $value );
260                         $key = $self->next_key($key);
261                 }
262         }
263         else {
264                 my $length = $self->length();
265                 for (my $index = 0; $index < $length; $index++) {
266                         my $value = $self->get($index);
267             $self->_copy_value( \$db_temp->[$index], $value );
268                 }
269         }
270
271     return 1;
272 }
273
274 sub export {
275         ##
276         # Recursively export into standard Perl hashes and arrays.
277         ##
278     my $self = $_[0]->_get_self;
279         
280         my $temp;
281         if ($self->_type eq TYPE_HASH) { $temp = {}; }
282         elsif ($self->_type eq TYPE_ARRAY) { $temp = []; }
283         
284         $self->lock();
285         $self->_copy_node( $temp );
286         $self->unlock();
287         
288         return $temp;
289 }
290
291 sub import {
292         ##
293         # Recursively import Perl hash/array structure
294         ##
295     #XXX This use of ref() seems to be ok
296         if (!ref($_[0])) { return; } # Perl calls import() on use -- ignore
297         
298     my $self = $_[0]->_get_self;
299         my $struct = $_[1];
300         
301     #XXX This use of ref() seems to be ok
302         if (!ref($struct)) {
303                 ##
304                 # struct is not a reference, so just import based on our type
305                 ##
306                 shift @_;
307                 
308                 if ($self->_type eq TYPE_HASH) { $struct = {@_}; }
309                 elsif ($self->_type eq TYPE_ARRAY) { $struct = [@_]; }
310         }
311         
312     my $r = Scalar::Util::reftype($struct) || '';
313         if ($r eq "HASH" && $self->_type eq TYPE_HASH) {
314                 foreach my $key (keys %$struct) { $self->put($key, $struct->{$key}); }
315         }
316         elsif ($r eq "ARRAY" && $self->_type eq TYPE_ARRAY) {
317                 $self->push( @$struct );
318         }
319         else {
320                 return $self->_throw_error("Cannot import: type mismatch");
321         }
322         
323         return 1;
324 }
325
326 sub optimize {
327         ##
328         # Rebuild entire database into new file, then move
329         # it back on top of original.
330         ##
331     my $self = $_[0]->_get_self;
332
333 #XXX Need to create a new test for this
334 #       if ($self->_root->{links} > 1) {
335 #               return $self->_throw_error("Cannot optimize: reference count is greater than 1");
336 #       }
337         
338         my $db_temp = DBM::Deep->new(
339                 file => $self->_root->{file} . '.tmp',
340                 type => $self->_type
341         );
342         if (!$db_temp) {
343                 return $self->_throw_error("Cannot optimize: failed to open temp file: $!");
344         }
345         
346         $self->lock();
347         $self->_copy_node( $db_temp );
348         undef $db_temp;
349         
350         ##
351         # Attempt to copy user, group and permissions over to new file
352         ##
353         my @stats = stat($self->_fh);
354         my $perms = $stats[2] & 07777;
355         my $uid = $stats[4];
356         my $gid = $stats[5];
357         chown( $uid, $gid, $self->_root->{file} . '.tmp' );
358         chmod( $perms, $self->_root->{file} . '.tmp' );
359         
360     # q.v. perlport for more information on this variable
361     if ( $^O eq 'MSWin32' || $^O eq 'cygwin' ) {
362                 ##
363                 # Potential race condition when optmizing on Win32 with locking.
364                 # The Windows filesystem requires that the filehandle be closed 
365                 # before it is overwritten with rename().  This could be redone
366                 # with a soft copy.
367                 ##
368                 $self->unlock();
369                 $self->{engine}->close( $self );
370         }
371         
372         if (!rename $self->_root->{file} . '.tmp', $self->_root->{file}) {
373                 unlink $self->_root->{file} . '.tmp';
374                 $self->unlock();
375                 return $self->_throw_error("Optimize failed: Cannot copy temp file over original: $!");
376         }
377         
378         $self->unlock();
379         $self->{engine}->close( $self );
380     $self->{engine}->setup_fh( $self );
381
382         return 1;
383 }
384
385 sub clone {
386         ##
387         # Make copy of object and return
388         ##
389     my $self = $_[0]->_get_self;
390         
391         return DBM::Deep->new(
392                 type => $self->_type,
393                 base_offset => $self->_base_offset,
394                 root => $self->_root
395         );
396 }
397
398 {
399     my %is_legal_filter = map {
400         $_ => ~~1,
401     } qw(
402         store_key store_value
403         fetch_key fetch_value
404     );
405
406     sub set_filter {
407         ##
408         # Setup filter function for storing or fetching the key or value
409         ##
410         my $self = $_[0]->_get_self;
411         my $type = lc $_[1];
412         my $func = $_[2] ? $_[2] : undef;
413         
414         if ( $is_legal_filter{$type} ) {
415             $self->_root->{"filter_$type"} = $func;
416             return 1;
417         }
418
419         return;
420     }
421 }
422
423 ##
424 # Accessor methods
425 ##
426
427 sub _root {
428         ##
429         # Get access to the root structure
430         ##
431     my $self = $_[0]->_get_self;
432         return $self->{root};
433 }
434
435 sub _fh {
436         ##
437         # Get access to the raw fh
438         ##
439     #XXX It will be useful, though, when we split out HASH and ARRAY
440     my $self = $_[0]->_get_self;
441         return $self->_root->{fh};
442 }
443
444 sub _type {
445         ##
446         # Get type of current node (TYPE_HASH or TYPE_ARRAY)
447         ##
448     my $self = $_[0]->_get_self;
449         return $self->{type};
450 }
451
452 sub _base_offset {
453         ##
454         # Get base_offset of current node (TYPE_HASH or TYPE_ARRAY)
455         ##
456     my $self = $_[0]->_get_self;
457         return $self->{base_offset};
458 }
459
460 ##
461 # Utility methods
462 ##
463
464 sub _throw_error {
465     die "DBM::Deep: $_[1]\n";
466 }
467
468 sub _is_writable {
469     my $fh = shift;
470     (O_WRONLY | O_RDWR) & fcntl( $fh, F_GETFL, my $slush = 0);
471 }
472
473 #sub _is_readable {
474 #    my $fh = shift;
475 #    (O_RDONLY | O_RDWR) & fcntl( $fh, F_GETFL, my $slush = 0);
476 #}
477
478 ##
479 # tie() methods (hashes and arrays)
480 ##
481
482 sub STORE {
483         ##
484         # Store single hash key/value or array element in database.
485         ##
486     my $self = $_[0]->_get_self;
487         my $key = $_[1];
488
489     # User may be storing a hash, in which case we do not want it run 
490     # through the filtering system
491         my $value = ($self->_root->{filter_store_value} && !ref($_[2]))
492         ? $self->_root->{filter_store_value}->($_[2])
493         : $_[2];
494         
495         my $md5 = $self->{engine}{digest}->($key);
496         
497     unless ( _is_writable( $self->_fh ) ) {
498         $self->_throw_error( 'Cannot write to a readonly filehandle' );
499     }
500         
501         ##
502         # Request exclusive lock for writing
503         ##
504         $self->lock( LOCK_EX );
505         
506         my $fh = $self->_fh;
507         
508         ##
509         # Locate offset for bucket list using digest index system
510         ##
511         my $tag = $self->{engine}->load_tag($self, $self->_base_offset);
512         if (!$tag) {
513                 $tag = $self->{engine}->create_tag($self, $self->_base_offset, SIG_INDEX, chr(0) x $DBM::Deep::Engine::INDEX_SIZE);
514         }
515         
516         my $ch = 0;
517         while ($tag->{signature} ne SIG_BLIST) {
518                 my $num = ord(substr($md5, $ch, 1));
519
520         my $ref_loc = $tag->{offset} + ($num * $DBM::Deep::Engine::LONG_SIZE);
521                 my $new_tag = $self->{engine}->index_lookup($self, $tag, $num);
522
523                 if (!$new_tag) {
524                         seek($fh, $ref_loc + $self->_root->{file_offset}, SEEK_SET);
525                         print( $fh pack($DBM::Deep::Engine::LONG_PACK, $self->_root->{end}) );
526                         
527                         $tag = $self->{engine}->create_tag($self, $self->_root->{end}, SIG_BLIST, chr(0) x $DBM::Deep::Engine::BUCKET_LIST_SIZE);
528
529                         $tag->{ref_loc} = $ref_loc;
530                         $tag->{ch} = $ch;
531
532                         last;
533                 }
534                 else {
535                         $tag = $new_tag;
536
537                         $tag->{ref_loc} = $ref_loc;
538                         $tag->{ch} = $ch;
539                 }
540                 $ch++;
541         }
542         
543         ##
544         # Add key/value to bucket list
545         ##
546         my $result = $self->{engine}->add_bucket( $self, $tag, $md5, $key, $value );
547         
548         $self->unlock();
549
550         return $result;
551 }
552
553 sub FETCH {
554         ##
555         # Fetch single value or element given plain key or array index
556         ##
557     my $self = shift->_get_self;
558     my $key = shift;
559
560         my $md5 = $self->{engine}{digest}->($key);
561
562         ##
563         # Request shared lock for reading
564         ##
565         $self->lock( LOCK_SH );
566         
567         my $tag = $self->{engine}->find_bucket_list( $self, $md5 );
568         if (!$tag) {
569                 $self->unlock();
570                 return;
571         }
572         
573         ##
574         # Get value from bucket list
575         ##
576         my $result = $self->{engine}->get_bucket_value( $self, $tag, $md5 );
577         
578         $self->unlock();
579         
580     #XXX What is ref() checking here?
581     #YYY Filters only apply on scalar values, so the ref check is making
582     #YYY sure the fetched bucket is a scalar, not a child hash or array.
583         return ($result && !ref($result) && $self->_root->{filter_fetch_value})
584         ? $self->_root->{filter_fetch_value}->($result)
585         : $result;
586 }
587
588 sub DELETE {
589         ##
590         # Delete single key/value pair or element given plain key or array index
591         ##
592     my $self = $_[0]->_get_self;
593         my $key = $_[1];
594         
595         my $md5 = $self->{engine}{digest}->($key);
596
597         ##
598         # Request exclusive lock for writing
599         ##
600         $self->lock( LOCK_EX );
601         
602         my $tag = $self->{engine}->find_bucket_list( $self, $md5 );
603         if (!$tag) {
604                 $self->unlock();
605                 return;
606         }
607         
608         ##
609         # Delete bucket
610         ##
611     my $value = $self->{engine}->get_bucket_value($self,  $tag, $md5 );
612         if ($value && !ref($value) && $self->_root->{filter_fetch_value}) {
613         $value = $self->_root->{filter_fetch_value}->($value);
614     }
615
616         my $result = $self->{engine}->delete_bucket( $self, $tag, $md5 );
617         
618         ##
619         # If this object is an array and the key deleted was on the end of the stack,
620         # decrement the length variable.
621         ##
622         
623         $self->unlock();
624         
625         return $value;
626 }
627
628 sub EXISTS {
629         ##
630         # Check if a single key or element exists given plain key or array index
631         ##
632     my $self = $_[0]->_get_self;
633         my $key = $_[1];
634         
635         my $md5 = $self->{engine}{digest}->($key);
636
637         ##
638         # Request shared lock for reading
639         ##
640         $self->lock( LOCK_SH );
641         
642         my $tag = $self->{engine}->find_bucket_list( $self, $md5 );
643         
644         ##
645         # For some reason, the built-in exists() function returns '' for false
646         ##
647         if (!$tag) {
648                 $self->unlock();
649                 return '';
650         }
651         
652         ##
653         # Check if bucket exists and return 1 or ''
654         ##
655         my $result = $self->{engine}->bucket_exists( $self, $tag, $md5 ) || '';
656         
657         $self->unlock();
658         
659         return $result;
660 }
661
662 sub CLEAR {
663         ##
664         # Clear all keys from hash, or all elements from array.
665         ##
666     my $self = $_[0]->_get_self;
667
668         ##
669         # Request exclusive lock for writing
670         ##
671         $self->lock( LOCK_EX );
672         
673     my $fh = $self->_fh;
674
675         seek($fh, $self->_base_offset + $self->_root->{file_offset}, SEEK_SET);
676         if (eof $fh) {
677                 $self->unlock();
678                 return;
679         }
680         
681         $self->{engine}->create_tag($self, $self->_base_offset, $self->_type, chr(0) x $DBM::Deep::Engine::INDEX_SIZE);
682         
683         $self->unlock();
684         
685         return 1;
686 }
687
688 ##
689 # Public method aliases
690 ##
691 sub put { (shift)->STORE( @_ ) }
692 sub store { (shift)->STORE( @_ ) }
693 sub get { (shift)->FETCH( @_ ) }
694 sub fetch { (shift)->FETCH( @_ ) }
695 sub delete { (shift)->DELETE( @_ ) }
696 sub exists { (shift)->EXISTS( @_ ) }
697 sub clear { (shift)->CLEAR( @_ ) }
698
699 package DBM::Deep::_::Root;
700
701 sub new {
702     my $class = shift;
703     my ($args) = @_;
704
705     my $self = bless {
706         file               => undef,
707         fh                 => undef,
708         file_offset        => 0,
709         end                => 0,
710         autoflush          => undef,
711         locking            => undef,
712         locked             => 0,
713         filter_store_key   => undef,
714         filter_store_value => undef,
715         filter_fetch_key   => undef,
716         filter_fetch_value => undef,
717         autobless          => undef,
718         %$args,
719     }, $class;
720
721     if ( $self->{fh} && !$self->{file_offset} ) {
722         $self->{file_offset} = tell( $self->{fh} );
723     }
724
725     return $self;
726 }
727
728 sub DESTROY {
729     my $self = shift;
730     return unless $self;
731
732     close $self->{fh} if $self->{fh};
733
734     return;
735 }
736
737 1;
738
739 __END__
740
741 =head1 NAME
742
743 DBM::Deep - A pure perl multi-level hash/array DBM
744
745 =head1 SYNOPSIS
746
747   use DBM::Deep;
748   my $db = DBM::Deep->new( "foo.db" );
749   
750   $db->{key} = 'value'; # tie() style
751   print $db->{key};
752   
753   $db->put('key' => 'value'); # OO style
754   print $db->get('key');
755   
756   # true multi-level support
757   $db->{my_complex} = [
758         'hello', { perl => 'rules' }, 
759         42, 99,
760   ];
761
762 =head1 DESCRIPTION
763
764 A unique flat-file database module, written in pure perl.  True 
765 multi-level hash/array support (unlike MLDBM, which is faked), hybrid 
766 OO / tie() interface, cross-platform FTPable files, and quite fast.  Can 
767 handle millions of keys and unlimited hash levels without significant 
768 slow-down.  Written from the ground-up in pure perl -- this is NOT a 
769 wrapper around a C-based DBM.  Out-of-the-box compatibility with Unix, 
770 Mac OS X and Windows.
771
772 =head1 INSTALLATION
773
774 Hopefully you are using Perl's excellent CPAN module, which will download
775 and install the module for you.  If not, get the tarball, and run these 
776 commands:
777
778         tar zxf DBM-Deep-*
779         cd DBM-Deep-*
780         perl Makefile.PL
781         make
782         make test
783         make install
784
785 =head1 SETUP
786
787 Construction can be done OO-style (which is the recommended way), or using 
788 Perl's tie() function.  Both are examined here.
789
790 =head2 OO CONSTRUCTION
791
792 The recommended way to construct a DBM::Deep object is to use the new()
793 method, which gets you a blessed, tied hash or array reference.
794
795         my $db = DBM::Deep->new( "foo.db" );
796
797 This opens a new database handle, mapped to the file "foo.db".  If this
798 file does not exist, it will automatically be created.  DB files are 
799 opened in "r+" (read/write) mode, and the type of object returned is a
800 hash, unless otherwise specified (see L<OPTIONS> below).
801
802 You can pass a number of options to the constructor to specify things like
803 locking, autoflush, etc.  This is done by passing an inline hash:
804
805         my $db = DBM::Deep->new(
806                 file => "foo.db",
807                 locking => 1,
808                 autoflush => 1
809         );
810
811 Notice that the filename is now specified I<inside> the hash with
812 the "file" parameter, as opposed to being the sole argument to the 
813 constructor.  This is required if any options are specified.
814 See L<OPTIONS> below for the complete list.
815
816
817
818 You can also start with an array instead of a hash.  For this, you must
819 specify the C<type> parameter:
820
821         my $db = DBM::Deep->new(
822                 file => "foo.db",
823                 type => DBM::Deep->TYPE_ARRAY
824         );
825
826 B<Note:> Specifing the C<type> parameter only takes effect when beginning
827 a new DB file.  If you create a DBM::Deep object with an existing file, the
828 C<type> will be loaded from the file header, and an error will be thrown if
829 the wrong type is passed in.
830
831 =head2 TIE CONSTRUCTION
832
833 Alternately, you can create a DBM::Deep handle by using Perl's built-in
834 tie() function.  The object returned from tie() can be used to call methods,
835 such as lock() and unlock(), but cannot be used to assign to the DBM::Deep
836 file (as expected with most tie'd objects).
837
838         my %hash;
839         my $db = tie %hash, "DBM::Deep", "foo.db";
840         
841         my @array;
842         my $db = tie @array, "DBM::Deep", "bar.db";
843
844 As with the OO constructor, you can replace the DB filename parameter with
845 a hash containing one or more options (see L<OPTIONS> just below for the
846 complete list).
847
848         tie %hash, "DBM::Deep", {
849                 file => "foo.db",
850                 locking => 1,
851                 autoflush => 1
852         };
853
854 =head2 OPTIONS
855
856 There are a number of options that can be passed in when constructing your
857 DBM::Deep objects.  These apply to both the OO- and tie- based approaches.
858
859 =over
860
861 =item * file
862
863 Filename of the DB file to link the handle to.  You can pass a full absolute
864 filesystem path, partial path, or a plain filename if the file is in the 
865 current working directory.  This is a required parameter (though q.v. fh).
866
867 =item * fh
868
869 If you want, you can pass in the fh instead of the file. This is most useful for doing
870 something like:
871
872   my $db = DBM::Deep->new( { fh => \*DATA } );
873
874 You are responsible for making sure that the fh has been opened appropriately for your
875 needs. If you open it read-only and attempt to write, an exception will be thrown. If you
876 open it write-only or append-only, an exception will be thrown immediately as DBM::Deep
877 needs to read from the fh.
878
879 =item * file_offset
880
881 This is the offset within the file that the DBM::Deep db starts. Most of the time, you will
882 not need to set this. However, it's there if you want it.
883
884 If you pass in fh and do not set this, it will be set appropriately.
885
886 =item * type
887
888 This parameter specifies what type of object to create, a hash or array.  Use
889 one of these two constants: C<DBM::Deep-E<gt>TYPE_HASH> or C<DBM::Deep-E<gt>TYPE_ARRAY>.
890 This only takes effect when beginning a new file.  This is an optional 
891 parameter, and defaults to C<DBM::Deep-E<gt>TYPE_HASH>.
892
893 =item * locking
894
895 Specifies whether locking is to be enabled.  DBM::Deep uses Perl's Fnctl flock()
896 function to lock the database in exclusive mode for writes, and shared mode for
897 reads.  Pass any true value to enable.  This affects the base DB handle I<and 
898 any child hashes or arrays> that use the same DB file.  This is an optional 
899 parameter, and defaults to 0 (disabled).  See L<LOCKING> below for more.
900
901 =item * autoflush
902
903 Specifies whether autoflush is to be enabled on the underlying filehandle.  
904 This obviously slows down write operations, but is required if you may have 
905 multiple processes accessing the same DB file (also consider enable I<locking>).  
906 Pass any true value to enable.  This is an optional parameter, and defaults to 0 
907 (disabled).
908
909 =item * autobless
910
911 If I<autobless> mode is enabled, DBM::Deep will preserve blessed hashes, and
912 restore them when fetched.  This is an B<experimental> feature, and does have
913 side-effects.  Basically, when hashes are re-blessed into their original
914 classes, they are no longer blessed into the DBM::Deep class!  So you won't be
915 able to call any DBM::Deep methods on them.  You have been warned.
916 This is an optional parameter, and defaults to 0 (disabled).
917
918 =item * filter_*
919
920 See L<FILTERS> below.
921
922 =back
923
924 =head1 TIE INTERFACE
925
926 With DBM::Deep you can access your databases using Perl's standard hash/array
927 syntax.  Because all DBM::Deep objects are I<tied> to hashes or arrays, you can
928 treat them as such.  DBM::Deep will intercept all reads/writes and direct them
929 to the right place -- the DB file.  This has nothing to do with the
930 L<TIE CONSTRUCTION> section above.  This simply tells you how to use DBM::Deep
931 using regular hashes and arrays, rather than calling functions like C<get()>
932 and C<put()> (although those work too).  It is entirely up to you how to want
933 to access your databases.
934
935 =head2 HASHES
936
937 You can treat any DBM::Deep object like a normal Perl hash reference.  Add keys,
938 or even nested hashes (or arrays) using standard Perl syntax:
939
940         my $db = DBM::Deep->new( "foo.db" );
941         
942         $db->{mykey} = "myvalue";
943         $db->{myhash} = {};
944         $db->{myhash}->{subkey} = "subvalue";
945
946         print $db->{myhash}->{subkey} . "\n";
947
948 You can even step through hash keys using the normal Perl C<keys()> function:
949
950         foreach my $key (keys %$db) {
951                 print "$key: " . $db->{$key} . "\n";
952         }
953
954 Remember that Perl's C<keys()> function extracts I<every> key from the hash and
955 pushes them onto an array, all before the loop even begins.  If you have an 
956 extra large hash, this may exhaust Perl's memory.  Instead, consider using 
957 Perl's C<each()> function, which pulls keys/values one at a time, using very 
958 little memory:
959
960         while (my ($key, $value) = each %$db) {
961                 print "$key: $value\n";
962         }
963
964 Please note that when using C<each()>, you should always pass a direct
965 hash reference, not a lookup.  Meaning, you should B<never> do this:
966
967         # NEVER DO THIS
968         while (my ($key, $value) = each %{$db->{foo}}) { # BAD
969
970 This causes an infinite loop, because for each iteration, Perl is calling
971 FETCH() on the $db handle, resulting in a "new" hash for foo every time, so
972 it effectively keeps returning the first key over and over again. Instead, 
973 assign a temporary variable to C<$db->{foo}>, then pass that to each().
974
975 =head2 ARRAYS
976
977 As with hashes, you can treat any DBM::Deep object like a normal Perl array
978 reference.  This includes inserting, removing and manipulating elements, 
979 and the C<push()>, C<pop()>, C<shift()>, C<unshift()> and C<splice()> functions.
980 The object must have first been created using type C<DBM::Deep-E<gt>TYPE_ARRAY>, 
981 or simply be a nested array reference inside a hash.  Example:
982
983         my $db = DBM::Deep->new(
984                 file => "foo-array.db",
985                 type => DBM::Deep->TYPE_ARRAY
986         );
987         
988         $db->[0] = "foo";
989         push @$db, "bar", "baz";
990         unshift @$db, "bah";
991         
992         my $last_elem = pop @$db; # baz
993         my $first_elem = shift @$db; # bah
994         my $second_elem = $db->[1]; # bar
995         
996         my $num_elements = scalar @$db;
997
998 =head1 OO INTERFACE
999
1000 In addition to the I<tie()> interface, you can also use a standard OO interface
1001 to manipulate all aspects of DBM::Deep databases.  Each type of object (hash or
1002 array) has its own methods, but both types share the following common methods: 
1003 C<put()>, C<get()>, C<exists()>, C<delete()> and C<clear()>.
1004
1005 =over
1006
1007 =item * new() / clone()
1008
1009 These are the constructor and copy-functions.
1010
1011 =item * put() / store()
1012
1013 Stores a new hash key/value pair, or sets an array element value.  Takes two
1014 arguments, the hash key or array index, and the new value.  The value can be
1015 a scalar, hash ref or array ref.  Returns true on success, false on failure.
1016
1017         $db->put("foo", "bar"); # for hashes
1018         $db->put(1, "bar"); # for arrays
1019
1020 =item * get() / fetch()
1021
1022 Fetches the value of a hash key or array element.  Takes one argument: the hash
1023 key or array index.  Returns a scalar, hash ref or array ref, depending on the 
1024 data type stored.
1025
1026         my $value = $db->get("foo"); # for hashes
1027         my $value = $db->get(1); # for arrays
1028
1029 =item * exists()
1030
1031 Checks if a hash key or array index exists.  Takes one argument: the hash key 
1032 or array index.  Returns true if it exists, false if not.
1033
1034         if ($db->exists("foo")) { print "yay!\n"; } # for hashes
1035         if ($db->exists(1)) { print "yay!\n"; } # for arrays
1036
1037 =item * delete()
1038
1039 Deletes one hash key/value pair or array element.  Takes one argument: the hash
1040 key or array index.  Returns true on success, false if not found.  For arrays,
1041 the remaining elements located after the deleted element are NOT moved over.
1042 The deleted element is essentially just undefined, which is exactly how Perl's
1043 internal arrays work.  Please note that the space occupied by the deleted 
1044 key/value or element is B<not> reused again -- see L<UNUSED SPACE RECOVERY> 
1045 below for details and workarounds.
1046
1047         $db->delete("foo"); # for hashes
1048         $db->delete(1); # for arrays
1049
1050 =item * clear()
1051
1052 Deletes B<all> hash keys or array elements.  Takes no arguments.  No return 
1053 value.  Please note that the space occupied by the deleted keys/values or 
1054 elements is B<not> reused again -- see L<UNUSED SPACE RECOVERY> below for 
1055 details and workarounds.
1056
1057         $db->clear(); # hashes or arrays
1058
1059 =item * lock() / unlock()
1060
1061 q.v. Locking.
1062
1063 =item * optimize()
1064
1065 Recover lost disk space.
1066
1067 =item * import() / export()
1068
1069 Data going in and out.
1070
1071 =item * set_digest() / set_pack() / set_filter()
1072
1073 q.v. adjusting the interal parameters.
1074
1075 =back
1076
1077 =head2 HASHES
1078
1079 For hashes, DBM::Deep supports all the common methods described above, and the 
1080 following additional methods: C<first_key()> and C<next_key()>.
1081
1082 =over
1083
1084 =item * first_key()
1085
1086 Returns the "first" key in the hash.  As with built-in Perl hashes, keys are 
1087 fetched in an undefined order (which appears random).  Takes no arguments, 
1088 returns the key as a scalar value.
1089
1090         my $key = $db->first_key();
1091
1092 =item * next_key()
1093
1094 Returns the "next" key in the hash, given the previous one as the sole argument.
1095 Returns undef if there are no more keys to be fetched.
1096
1097         $key = $db->next_key($key);
1098
1099 =back
1100
1101 Here are some examples of using hashes:
1102
1103         my $db = DBM::Deep->new( "foo.db" );
1104         
1105         $db->put("foo", "bar");
1106         print "foo: " . $db->get("foo") . "\n";
1107         
1108         $db->put("baz", {}); # new child hash ref
1109         $db->get("baz")->put("buz", "biz");
1110         print "buz: " . $db->get("baz")->get("buz") . "\n";
1111         
1112         my $key = $db->first_key();
1113         while ($key) {
1114                 print "$key: " . $db->get($key) . "\n";
1115                 $key = $db->next_key($key);     
1116         }
1117         
1118         if ($db->exists("foo")) { $db->delete("foo"); }
1119
1120 =head2 ARRAYS
1121
1122 For arrays, DBM::Deep supports all the common methods described above, and the 
1123 following additional methods: C<length()>, C<push()>, C<pop()>, C<shift()>, 
1124 C<unshift()> and C<splice()>.
1125
1126 =over
1127
1128 =item * length()
1129
1130 Returns the number of elements in the array.  Takes no arguments.
1131
1132         my $len = $db->length();
1133
1134 =item * push()
1135
1136 Adds one or more elements onto the end of the array.  Accepts scalars, hash 
1137 refs or array refs.  No return value.
1138
1139         $db->push("foo", "bar", {});
1140
1141 =item * pop()
1142
1143 Fetches the last element in the array, and deletes it.  Takes no arguments.
1144 Returns undef if array is empty.  Returns the element value.
1145
1146         my $elem = $db->pop();
1147
1148 =item * shift()
1149
1150 Fetches the first element in the array, deletes it, then shifts all the 
1151 remaining elements over to take up the space.  Returns the element value.  This 
1152 method is not recommended with large arrays -- see L<LARGE ARRAYS> below for 
1153 details.
1154
1155         my $elem = $db->shift();
1156
1157 =item * unshift()
1158
1159 Inserts one or more elements onto the beginning of the array, shifting all 
1160 existing elements over to make room.  Accepts scalars, hash refs or array refs.  
1161 No return value.  This method is not recommended with large arrays -- see 
1162 <LARGE ARRAYS> below for details.
1163
1164         $db->unshift("foo", "bar", {});
1165
1166 =item * splice()
1167
1168 Performs exactly like Perl's built-in function of the same name.  See L<perldoc 
1169 -f splice> for usage -- it is too complicated to document here.  This method is
1170 not recommended with large arrays -- see L<LARGE ARRAYS> below for details.
1171
1172 =back
1173
1174 Here are some examples of using arrays:
1175
1176         my $db = DBM::Deep->new(
1177                 file => "foo.db",
1178                 type => DBM::Deep->TYPE_ARRAY
1179         );
1180         
1181         $db->push("bar", "baz");
1182         $db->unshift("foo");
1183         $db->put(3, "buz");
1184         
1185         my $len = $db->length();
1186         print "length: $len\n"; # 4
1187         
1188         for (my $k=0; $k<$len; $k++) {
1189                 print "$k: " . $db->get($k) . "\n";
1190         }
1191         
1192         $db->splice(1, 2, "biz", "baf");
1193         
1194         while (my $elem = shift @$db) {
1195                 print "shifted: $elem\n";
1196         }
1197
1198 =head1 LOCKING
1199
1200 Enable automatic file locking by passing a true value to the C<locking> 
1201 parameter when constructing your DBM::Deep object (see L<SETUP> above).
1202
1203         my $db = DBM::Deep->new(
1204                 file => "foo.db",
1205                 locking => 1
1206         );
1207
1208 This causes DBM::Deep to C<flock()> the underlying filehandle with exclusive 
1209 mode for writes, and shared mode for reads.  This is required if you have 
1210 multiple processes accessing the same database file, to avoid file corruption.  
1211 Please note that C<flock()> does NOT work for files over NFS.  See L<DB OVER 
1212 NFS> below for more.
1213
1214 =head2 EXPLICIT LOCKING
1215
1216 You can explicitly lock a database, so it remains locked for multiple 
1217 transactions.  This is done by calling the C<lock()> method, and passing an 
1218 optional lock mode argument (defaults to exclusive mode).  This is particularly
1219 useful for things like counters, where the current value needs to be fetched, 
1220 then incremented, then stored again.
1221
1222         $db->lock();
1223         my $counter = $db->get("counter");
1224         $counter++;
1225         $db->put("counter", $counter);
1226         $db->unlock();
1227
1228         # or...
1229         
1230         $db->lock();
1231         $db->{counter}++;
1232         $db->unlock();
1233
1234 You can pass C<lock()> an optional argument, which specifies which mode to use
1235 (exclusive or shared).  Use one of these two constants: C<DBM::Deep-E<gt>LOCK_EX> 
1236 or C<DBM::Deep-E<gt>LOCK_SH>.  These are passed directly to C<flock()>, and are the 
1237 same as the constants defined in Perl's C<Fcntl> module.
1238
1239         $db->lock( DBM::Deep->LOCK_SH );
1240         # something here
1241         $db->unlock();
1242
1243 =head1 IMPORTING/EXPORTING
1244
1245 You can import existing complex structures by calling the C<import()> method,
1246 and export an entire database into an in-memory structure using the C<export()>
1247 method.  Both are examined here.
1248
1249 =head2 IMPORTING
1250
1251 Say you have an existing hash with nested hashes/arrays inside it.  Instead of
1252 walking the structure and adding keys/elements to the database as you go, 
1253 simply pass a reference to the C<import()> method.  This recursively adds 
1254 everything to an existing DBM::Deep object for you.  Here is an example:
1255
1256         my $struct = {
1257                 key1 => "value1",
1258                 key2 => "value2",
1259                 array1 => [ "elem0", "elem1", "elem2" ],
1260                 hash1 => {
1261                         subkey1 => "subvalue1",
1262                         subkey2 => "subvalue2"
1263                 }
1264         };
1265         
1266         my $db = DBM::Deep->new( "foo.db" );
1267         $db->import( $struct );
1268         
1269         print $db->{key1} . "\n"; # prints "value1"
1270
1271 This recursively imports the entire C<$struct> object into C<$db>, including 
1272 all nested hashes and arrays.  If the DBM::Deep object contains exsiting data,
1273 keys are merged with the existing ones, replacing if they already exist.  
1274 The C<import()> method can be called on any database level (not just the base 
1275 level), and works with both hash and array DB types.
1276
1277 B<Note:> Make sure your existing structure has no circular references in it.
1278 These will cause an infinite loop when importing.
1279
1280 =head2 EXPORTING
1281
1282 Calling the C<export()> method on an existing DBM::Deep object will return 
1283 a reference to a new in-memory copy of the database.  The export is done 
1284 recursively, so all nested hashes/arrays are all exported to standard Perl
1285 objects.  Here is an example:
1286
1287         my $db = DBM::Deep->new( "foo.db" );
1288         
1289         $db->{key1} = "value1";
1290         $db->{key2} = "value2";
1291         $db->{hash1} = {};
1292         $db->{hash1}->{subkey1} = "subvalue1";
1293         $db->{hash1}->{subkey2} = "subvalue2";
1294         
1295         my $struct = $db->export();
1296         
1297         print $struct->{key1} . "\n"; # prints "value1"
1298
1299 This makes a complete copy of the database in memory, and returns a reference
1300 to it.  The C<export()> method can be called on any database level (not just 
1301 the base level), and works with both hash and array DB types.  Be careful of 
1302 large databases -- you can store a lot more data in a DBM::Deep object than an 
1303 in-memory Perl structure.
1304
1305 B<Note:> Make sure your database has no circular references in it.
1306 These will cause an infinite loop when exporting.
1307
1308 =head1 FILTERS
1309
1310 DBM::Deep has a number of hooks where you can specify your own Perl function
1311 to perform filtering on incoming or outgoing data.  This is a perfect
1312 way to extend the engine, and implement things like real-time compression or
1313 encryption.  Filtering applies to the base DB level, and all child hashes / 
1314 arrays.  Filter hooks can be specified when your DBM::Deep object is first 
1315 constructed, or by calling the C<set_filter()> method at any time.  There are 
1316 four available filter hooks, described below:
1317
1318 =over
1319
1320 =item * filter_store_key
1321
1322 This filter is called whenever a hash key is stored.  It 
1323 is passed the incoming key, and expected to return a transformed key.
1324
1325 =item * filter_store_value
1326
1327 This filter is called whenever a hash key or array element is stored.  It 
1328 is passed the incoming value, and expected to return a transformed value.
1329
1330 =item * filter_fetch_key
1331
1332 This filter is called whenever a hash key is fetched (i.e. via 
1333 C<first_key()> or C<next_key()>).  It is passed the transformed key,
1334 and expected to return the plain key.
1335
1336 =item * filter_fetch_value
1337
1338 This filter is called whenever a hash key or array element is fetched.  
1339 It is passed the transformed value, and expected to return the plain value.
1340
1341 =back
1342
1343 Here are the two ways to setup a filter hook:
1344
1345         my $db = DBM::Deep->new(
1346                 file => "foo.db",
1347                 filter_store_value => \&my_filter_store,
1348                 filter_fetch_value => \&my_filter_fetch
1349         );
1350         
1351         # or...
1352         
1353         $db->set_filter( "filter_store_value", \&my_filter_store );
1354         $db->set_filter( "filter_fetch_value", \&my_filter_fetch );
1355
1356 Your filter function will be called only when dealing with SCALAR keys or
1357 values.  When nested hashes and arrays are being stored/fetched, filtering
1358 is bypassed.  Filters are called as static functions, passed a single SCALAR 
1359 argument, and expected to return a single SCALAR value.  If you want to
1360 remove a filter, set the function reference to C<undef>:
1361
1362         $db->set_filter( "filter_store_value", undef );
1363
1364 =head2 REAL-TIME ENCRYPTION EXAMPLE
1365
1366 Here is a working example that uses the I<Crypt::Blowfish> module to 
1367 do real-time encryption / decryption of keys & values with DBM::Deep Filters.
1368 Please visit L<http://search.cpan.org/search?module=Crypt::Blowfish> for more 
1369 on I<Crypt::Blowfish>.  You'll also need the I<Crypt::CBC> module.
1370
1371         use DBM::Deep;
1372         use Crypt::Blowfish;
1373         use Crypt::CBC;
1374         
1375         my $cipher = Crypt::CBC->new({
1376                 'key'             => 'my secret key',
1377                 'cipher'          => 'Blowfish',
1378                 'iv'              => '$KJh#(}q',
1379                 'regenerate_key'  => 0,
1380                 'padding'         => 'space',
1381                 'prepend_iv'      => 0
1382         });
1383         
1384         my $db = DBM::Deep->new(
1385                 file => "foo-encrypt.db",
1386                 filter_store_key => \&my_encrypt,
1387                 filter_store_value => \&my_encrypt,
1388                 filter_fetch_key => \&my_decrypt,
1389                 filter_fetch_value => \&my_decrypt,
1390         );
1391         
1392         $db->{key1} = "value1";
1393         $db->{key2} = "value2";
1394         print "key1: " . $db->{key1} . "\n";
1395         print "key2: " . $db->{key2} . "\n";
1396         
1397         undef $db;
1398         exit;
1399         
1400         sub my_encrypt {
1401                 return $cipher->encrypt( $_[0] );
1402         }
1403         sub my_decrypt {
1404                 return $cipher->decrypt( $_[0] );
1405         }
1406
1407 =head2 REAL-TIME COMPRESSION EXAMPLE
1408
1409 Here is a working example that uses the I<Compress::Zlib> module to do real-time
1410 compression / decompression of keys & values with DBM::Deep Filters.
1411 Please visit L<http://search.cpan.org/search?module=Compress::Zlib> for 
1412 more on I<Compress::Zlib>.
1413
1414         use DBM::Deep;
1415         use Compress::Zlib;
1416         
1417         my $db = DBM::Deep->new(
1418                 file => "foo-compress.db",
1419                 filter_store_key => \&my_compress,
1420                 filter_store_value => \&my_compress,
1421                 filter_fetch_key => \&my_decompress,
1422                 filter_fetch_value => \&my_decompress,
1423         );
1424         
1425         $db->{key1} = "value1";
1426         $db->{key2} = "value2";
1427         print "key1: " . $db->{key1} . "\n";
1428         print "key2: " . $db->{key2} . "\n";
1429         
1430         undef $db;
1431         exit;
1432         
1433         sub my_compress {
1434                 return Compress::Zlib::memGzip( $_[0] ) ;
1435         }
1436         sub my_decompress {
1437                 return Compress::Zlib::memGunzip( $_[0] ) ;
1438         }
1439
1440 B<Note:> Filtering of keys only applies to hashes.  Array "keys" are
1441 actually numerical index numbers, and are not filtered.
1442
1443 =head1 ERROR HANDLING
1444
1445 Most DBM::Deep methods return a true value for success, and call die() on
1446 failure.  You can wrap calls in an eval block to catch the die.
1447
1448         my $db = DBM::Deep->new( "foo.db" ); # create hash
1449         eval { $db->push("foo"); }; # ILLEGAL -- push is array-only call
1450         
1451     print $@;           # prints error message
1452
1453 =head1 LARGEFILE SUPPORT
1454
1455 If you have a 64-bit system, and your Perl is compiled with both LARGEFILE
1456 and 64-bit support, you I<may> be able to create databases larger than 2 GB.
1457 DBM::Deep by default uses 32-bit file offset tags, but these can be changed
1458 by calling the static C<set_pack()> method before you do anything else.
1459
1460         DBM::Deep::set_pack(8, 'Q');
1461
1462 This tells DBM::Deep to pack all file offsets with 8-byte (64-bit) quad words 
1463 instead of 32-bit longs.  After setting these values your DB files have a 
1464 theoretical maximum size of 16 XB (exabytes).
1465
1466 B<Note:> Changing these values will B<NOT> work for existing database files.
1467 Only change this for new files, and make sure it stays set consistently 
1468 throughout the file's life.  If you do set these values, you can no longer 
1469 access 32-bit DB files.  You can, however, call C<set_pack(4, 'N')> to change 
1470 back to 32-bit mode.
1471
1472 B<Note:> I have not personally tested files > 2 GB -- all my systems have 
1473 only a 32-bit Perl.  However, I have received user reports that this does 
1474 indeed work!
1475
1476 =head1 LOW-LEVEL ACCESS
1477
1478 If you require low-level access to the underlying filehandle that DBM::Deep uses,
1479 you can call the C<_fh()> method, which returns the handle:
1480
1481         my $fh = $db->_fh();
1482
1483 This method can be called on the root level of the datbase, or any child
1484 hashes or arrays.  All levels share a I<root> structure, which contains things
1485 like the filehandle, a reference counter, and all the options specified
1486 when you created the object.  You can get access to this root structure by 
1487 calling the C<root()> method.
1488
1489         my $root = $db->_root();
1490
1491 This is useful for changing options after the object has already been created,
1492 such as enabling/disabling locking.  You can also store your own temporary user
1493 data in this structure (be wary of name collision), which is then accessible from
1494 any child hash or array.
1495
1496 =head1 CUSTOM DIGEST ALGORITHM
1497
1498 DBM::Deep by default uses the I<Message Digest 5> (MD5) algorithm for hashing
1499 keys.  However you can override this, and use another algorithm (such as SHA-256)
1500 or even write your own.  But please note that DBM::Deep currently expects zero 
1501 collisions, so your algorithm has to be I<perfect>, so to speak.
1502 Collision detection may be introduced in a later version.
1503
1504
1505
1506 You can specify a custom digest algorithm by calling the static C<set_digest()> 
1507 function, passing a reference to a subroutine, and the length of the algorithm's 
1508 hashes (in bytes).  This is a global static function, which affects ALL DBM::Deep 
1509 objects.  Here is a working example that uses a 256-bit hash from the 
1510 I<Digest::SHA256> module.  Please see 
1511 L<http://search.cpan.org/search?module=Digest::SHA256> for more.
1512
1513         use DBM::Deep;
1514         use Digest::SHA256;
1515         
1516         my $context = Digest::SHA256::new(256);
1517         
1518         DBM::Deep::set_digest( \&my_digest, 32 );
1519         
1520         my $db = DBM::Deep->new( "foo-sha.db" );
1521         
1522         $db->{key1} = "value1";
1523         $db->{key2} = "value2";
1524         print "key1: " . $db->{key1} . "\n";
1525         print "key2: " . $db->{key2} . "\n";
1526         
1527         undef $db;
1528         exit;
1529         
1530         sub my_digest {
1531                 return substr( $context->hash($_[0]), 0, 32 );
1532         }
1533
1534 B<Note:> Your returned digest strings must be B<EXACTLY> the number
1535 of bytes you specify in the C<set_digest()> function (in this case 32).
1536
1537 =head1 CIRCULAR REFERENCES
1538
1539 DBM::Deep has B<experimental> support for circular references.  Meaning you
1540 can have a nested hash key or array element that points to a parent object.
1541 This relationship is stored in the DB file, and is preserved between sessions.
1542 Here is an example:
1543
1544         my $db = DBM::Deep->new( "foo.db" );
1545         
1546         $db->{foo} = "bar";
1547         $db->{circle} = $db; # ref to self
1548         
1549         print $db->{foo} . "\n"; # prints "foo"
1550         print $db->{circle}->{foo} . "\n"; # prints "foo" again
1551
1552 One catch is, passing the object to a function that recursively walks the
1553 object tree (such as I<Data::Dumper> or even the built-in C<optimize()> or
1554 C<export()> methods) will result in an infinite loop.  The other catch is, 
1555 if you fetch the I<key> of a circular reference (i.e. using the C<first_key()> 
1556 or C<next_key()> methods), you will get the I<target object's key>, not the 
1557 ref's key.  This gets even more interesting with the above example, where 
1558 the I<circle> key points to the base DB object, which technically doesn't 
1559 have a key.  So I made DBM::Deep return "[base]" as the key name in that 
1560 special case.
1561
1562 =head1 CAVEATS / ISSUES / BUGS
1563
1564 This section describes all the known issues with DBM::Deep.  It you have found
1565 something that is not listed here, please send e-mail to L<jhuckaby@cpan.org>.
1566
1567 =head2 UNUSED SPACE RECOVERY
1568
1569 One major caveat with DBM::Deep is that space occupied by existing keys and
1570 values is not recovered when they are deleted.  Meaning if you keep deleting
1571 and adding new keys, your file will continuously grow.  I am working on this,
1572 but in the meantime you can call the built-in C<optimize()> method from time to 
1573 time (perhaps in a crontab or something) to recover all your unused space.
1574
1575         $db->optimize(); # returns true on success
1576
1577 This rebuilds the ENTIRE database into a new file, then moves it on top of
1578 the original.  The new file will have no unused space, thus it will take up as
1579 little disk space as possible.  Please note that this operation can take 
1580 a long time for large files, and you need enough disk space to temporarily hold 
1581 2 copies of your DB file.  The temporary file is created in the same directory 
1582 as the original, named with a ".tmp" extension, and is deleted when the 
1583 operation completes.  Oh, and if locking is enabled, the DB is automatically 
1584 locked for the entire duration of the copy.
1585
1586 B<WARNING:> Only call optimize() on the top-level node of the database, and 
1587 make sure there are no child references lying around.  DBM::Deep keeps a reference 
1588 counter, and if it is greater than 1, optimize() will abort and return undef.
1589
1590 =head2 AUTOVIVIFICATION
1591
1592 Unfortunately, autovivification doesn't work with tied hashes.  This appears to 
1593 be a bug in Perl's tie() system, as I<Jakob Schmidt> encountered the very same 
1594 issue with his I<DWH_FIle> module (see L<http://search.cpan.org/search?module=DWH_File>),
1595 and it is also mentioned in the BUGS section for the I<MLDBM> module <see 
1596 L<http://search.cpan.org/search?module=MLDBM>).  Basically, on a new db file,
1597 this does not work:
1598
1599         $db->{foo}->{bar} = "hello";
1600
1601 Since "foo" doesn't exist, you cannot add "bar" to it.  You end up with "foo"
1602 being an empty hash.  Try this instead, which works fine:
1603
1604         $db->{foo} = { bar => "hello" };
1605
1606 As of Perl 5.8.7, this bug still exists.  I have walked very carefully through
1607 the execution path, and Perl indeed passes an empty hash to the STORE() method.
1608 Probably a bug in Perl.
1609
1610 =head2 FILE CORRUPTION
1611
1612 The current level of error handling in DBM::Deep is minimal.  Files I<are> checked
1613 for a 32-bit signature when opened, but other corruption in files can cause
1614 segmentation faults.  DBM::Deep may try to seek() past the end of a file, or get
1615 stuck in an infinite loop depending on the level of corruption.  File write
1616 operations are not checked for failure (for speed), so if you happen to run
1617 out of disk space, DBM::Deep will probably fail in a bad way.  These things will 
1618 be addressed in a later version of DBM::Deep.
1619
1620 =head2 DB OVER NFS
1621
1622 Beware of using DB files over NFS.  DBM::Deep uses flock(), which works well on local
1623 filesystems, but will NOT protect you from file corruption over NFS.  I've heard 
1624 about setting up your NFS server with a locking daemon, then using lockf() to 
1625 lock your files, but your mileage may vary there as well.  From what I 
1626 understand, there is no real way to do it.  However, if you need access to the 
1627 underlying filehandle in DBM::Deep for using some other kind of locking scheme like 
1628 lockf(), see the L<LOW-LEVEL ACCESS> section above.
1629
1630 =head2 COPYING OBJECTS
1631
1632 Beware of copying tied objects in Perl.  Very strange things can happen.  
1633 Instead, use DBM::Deep's C<clone()> method which safely copies the object and 
1634 returns a new, blessed, tied hash or array to the same level in the DB.
1635
1636         my $copy = $db->clone();
1637
1638 B<Note>: Since clone() here is cloning the object, not the database location, any
1639 modifications to either $db or $copy will be visible in both.
1640
1641 =head2 LARGE ARRAYS
1642
1643 Beware of using C<shift()>, C<unshift()> or C<splice()> with large arrays.
1644 These functions cause every element in the array to move, which can be murder
1645 on DBM::Deep, as every element has to be fetched from disk, then stored again in
1646 a different location.  This will be addressed in the forthcoming version 1.00.
1647
1648 =head2 WRITEONLY FILES
1649
1650 If you pass in a filehandle to new(), you may have opened it in either a readonly or
1651 writeonly mode. STORE will verify that the filehandle is writable. However, there
1652 doesn't seem to be a good way to determine if a filehandle is readable. And, if the
1653 filehandle isn't readable, it's not clear what will happen. So, don't do that.
1654
1655 =head1 PERFORMANCE
1656
1657 This section discusses DBM::Deep's speed and memory usage.
1658
1659 =head2 SPEED
1660
1661 Obviously, DBM::Deep isn't going to be as fast as some C-based DBMs, such as 
1662 the almighty I<BerkeleyDB>.  But it makes up for it in features like true
1663 multi-level hash/array support, and cross-platform FTPable files.  Even so,
1664 DBM::Deep is still pretty fast, and the speed stays fairly consistent, even
1665 with huge databases.  Here is some test data:
1666         
1667         Adding 1,000,000 keys to new DB file...
1668         
1669         At 100 keys, avg. speed is 2,703 keys/sec
1670         At 200 keys, avg. speed is 2,642 keys/sec
1671         At 300 keys, avg. speed is 2,598 keys/sec
1672         At 400 keys, avg. speed is 2,578 keys/sec
1673         At 500 keys, avg. speed is 2,722 keys/sec
1674         At 600 keys, avg. speed is 2,628 keys/sec
1675         At 700 keys, avg. speed is 2,700 keys/sec
1676         At 800 keys, avg. speed is 2,607 keys/sec
1677         At 900 keys, avg. speed is 2,190 keys/sec
1678         At 1,000 keys, avg. speed is 2,570 keys/sec
1679         At 2,000 keys, avg. speed is 2,417 keys/sec
1680         At 3,000 keys, avg. speed is 1,982 keys/sec
1681         At 4,000 keys, avg. speed is 1,568 keys/sec
1682         At 5,000 keys, avg. speed is 1,533 keys/sec
1683         At 6,000 keys, avg. speed is 1,787 keys/sec
1684         At 7,000 keys, avg. speed is 1,977 keys/sec
1685         At 8,000 keys, avg. speed is 2,028 keys/sec
1686         At 9,000 keys, avg. speed is 2,077 keys/sec
1687         At 10,000 keys, avg. speed is 2,031 keys/sec
1688         At 20,000 keys, avg. speed is 1,970 keys/sec
1689         At 30,000 keys, avg. speed is 2,050 keys/sec
1690         At 40,000 keys, avg. speed is 2,073 keys/sec
1691         At 50,000 keys, avg. speed is 1,973 keys/sec
1692         At 60,000 keys, avg. speed is 1,914 keys/sec
1693         At 70,000 keys, avg. speed is 2,091 keys/sec
1694         At 80,000 keys, avg. speed is 2,103 keys/sec
1695         At 90,000 keys, avg. speed is 1,886 keys/sec
1696         At 100,000 keys, avg. speed is 1,970 keys/sec
1697         At 200,000 keys, avg. speed is 2,053 keys/sec
1698         At 300,000 keys, avg. speed is 1,697 keys/sec
1699         At 400,000 keys, avg. speed is 1,838 keys/sec
1700         At 500,000 keys, avg. speed is 1,941 keys/sec
1701         At 600,000 keys, avg. speed is 1,930 keys/sec
1702         At 700,000 keys, avg. speed is 1,735 keys/sec
1703         At 800,000 keys, avg. speed is 1,795 keys/sec
1704         At 900,000 keys, avg. speed is 1,221 keys/sec
1705         At 1,000,000 keys, avg. speed is 1,077 keys/sec
1706
1707 This test was performed on a PowerMac G4 1gHz running Mac OS X 10.3.2 & Perl 
1708 5.8.1, with an 80GB Ultra ATA/100 HD spinning at 7200RPM.  The hash keys and 
1709 values were between 6 - 12 chars in length.  The DB file ended up at 210MB.  
1710 Run time was 12 min 3 sec.
1711
1712 =head2 MEMORY USAGE
1713
1714 One of the great things about DBM::Deep is that it uses very little memory.
1715 Even with huge databases (1,000,000+ keys) you will not see much increased
1716 memory on your process.  DBM::Deep relies solely on the filesystem for storing
1717 and fetching data.  Here is output from I</usr/bin/top> before even opening a
1718 database handle:
1719
1720           PID USER     PRI  NI  SIZE  RSS SHARE STAT %CPU %MEM   TIME COMMAND
1721         22831 root      11   0  2716 2716  1296 R     0.0  0.2   0:07 perl
1722
1723 Basically the process is taking 2,716K of memory.  And here is the same 
1724 process after storing and fetching 1,000,000 keys:
1725
1726           PID USER     PRI  NI  SIZE  RSS SHARE STAT %CPU %MEM   TIME COMMAND
1727         22831 root      14   0  2772 2772  1328 R     0.0  0.2  13:32 perl
1728
1729 Notice the memory usage increased by only 56K.  Test was performed on a 700mHz 
1730 x86 box running Linux RedHat 7.2 & Perl 5.6.1.
1731
1732 =head1 DB FILE FORMAT
1733
1734 In case you were interested in the underlying DB file format, it is documented
1735 here in this section.  You don't need to know this to use the module, it's just 
1736 included for reference.
1737
1738 =head2 SIGNATURE
1739
1740 DBM::Deep files always start with a 32-bit signature to identify the file type.
1741 This is at offset 0.  The signature is "DPDB" in network byte order.  This is
1742 checked for when the file is opened and an error will be thrown if it's not found.
1743
1744 =head2 TAG
1745
1746 The DBM::Deep file is in a I<tagged format>, meaning each section of the file
1747 has a standard header containing the type of data, the length of data, and then 
1748 the data itself.  The type is a single character (1 byte), the length is a 
1749 32-bit unsigned long in network byte order, and the data is, well, the data.
1750 Here is how it unfolds:
1751
1752 =head2 MASTER INDEX
1753
1754 Immediately after the 32-bit file signature is the I<Master Index> record.  
1755 This is a standard tag header followed by 1024 bytes (in 32-bit mode) or 2048 
1756 bytes (in 64-bit mode) of data.  The type is I<H> for hash or I<A> for array, 
1757 depending on how the DBM::Deep object was constructed.
1758
1759 The index works by looking at a I<MD5 Hash> of the hash key (or array index 
1760 number).  The first 8-bit char of the MD5 signature is the offset into the 
1761 index, multipled by 4 in 32-bit mode, or 8 in 64-bit mode.  The value of the 
1762 index element is a file offset of the next tag for the key/element in question,
1763 which is usually a I<Bucket List> tag (see below).
1764
1765 The next tag I<could> be another index, depending on how many keys/elements
1766 exist.  See L<RE-INDEXING> below for details.
1767
1768 =head2 BUCKET LIST
1769
1770 A I<Bucket List> is a collection of 16 MD5 hashes for keys/elements, plus 
1771 file offsets to where the actual data is stored.  It starts with a standard 
1772 tag header, with type I<B>, and a data size of 320 bytes in 32-bit mode, or 
1773 384 bytes in 64-bit mode.  Each MD5 hash is stored in full (16 bytes), plus
1774 the 32-bit or 64-bit file offset for the I<Bucket> containing the actual data.
1775 When the list fills up, a I<Re-Index> operation is performed (See 
1776 L<RE-INDEXING> below).
1777
1778 =head2 BUCKET
1779
1780 A I<Bucket> is a tag containing a key/value pair (in hash mode), or a
1781 index/value pair (in array mode).  It starts with a standard tag header with
1782 type I<D> for scalar data (string, binary, etc.), or it could be a nested
1783 hash (type I<H>) or array (type I<A>).  The value comes just after the tag
1784 header.  The size reported in the tag header is only for the value, but then,
1785 just after the value is another size (32-bit unsigned long) and then the plain 
1786 key itself.  Since the value is likely to be fetched more often than the plain 
1787 key, I figured it would be I<slightly> faster to store the value first.
1788
1789 If the type is I<H> (hash) or I<A> (array), the value is another I<Master Index>
1790 record for the nested structure, where the process begins all over again.
1791
1792 =head2 RE-INDEXING
1793
1794 After a I<Bucket List> grows to 16 records, its allocated space in the file is
1795 exhausted.  Then, when another key/element comes in, the list is converted to a 
1796 new index record.  However, this index will look at the next char in the MD5 
1797 hash, and arrange new Bucket List pointers accordingly.  This process is called 
1798 I<Re-Indexing>.  Basically, a new index tag is created at the file EOF, and all 
1799 17 (16 + new one) keys/elements are removed from the old Bucket List and 
1800 inserted into the new index.  Several new Bucket Lists are created in the 
1801 process, as a new MD5 char from the key is being examined (it is unlikely that 
1802 the keys will all share the same next char of their MD5s).
1803
1804 Because of the way the I<MD5> algorithm works, it is impossible to tell exactly
1805 when the Bucket Lists will turn into indexes, but the first round tends to 
1806 happen right around 4,000 keys.  You will see a I<slight> decrease in 
1807 performance here, but it picks back up pretty quick (see L<SPEED> above).  Then 
1808 it takes B<a lot> more keys to exhaust the next level of Bucket Lists.  It's 
1809 right around 900,000 keys.  This process can continue nearly indefinitely -- 
1810 right up until the point the I<MD5> signatures start colliding with each other, 
1811 and this is B<EXTREMELY> rare -- like winning the lottery 5 times in a row AND 
1812 getting struck by lightning while you are walking to cash in your tickets.  
1813 Theoretically, since I<MD5> hashes are 128-bit values, you I<could> have up to 
1814 340,282,366,921,000,000,000,000,000,000,000,000,000 keys/elements (I believe 
1815 this is 340 unodecillion, but don't quote me).
1816
1817 =head2 STORING
1818
1819 When a new key/element is stored, the key (or index number) is first run through 
1820 I<Digest::MD5> to get a 128-bit signature (example, in hex: 
1821 b05783b0773d894396d475ced9d2f4f6).  Then, the I<Master Index> record is checked
1822 for the first char of the signature (in this case I<b0>).  If it does not exist,
1823 a new I<Bucket List> is created for our key (and the next 15 future keys that 
1824 happen to also have I<b> as their first MD5 char).  The entire MD5 is written 
1825 to the I<Bucket List> along with the offset of the new I<Bucket> record (EOF at
1826 this point, unless we are replacing an existing I<Bucket>), where the actual 
1827 data will be stored.
1828
1829 =head2 FETCHING
1830
1831 Fetching an existing key/element involves getting a I<Digest::MD5> of the key 
1832 (or index number), then walking along the indexes.  If there are enough 
1833 keys/elements in this DB level, there might be nested indexes, each linked to 
1834 a particular char of the MD5.  Finally, a I<Bucket List> is pointed to, which 
1835 contains up to 16 full MD5 hashes.  Each is checked for equality to the key in 
1836 question.  If we found a match, the I<Bucket> tag is loaded, where the value and 
1837 plain key are stored.
1838
1839 Fetching the plain key occurs when calling the I<first_key()> and I<next_key()>
1840 methods.  In this process the indexes are walked systematically, and each key
1841 fetched in increasing MD5 order (which is why it appears random).   Once the
1842 I<Bucket> is found, the value is skipped and the plain key returned instead.  
1843 B<Note:> Do not count on keys being fetched as if the MD5 hashes were 
1844 alphabetically sorted.  This only happens on an index-level -- as soon as the 
1845 I<Bucket Lists> are hit, the keys will come out in the order they went in -- 
1846 so it's pretty much undefined how the keys will come out -- just like Perl's 
1847 built-in hashes.
1848
1849 =head1 CODE COVERAGE
1850
1851 We use B<Devel::Cover> to test the code coverage of our tests, below is the
1852 B<Devel::Cover> report on this module's test suite.
1853
1854   ---------------------------- ------ ------ ------ ------ ------ ------ ------
1855   File                           stmt   bran   cond    sub    pod   time  total
1856   ---------------------------- ------ ------ ------ ------ ------ ------ ------
1857   blib/lib/DBM/Deep.pm           95.2   83.8   70.0   98.2  100.0   58.0   91.0
1858   blib/lib/DBM/Deep/Array.pm    100.0   91.1  100.0  100.0    n/a   26.7   98.0
1859   blib/lib/DBM/Deep/Hash.pm      95.3   80.0  100.0  100.0    n/a   15.3   92.4
1860   Total                          96.2   84.8   74.4   98.8  100.0  100.0   92.4
1861   ---------------------------- ------ ------ ------ ------ ------ ------ ------
1862
1863 =head1 MORE INFORMATION
1864
1865 Check out the DBM::Deep Google Group at L<http://groups.google.com/group/DBM-Deep>
1866 or send email to L<DBM-Deep@googlegroups.com>.
1867
1868 =head1 AUTHORS
1869
1870 Joseph Huckaby, L<jhuckaby@cpan.org>
1871
1872 Rob Kinyon, L<rkinyon@cpan.org>
1873
1874 Special thanks to Adam Sah and Rich Gaushell!  You know why :-)
1875
1876 =head1 SEE ALSO
1877
1878 perltie(1), Tie::Hash(3), Digest::MD5(3), Fcntl(3), flock(2), lockf(3), nfs(5),
1879 Digest::SHA256(3), Crypt::Blowfish(3), Compress::Zlib(3)
1880
1881 =head1 LICENSE
1882
1883 Copyright (c) 2002-2006 Joseph Huckaby.  All Rights Reserved.
1884 This is free software, you may use it and distribute it under the
1885 same terms as Perl itself.
1886
1887 =cut