cfa458b08fb5e73f9ef3303047f7e1ce87eeebe9
[dbsrgits/DBM-Deep.git] / lib / DBM / Deep.pm
1 package DBM::Deep;
2
3 ##
4 # DBM::Deep
5 #
6 # Description:
7 #    Multi-level database module for storing hash trees, arrays and simple
8 #    key/value pairs into FTP-able, cross-platform binary database files.
9 #
10 #    Type `perldoc DBM::Deep` for complete documentation.
11 #
12 # Usage Examples:
13 #    my %db;
14 #    tie %db, 'DBM::Deep', 'my_database.db'; # standard tie() method
15 #
16 #    my $db = new DBM::Deep( 'my_database.db' ); # preferred OO method
17 #
18 #    $db->{my_scalar} = 'hello world';
19 #    $db->{my_hash} = { larry => 'genius', hashes => 'fast' };
20 #    $db->{my_array} = [ 1, 2, 3, time() ];
21 #    $db->{my_complex} = [ 'hello', { perl => 'rules' }, 42, 99 ];
22 #    push @{$db->{my_array}}, 'another value';
23 #    my @key_list = keys %{$db->{my_hash}};
24 #    print "This module " . $db->{my_complex}->[1]->{perl} . "!\n";
25 #
26 # Copyright:
27 #    (c) 2002-2006 Joseph Huckaby.  All Rights Reserved.
28 #    This program is free software; you can redistribute it and/or
29 #    modify it under the same terms as Perl itself.
30 ##
31
32 use 5.6.0;
33
34 use strict;
35 use warnings;
36
37 our $VERSION = q(0.99_01);
38
39 use Fcntl qw( :DEFAULT :flock :seek );
40 use Digest::MD5 ();
41 use Scalar::Util ();
42
43 use DBM::Deep::Engine;
44 use DBM::Deep::File;
45
46 ##
47 # Setup constants for users to pass to new()
48 ##
49 sub TYPE_HASH   () { DBM::Deep::Engine->SIG_HASH  }
50 sub TYPE_ARRAY  () { DBM::Deep::Engine->SIG_ARRAY }
51
52 sub _get_args {
53     my $proto = shift;
54
55     my $args;
56     if (scalar(@_) > 1) {
57         if ( @_ % 2 ) {
58             $proto->_throw_error( "Odd number of parameters to " . (caller(1))[2] );
59         }
60         $args = {@_};
61     }
62     elsif ( ref $_[0] ) {
63         unless ( eval { local $SIG{'__DIE__'}; %{$_[0]} || 1 } ) {
64             $proto->_throw_error( "Not a hashref in args to " . (caller(1))[2] );
65         }
66         $args = $_[0];
67     }
68     else {
69         $args = { file => shift };
70     }
71
72     return $args;
73 }
74
75 sub new {
76     ##
77     # Class constructor method for Perl OO interface.
78     # Calls tie() and returns blessed reference to tied hash or array,
79     # providing a hybrid OO/tie interface.
80     ##
81     my $class = shift;
82     my $args = $class->_get_args( @_ );
83
84     ##
85     # Check if we want a tied hash or array.
86     ##
87     my $self;
88     if (defined($args->{type}) && $args->{type} eq TYPE_ARRAY) {
89         $class = 'DBM::Deep::Array';
90         require DBM::Deep::Array;
91         tie @$self, $class, %$args;
92     }
93     else {
94         $class = 'DBM::Deep::Hash';
95         require DBM::Deep::Hash;
96         tie %$self, $class, %$args;
97     }
98
99     return bless $self, $class;
100 }
101
102 # This initializer is called from the various TIE* methods. new() calls tie(),
103 # which allows for a single point of entry.
104 sub _init {
105     my $class = shift;
106     my ($args) = @_;
107
108     $args->{fileobj} = DBM::Deep::File->new( $args )
109         unless exists $args->{fileobj};
110
111     # locking implicitly enables autoflush
112     if ($args->{locking}) { $args->{autoflush} = 1; }
113
114     # These are the defaults to be optionally overridden below
115     my $self = bless {
116         type        => TYPE_HASH,
117         base_offset => undef,
118
119         parent      => undef,
120         parent_key  => undef,
121
122         fileobj     => undef,
123     }, $class;
124     $self->{engine} = DBM::Deep::Engine->new( { %{$args}, obj => $self } );
125
126     # Grab the parameters we want to use
127     foreach my $param ( keys %$self ) {
128         next unless exists $args->{$param};
129         $self->{$param} = $args->{$param};
130     }
131
132     $self->_engine->setup_fh( $self );
133
134     $self->{fileobj}->set_db( $self );
135
136     return $self;
137 }
138
139 sub TIEHASH {
140     shift;
141     require DBM::Deep::Hash;
142     return DBM::Deep::Hash->TIEHASH( @_ );
143 }
144
145 sub TIEARRAY {
146     shift;
147     require DBM::Deep::Array;
148     return DBM::Deep::Array->TIEARRAY( @_ );
149 }
150
151 sub lock {
152     my $self = shift->_get_self;
153     return $self->_fileobj->lock( $self, @_ );
154 }
155
156 sub unlock {
157     my $self = shift->_get_self;
158     return $self->_fileobj->unlock( $self, @_ );
159 }
160
161 sub _copy_value {
162     my $self = shift->_get_self;
163     my ($spot, $value) = @_;
164
165     if ( !ref $value ) {
166         ${$spot} = $value;
167     }
168     elsif ( eval { local $SIG{__DIE__}; $value->isa( 'DBM::Deep' ) } ) {
169         ${$spot} = $value->_repr;
170         $value->_copy_node( ${$spot} );
171     }
172     else {
173         my $r = Scalar::Util::reftype( $value );
174         my $c = Scalar::Util::blessed( $value );
175         if ( $r eq 'ARRAY' ) {
176             ${$spot} = [ @{$value} ];
177         }
178         else {
179             ${$spot} = { %{$value} };
180         }
181         ${$spot} = bless ${$spot}, $c
182             if defined $c;
183     }
184
185     return 1;
186 }
187
188 sub _copy_node {
189     die "Must be implemented in a child class\n";
190 }
191
192 sub _repr {
193     die "Must be implemented in a child class\n";
194 }
195
196 sub export {
197     ##
198     # Recursively export into standard Perl hashes and arrays.
199     ##
200     my $self = shift->_get_self;
201
202     my $temp = $self->_repr;
203
204     $self->lock();
205     $self->_copy_node( $temp );
206     $self->unlock();
207
208     return $temp;
209 }
210
211 sub import {
212     ##
213     # Recursively import Perl hash/array structure
214     ##
215     if (!ref($_[0])) { return; } # Perl calls import() on use -- ignore
216
217     my $self = shift->_get_self;
218     my ($struct) = @_;
219
220     # struct is not a reference, so just import based on our type
221     if (!ref($struct)) {
222         $struct = $self->_repr( @_ );
223     }
224
225     return $self->_import( $struct );
226 }
227
228 sub optimize {
229     ##
230     # Rebuild entire database into new file, then move
231     # it back on top of original.
232     ##
233     my $self = shift->_get_self;
234
235 #XXX Need to create a new test for this
236 #    if ($self->_fileobj->{links} > 1) {
237 #        $self->_throw_error("Cannot optimize: reference count is greater than 1");
238 #    }
239
240     my $db_temp = DBM::Deep->new(
241         file => $self->_fileobj->{file} . '.tmp',
242         type => $self->_type
243     );
244
245     $self->lock();
246     $self->_copy_node( $db_temp );
247     undef $db_temp;
248
249     ##
250     # Attempt to copy user, group and permissions over to new file
251     ##
252     my @stats = stat($self->_fh);
253     my $perms = $stats[2] & 07777;
254     my $uid = $stats[4];
255     my $gid = $stats[5];
256     chown( $uid, $gid, $self->_fileobj->{file} . '.tmp' );
257     chmod( $perms, $self->_fileobj->{file} . '.tmp' );
258
259     # q.v. perlport for more information on this variable
260     if ( $^O eq 'MSWin32' || $^O eq 'cygwin' ) {
261         ##
262         # Potential race condition when optmizing on Win32 with locking.
263         # The Windows filesystem requires that the filehandle be closed
264         # before it is overwritten with rename().  This could be redone
265         # with a soft copy.
266         ##
267         $self->unlock();
268         $self->_fileobj->close;
269     }
270
271     if (!rename $self->_fileobj->{file} . '.tmp', $self->_fileobj->{file}) {
272         unlink $self->_fileobj->{file} . '.tmp';
273         $self->unlock();
274         $self->_throw_error("Optimize failed: Cannot copy temp file over original: $!");
275     }
276
277     $self->unlock();
278     $self->_fileobj->close;
279     $self->_fileobj->open;
280     $self->_engine->setup_fh( $self );
281
282     return 1;
283 }
284
285 sub clone {
286     ##
287     # Make copy of object and return
288     ##
289     my $self = shift->_get_self;
290
291     return DBM::Deep->new(
292         type => $self->_type,
293         base_offset => $self->_base_offset,
294         fileobj => $self->_fileobj,
295     );
296 }
297
298 {
299     my %is_legal_filter = map {
300         $_ => ~~1,
301     } qw(
302         store_key store_value
303         fetch_key fetch_value
304     );
305
306     sub set_filter {
307         ##
308         # Setup filter function for storing or fetching the key or value
309         ##
310         my $self = shift->_get_self;
311         my $type = lc shift;
312         my $func = shift;
313
314         if ( $is_legal_filter{$type} ) {
315             $self->_fileobj->{"filter_$type"} = $func;
316             return 1;
317         }
318
319         return;
320     }
321 }
322
323 sub begin_work {
324     my $self = shift->_get_self;
325     $self->_fileobj->begin_transaction;
326     return 1;
327 }
328
329 sub rollback {
330     my $self = shift->_get_self;
331     $self->_fileobj->end_transaction;
332     return 1;
333 }
334
335 sub commit {
336     my $self = shift->_get_self;
337     $self->_fileobj->commit_transaction;
338     return 1;
339 }
340
341 ##
342 # Accessor methods
343 ##
344
345 sub _engine {
346     my $self = $_[0]->_get_self;
347     return $self->{engine};
348 }
349
350 sub _fileobj {
351     my $self = $_[0]->_get_self;
352     return $self->{fileobj};
353 }
354
355 sub _type {
356     my $self = $_[0]->_get_self;
357     return $self->{type};
358 }
359
360 sub _base_offset {
361     my $self = $_[0]->_get_self;
362     return $self->{base_offset};
363 }
364
365 sub _fh {
366     my $self = $_[0]->_get_self;
367     return $self->_fileobj->{fh};
368 }
369
370 ##
371 # Utility methods
372 ##
373
374 sub _throw_error {
375     die "DBM::Deep: $_[1]\n";
376 }
377
378 sub _is_writable {
379     my $fh = shift;
380     (O_WRONLY | O_RDWR) & fcntl( $fh, F_GETFL, my $slush = 0);
381 }
382
383 #sub _is_readable {
384 #    my $fh = shift;
385 #    (O_RDONLY | O_RDWR) & fcntl( $fh, F_GETFL, my $slush = 0);
386 #}
387
388 sub _find_parent {
389     my $self = shift;
390
391     my $base = '';
392     #XXX This if() is redundant
393     if ( my $parent = $self->{parent} ) {
394         my $child = $self;
395         while ( $parent->{parent} ) {
396             $base = (
397                 $parent->_type eq TYPE_HASH
398                     ? "\{$child->{parent_key}\}"
399                     : "\[$child->{parent_key}\]"
400             ) . $base;
401
402             $child = $parent;
403             $parent = $parent->{parent};
404         }
405         if ( $base ) {
406             $base = "\$db->get( '$child->{parent_key}' )->" . $base;
407         }
408         else {
409             $base = "\$db->get( '$child->{parent_key}' )";
410         }
411     }
412     return $base;
413 }
414
415 sub STORE {
416     ##
417     # Store single hash key/value or array element in database.
418     ##
419     my $self = shift->_get_self;
420     my ($key, $value, $orig_key) = @_;
421
422
423     if ( $^O ne 'MSWin32' && !_is_writable( $self->_fh ) ) {
424         $self->_throw_error( 'Cannot write to a readonly filehandle' );
425     }
426
427     #XXX The second condition needs to disappear
428     if ( defined $orig_key && !( $self->_type eq TYPE_ARRAY && $orig_key eq 'length') ) {
429         my $rhs;
430
431         my $r = Scalar::Util::reftype( $value ) || '';
432         if ( $r eq 'HASH' ) {
433             $rhs = '{}';
434         }
435         elsif ( $r eq 'ARRAY' ) {
436             $rhs = '[]';
437         }
438         elsif ( defined $value ) {
439             $rhs = "'$value'";
440         }
441         else {
442             $rhs = "undef";
443         }
444
445         if ( my $c = Scalar::Util::blessed( $value ) ) {
446             $rhs = "bless $rhs, '$c'";
447         }
448
449         my $lhs = $self->_find_parent;
450         if ( $lhs ) {
451             if ( $self->_type eq TYPE_HASH ) {
452                 $lhs .= "->\{$orig_key\}";
453             }
454             else {
455                 $lhs .= "->\[$orig_key\]";
456             }
457
458             $lhs .= "=$rhs;";
459         }
460         else {
461             $lhs = "\$db->put('$orig_key',$rhs);";
462         }
463
464         $self->_fileobj->audit($lhs);
465     }
466
467     ##
468     # Request exclusive lock for writing
469     ##
470     $self->lock( LOCK_EX );
471
472     my $md5 = $self->_engine->{digest}->($key);
473
474     my $tag = $self->_engine->find_blist( $self->_base_offset, $md5, { create => 1 } );
475
476     # User may be storing a hash, in which case we do not want it run
477     # through the filtering system
478     if ( !ref($value) && $self->_fileobj->{filter_store_value} ) {
479         $value = $self->_fileobj->{filter_store_value}->( $value );
480     }
481
482     ##
483     # Add key/value to bucket list
484     ##
485     $self->_engine->add_bucket( $tag, $md5, $key, $value, undef, $orig_key ); 
486
487     $self->unlock();
488
489     return 1;
490 }
491
492 sub FETCH {
493     ##
494     # Fetch single value or element given plain key or array index
495     ##
496     my $self = shift->_get_self;
497     my ($key, $orig_key) = @_;
498
499     my $md5 = $self->_engine->{digest}->($key);
500
501     ##
502     # Request shared lock for reading
503     ##
504     $self->lock( LOCK_SH );
505
506     my $tag = $self->_engine->find_blist( $self->_base_offset, $md5 );#, { create => 1 } );
507     #XXX This needs to autovivify
508     if (!$tag) {
509         $self->unlock();
510         return;
511     }
512
513     ##
514     # Get value from bucket list
515     ##
516     my $result = $self->_engine->get_bucket_value( $tag, $md5, $orig_key );
517
518     $self->unlock();
519
520     # Filters only apply to scalar values, so the ref check is making
521     # sure the fetched bucket is a scalar, not a child hash or array.
522     return ($result && !ref($result) && $self->_fileobj->{filter_fetch_value})
523         ? $self->_fileobj->{filter_fetch_value}->($result)
524         : $result;
525 }
526
527 sub DELETE {
528     ##
529     # Delete single key/value pair or element given plain key or array index
530     ##
531     my $self = shift->_get_self;
532     my ($key, $orig_key) = @_;
533
534     if ( $^O ne 'MSWin32' && !_is_writable( $self->_fh ) ) {
535         $self->_throw_error( 'Cannot write to a readonly filehandle' );
536     }
537
538     if ( defined $orig_key ) {
539         my $lhs = $self->_find_parent;
540         if ( $lhs ) {
541             $self->_fileobj->audit( "delete $lhs;" );
542         }
543         else {
544             $self->_fileobj->audit( "\$db->delete('$orig_key');" );
545         }
546     }
547
548     ##
549     # Request exclusive lock for writing
550     ##
551     $self->lock( LOCK_EX );
552
553     my $md5 = $self->_engine->{digest}->($key);
554
555     my $tag = $self->_engine->find_blist( $self->_base_offset, $md5 );
556     if (!$tag) {
557         $self->unlock();
558         return;
559     }
560
561     ##
562     # Delete bucket
563     ##
564     my $value = $self->_engine->get_bucket_value( $tag, $md5 );
565
566     if (defined $value && !ref($value) && $self->_fileobj->{filter_fetch_value}) {
567         $value = $self->_fileobj->{filter_fetch_value}->($value);
568     }
569
570     my $result = $self->_engine->delete_bucket( $tag, $md5, $orig_key );
571
572     ##
573     # If this object is an array and the key deleted was on the end of the stack,
574     # decrement the length variable.
575     ##
576
577     $self->unlock();
578
579     return $value;
580 }
581
582 sub EXISTS {
583     ##
584     # Check if a single key or element exists given plain key or array index
585     ##
586     my $self = shift->_get_self;
587     my ($key) = @_;
588
589     my $md5 = $self->_engine->{digest}->($key);
590
591     ##
592     # Request shared lock for reading
593     ##
594     $self->lock( LOCK_SH );
595
596     my $tag = $self->_engine->find_blist( $self->_base_offset, $md5 );
597     if (!$tag) {
598         $self->unlock();
599
600         ##
601         # For some reason, the built-in exists() function returns '' for false
602         ##
603         return '';
604     }
605
606     ##
607     # Check if bucket exists and return 1 or ''
608     ##
609     my $result = $self->_engine->bucket_exists( $tag, $md5 ) || '';
610
611     $self->unlock();
612
613     return $result;
614 }
615
616 sub CLEAR {
617     ##
618     # Clear all keys from hash, or all elements from array.
619     ##
620     my $self = shift->_get_self;
621
622     if ( $^O ne 'MSWin32' && !_is_writable( $self->_fh ) ) {
623         $self->_throw_error( 'Cannot write to a readonly filehandle' );
624     }
625
626     {
627         my $lhs = $self->_find_parent;
628
629         if ( $self->_type eq TYPE_HASH ) {
630             $lhs = '%{' . $lhs . '}';
631         }
632         else {
633             $lhs = '@{' . $lhs . '}';
634         }
635
636         $self->_fileobj->audit( "$lhs = ();" );
637     }
638
639     ##
640     # Request exclusive lock for writing
641     ##
642     $self->lock( LOCK_EX );
643
644     if ( $self->_type eq TYPE_HASH ) {
645         my $key = $self->first_key;
646         while ( $key ) {
647             my $next_key = $self->next_key( $key );
648             my $md5 = $self->_engine->{digest}->($key);
649             my $tag = $self->_engine->find_blist( $self->_base_offset, $md5 );
650             $self->_engine->delete_bucket( $tag, $md5, $key );
651             $key = $next_key;
652         }
653     }
654     else {
655         my $size = $self->FETCHSIZE;
656         for my $key ( map { pack ( $self->_engine->{long_pack}, $_ ) } 0 .. $size - 1 ) {
657             my $md5 = $self->_engine->{digest}->($key);
658             my $tag = $self->_engine->find_blist( $self->_base_offset, $md5 );
659             $self->_engine->delete_bucket( $tag, $md5, $key );
660         }
661         $self->STORESIZE( 0 );
662     }
663 #XXX This needs updating to use _release_space
664 #    $self->_engine->write_tag(
665 #        $self->_base_offset, $self->_type,
666 #        chr(0)x$self->_engine->{index_size},
667 #    );
668
669     $self->unlock();
670
671     return 1;
672 }
673
674 ##
675 # Public method aliases
676 ##
677 sub put { (shift)->STORE( @_ ) }
678 sub store { (shift)->STORE( @_ ) }
679 sub get { (shift)->FETCH( @_ ) }
680 sub fetch { (shift)->FETCH( @_ ) }
681 sub delete { (shift)->DELETE( @_ ) }
682 sub exists { (shift)->EXISTS( @_ ) }
683 sub clear { (shift)->CLEAR( @_ ) }
684
685 1;
686 __END__
687
688 =head1 NAME
689
690 DBM::Deep - A pure perl multi-level hash/array DBM
691
692 =head1 SYNOPSIS
693
694   use DBM::Deep;
695   my $db = DBM::Deep->new( "foo.db" );
696
697   $db->{key} = 'value'; # tie() style
698   print $db->{key};
699
700   $db->put('key' => 'value'); # OO style
701   print $db->get('key');
702
703   # true multi-level support
704   $db->{my_complex} = [
705       'hello', { perl => 'rules' },
706       42, 99,
707   ];
708
709 =head1 DESCRIPTION
710
711 A unique flat-file database module, written in pure perl.  True
712 multi-level hash/array support (unlike MLDBM, which is faked), hybrid
713 OO / tie() interface, cross-platform FTPable files, and quite fast.  Can
714 handle millions of keys and unlimited hash levels without significant
715 slow-down.  Written from the ground-up in pure perl -- this is NOT a
716 wrapper around a C-based DBM.  Out-of-the-box compatibility with Unix,
717 Mac OS X and Windows.
718
719 =head1 VERSION DIFFERENCES
720
721 B<NOTE>: 0.99_01 and above have significant file format differences from 0.98 and
722 before. While attempts have been made to be backwards compatible, no guarantees.
723
724 =head1 INSTALLATION
725
726 Hopefully you are using Perl's excellent CPAN module, which will download
727 and install the module for you.  If not, get the tarball, and run these
728 commands:
729
730     tar zxf DBM-Deep-*
731     cd DBM-Deep-*
732     perl Makefile.PL
733     make
734     make test
735     make install
736
737 =head1 SETUP
738
739 Construction can be done OO-style (which is the recommended way), or using
740 Perl's tie() function.  Both are examined here.
741
742 =head2 OO CONSTRUCTION
743
744 The recommended way to construct a DBM::Deep object is to use the new()
745 method, which gets you a blessed, tied hash or array reference.
746
747     my $db = DBM::Deep->new( "foo.db" );
748
749 This opens a new database handle, mapped to the file "foo.db".  If this
750 file does not exist, it will automatically be created.  DB files are
751 opened in "r+" (read/write) mode, and the type of object returned is a
752 hash, unless otherwise specified (see L<OPTIONS> below).
753
754 You can pass a number of options to the constructor to specify things like
755 locking, autoflush, etc.  This is done by passing an inline hash:
756
757     my $db = DBM::Deep->new(
758         file => "foo.db",
759         locking => 1,
760         autoflush => 1
761     );
762
763 Notice that the filename is now specified I<inside> the hash with
764 the "file" parameter, as opposed to being the sole argument to the
765 constructor.  This is required if any options are specified.
766 See L<OPTIONS> below for the complete list.
767
768
769
770 You can also start with an array instead of a hash.  For this, you must
771 specify the C<type> parameter:
772
773     my $db = DBM::Deep->new(
774         file => "foo.db",
775         type => DBM::Deep->TYPE_ARRAY
776     );
777
778 B<Note:> Specifing the C<type> parameter only takes effect when beginning
779 a new DB file.  If you create a DBM::Deep object with an existing file, the
780 C<type> will be loaded from the file header, and an error will be thrown if
781 the wrong type is passed in.
782
783 =head2 TIE CONSTRUCTION
784
785 Alternately, you can create a DBM::Deep handle by using Perl's built-in
786 tie() function.  The object returned from tie() can be used to call methods,
787 such as lock() and unlock(), but cannot be used to assign to the DBM::Deep
788 file (as expected with most tie'd objects).
789
790     my %hash;
791     my $db = tie %hash, "DBM::Deep", "foo.db";
792
793     my @array;
794     my $db = tie @array, "DBM::Deep", "bar.db";
795
796 As with the OO constructor, you can replace the DB filename parameter with
797 a hash containing one or more options (see L<OPTIONS> just below for the
798 complete list).
799
800     tie %hash, "DBM::Deep", {
801         file => "foo.db",
802         locking => 1,
803         autoflush => 1
804     };
805
806 =head2 OPTIONS
807
808 There are a number of options that can be passed in when constructing your
809 DBM::Deep objects.  These apply to both the OO- and tie- based approaches.
810
811 =over
812
813 =item * file
814
815 Filename of the DB file to link the handle to.  You can pass a full absolute
816 filesystem path, partial path, or a plain filename if the file is in the
817 current working directory.  This is a required parameter (though q.v. fh).
818
819 =item * fh
820
821 If you want, you can pass in the fh instead of the file. This is most useful for doing
822 something like:
823
824   my $db = DBM::Deep->new( { fh => \*DATA } );
825
826 You are responsible for making sure that the fh has been opened appropriately for your
827 needs. If you open it read-only and attempt to write, an exception will be thrown. If you
828 open it write-only or append-only, an exception will be thrown immediately as DBM::Deep
829 needs to read from the fh.
830
831 =item * file_offset
832
833 This is the offset within the file that the DBM::Deep db starts. Most of the time, you will
834 not need to set this. However, it's there if you want it.
835
836 If you pass in fh and do not set this, it will be set appropriately.
837
838 =item * type
839
840 This parameter specifies what type of object to create, a hash or array.  Use
841 one of these two constants:
842
843 =over 4
844
845 =item * C<DBM::Deep-E<gt>TYPE_HASH>
846
847 =item * C<DBM::Deep-E<gt>TYPE_ARRAY>.
848
849 =back
850
851 This only takes effect when beginning a new file.  This is an optional
852 parameter, and defaults to C<DBM::Deep-E<gt>TYPE_HASH>.
853
854 =item * locking
855
856 Specifies whether locking is to be enabled.  DBM::Deep uses Perl's Fnctl flock()
857 function to lock the database in exclusive mode for writes, and shared mode for
858 reads.  Pass any true value to enable.  This affects the base DB handle I<and
859 any child hashes or arrays> that use the same DB file.  This is an optional
860 parameter, and defaults to 0 (disabled).  See L<LOCKING> below for more.
861
862 =item * autoflush
863
864 Specifies whether autoflush is to be enabled on the underlying filehandle.
865 This obviously slows down write operations, but is required if you may have
866 multiple processes accessing the same DB file (also consider enable I<locking>).
867 Pass any true value to enable.  This is an optional parameter, and defaults to 0
868 (disabled).
869
870 =item * autobless
871
872 If I<autobless> mode is enabled, DBM::Deep will preserve the class something
873 is blessed into, and restores it when fetched.  This is an optional parameter, and defaults to 1 (enabled).
874
875 B<Note:> If you use the OO-interface, you will not be able to call any methods
876 of DBM::Deep on the blessed item. This is considered to be a feature.
877
878 =item * filter_*
879
880 See L</FILTERS> below.
881
882 =back
883
884 =head1 TIE INTERFACE
885
886 With DBM::Deep you can access your databases using Perl's standard hash/array
887 syntax.  Because all DBM::Deep objects are I<tied> to hashes or arrays, you can
888 treat them as such.  DBM::Deep will intercept all reads/writes and direct them
889 to the right place -- the DB file.  This has nothing to do with the
890 L<TIE CONSTRUCTION> section above.  This simply tells you how to use DBM::Deep
891 using regular hashes and arrays, rather than calling functions like C<get()>
892 and C<put()> (although those work too).  It is entirely up to you how to want
893 to access your databases.
894
895 =head2 HASHES
896
897 You can treat any DBM::Deep object like a normal Perl hash reference.  Add keys,
898 or even nested hashes (or arrays) using standard Perl syntax:
899
900     my $db = DBM::Deep->new( "foo.db" );
901
902     $db->{mykey} = "myvalue";
903     $db->{myhash} = {};
904     $db->{myhash}->{subkey} = "subvalue";
905
906     print $db->{myhash}->{subkey} . "\n";
907
908 You can even step through hash keys using the normal Perl C<keys()> function:
909
910     foreach my $key (keys %$db) {
911         print "$key: " . $db->{$key} . "\n";
912     }
913
914 Remember that Perl's C<keys()> function extracts I<every> key from the hash and
915 pushes them onto an array, all before the loop even begins.  If you have an
916 extra large hash, this may exhaust Perl's memory.  Instead, consider using
917 Perl's C<each()> function, which pulls keys/values one at a time, using very
918 little memory:
919
920     while (my ($key, $value) = each %$db) {
921         print "$key: $value\n";
922     }
923
924 Please note that when using C<each()>, you should always pass a direct
925 hash reference, not a lookup.  Meaning, you should B<never> do this:
926
927     # NEVER DO THIS
928     while (my ($key, $value) = each %{$db->{foo}}) { # BAD
929
930 This causes an infinite loop, because for each iteration, Perl is calling
931 FETCH() on the $db handle, resulting in a "new" hash for foo every time, so
932 it effectively keeps returning the first key over and over again. Instead,
933 assign a temporary variable to C<$db->{foo}>, then pass that to each().
934
935 =head2 ARRAYS
936
937 As with hashes, you can treat any DBM::Deep object like a normal Perl array
938 reference.  This includes inserting, removing and manipulating elements,
939 and the C<push()>, C<pop()>, C<shift()>, C<unshift()> and C<splice()> functions.
940 The object must have first been created using type C<DBM::Deep-E<gt>TYPE_ARRAY>,
941 or simply be a nested array reference inside a hash.  Example:
942
943     my $db = DBM::Deep->new(
944         file => "foo-array.db",
945         type => DBM::Deep->TYPE_ARRAY
946     );
947
948     $db->[0] = "foo";
949     push @$db, "bar", "baz";
950     unshift @$db, "bah";
951
952     my $last_elem = pop @$db; # baz
953     my $first_elem = shift @$db; # bah
954     my $second_elem = $db->[1]; # bar
955
956     my $num_elements = scalar @$db;
957
958 =head1 OO INTERFACE
959
960 In addition to the I<tie()> interface, you can also use a standard OO interface
961 to manipulate all aspects of DBM::Deep databases.  Each type of object (hash or
962 array) has its own methods, but both types share the following common methods:
963 C<put()>, C<get()>, C<exists()>, C<delete()> and C<clear()>.
964
965 =over
966
967 =item * new() / clone()
968
969 These are the constructor and copy-functions.
970
971 =item * put() / store()
972
973 Stores a new hash key/value pair, or sets an array element value.  Takes two
974 arguments, the hash key or array index, and the new value.  The value can be
975 a scalar, hash ref or array ref.  Returns true on success, false on failure.
976
977     $db->put("foo", "bar"); # for hashes
978     $db->put(1, "bar"); # for arrays
979
980 =item * get() / fetch()
981
982 Fetches the value of a hash key or array element.  Takes one argument: the hash
983 key or array index.  Returns a scalar, hash ref or array ref, depending on the
984 data type stored.
985
986     my $value = $db->get("foo"); # for hashes
987     my $value = $db->get(1); # for arrays
988
989 =item * exists()
990
991 Checks if a hash key or array index exists.  Takes one argument: the hash key
992 or array index.  Returns true if it exists, false if not.
993
994     if ($db->exists("foo")) { print "yay!\n"; } # for hashes
995     if ($db->exists(1)) { print "yay!\n"; } # for arrays
996
997 =item * delete()
998
999 Deletes one hash key/value pair or array element.  Takes one argument: the hash
1000 key or array index.  Returns true on success, false if not found.  For arrays,
1001 the remaining elements located after the deleted element are NOT moved over.
1002 The deleted element is essentially just undefined, which is exactly how Perl's
1003 internal arrays work.  Please note that the space occupied by the deleted
1004 key/value or element is B<not> reused again -- see L<UNUSED SPACE RECOVERY>
1005 below for details and workarounds.
1006
1007     $db->delete("foo"); # for hashes
1008     $db->delete(1); # for arrays
1009
1010 =item * clear()
1011
1012 Deletes B<all> hash keys or array elements.  Takes no arguments.  No return
1013 value.  Please note that the space occupied by the deleted keys/values or
1014 elements is B<not> reused again -- see L<UNUSED SPACE RECOVERY> below for
1015 details and workarounds.
1016
1017     $db->clear(); # hashes or arrays
1018
1019 =item * lock() / unlock()
1020
1021 q.v. Locking.
1022
1023 =item * optimize()
1024
1025 Recover lost disk space.
1026
1027 =item * import() / export()
1028
1029 Data going in and out.
1030
1031 =back
1032
1033 =head2 HASHES
1034
1035 For hashes, DBM::Deep supports all the common methods described above, and the
1036 following additional methods: C<first_key()> and C<next_key()>.
1037
1038 =over
1039
1040 =item * first_key()
1041
1042 Returns the "first" key in the hash.  As with built-in Perl hashes, keys are
1043 fetched in an undefined order (which appears random).  Takes no arguments,
1044 returns the key as a scalar value.
1045
1046     my $key = $db->first_key();
1047
1048 =item * next_key()
1049
1050 Returns the "next" key in the hash, given the previous one as the sole argument.
1051 Returns undef if there are no more keys to be fetched.
1052
1053     $key = $db->next_key($key);
1054
1055 =back
1056
1057 Here are some examples of using hashes:
1058
1059     my $db = DBM::Deep->new( "foo.db" );
1060
1061     $db->put("foo", "bar");
1062     print "foo: " . $db->get("foo") . "\n";
1063
1064     $db->put("baz", {}); # new child hash ref
1065     $db->get("baz")->put("buz", "biz");
1066     print "buz: " . $db->get("baz")->get("buz") . "\n";
1067
1068     my $key = $db->first_key();
1069     while ($key) {
1070         print "$key: " . $db->get($key) . "\n";
1071         $key = $db->next_key($key);
1072     }
1073
1074     if ($db->exists("foo")) { $db->delete("foo"); }
1075
1076 =head2 ARRAYS
1077
1078 For arrays, DBM::Deep supports all the common methods described above, and the
1079 following additional methods: C<length()>, C<push()>, C<pop()>, C<shift()>,
1080 C<unshift()> and C<splice()>.
1081
1082 =over
1083
1084 =item * length()
1085
1086 Returns the number of elements in the array.  Takes no arguments.
1087
1088     my $len = $db->length();
1089
1090 =item * push()
1091
1092 Adds one or more elements onto the end of the array.  Accepts scalars, hash
1093 refs or array refs.  No return value.
1094
1095     $db->push("foo", "bar", {});
1096
1097 =item * pop()
1098
1099 Fetches the last element in the array, and deletes it.  Takes no arguments.
1100 Returns undef if array is empty.  Returns the element value.
1101
1102     my $elem = $db->pop();
1103
1104 =item * shift()
1105
1106 Fetches the first element in the array, deletes it, then shifts all the
1107 remaining elements over to take up the space.  Returns the element value.  This
1108 method is not recommended with large arrays -- see L<LARGE ARRAYS> below for
1109 details.
1110
1111     my $elem = $db->shift();
1112
1113 =item * unshift()
1114
1115 Inserts one or more elements onto the beginning of the array, shifting all
1116 existing elements over to make room.  Accepts scalars, hash refs or array refs.
1117 No return value.  This method is not recommended with large arrays -- see
1118 <LARGE ARRAYS> below for details.
1119
1120     $db->unshift("foo", "bar", {});
1121
1122 =item * splice()
1123
1124 Performs exactly like Perl's built-in function of the same name.  See L<perldoc
1125 -f splice> for usage -- it is too complicated to document here.  This method is
1126 not recommended with large arrays -- see L<LARGE ARRAYS> below for details.
1127
1128 =back
1129
1130 Here are some examples of using arrays:
1131
1132     my $db = DBM::Deep->new(
1133         file => "foo.db",
1134         type => DBM::Deep->TYPE_ARRAY
1135     );
1136
1137     $db->push("bar", "baz");
1138     $db->unshift("foo");
1139     $db->put(3, "buz");
1140
1141     my $len = $db->length();
1142     print "length: $len\n"; # 4
1143
1144     for (my $k=0; $k<$len; $k++) {
1145         print "$k: " . $db->get($k) . "\n";
1146     }
1147
1148     $db->splice(1, 2, "biz", "baf");
1149
1150     while (my $elem = shift @$db) {
1151         print "shifted: $elem\n";
1152     }
1153
1154 =head1 LOCKING
1155
1156 Enable automatic file locking by passing a true value to the C<locking>
1157 parameter when constructing your DBM::Deep object (see L<SETUP> above).
1158
1159     my $db = DBM::Deep->new(
1160         file => "foo.db",
1161         locking => 1
1162     );
1163
1164 This causes DBM::Deep to C<flock()> the underlying filehandle with exclusive
1165 mode for writes, and shared mode for reads.  This is required if you have
1166 multiple processes accessing the same database file, to avoid file corruption.
1167 Please note that C<flock()> does NOT work for files over NFS.  See L<DB OVER
1168 NFS> below for more.
1169
1170 =head2 EXPLICIT LOCKING
1171
1172 You can explicitly lock a database, so it remains locked for multiple
1173 transactions.  This is done by calling the C<lock()> method, and passing an
1174 optional lock mode argument (defaults to exclusive mode).  This is particularly
1175 useful for things like counters, where the current value needs to be fetched,
1176 then incremented, then stored again.
1177
1178     $db->lock();
1179     my $counter = $db->get("counter");
1180     $counter++;
1181     $db->put("counter", $counter);
1182     $db->unlock();
1183
1184     # or...
1185
1186     $db->lock();
1187     $db->{counter}++;
1188     $db->unlock();
1189
1190 You can pass C<lock()> an optional argument, which specifies which mode to use
1191 (exclusive or shared).  Use one of these two constants: C<DBM::Deep-E<gt>LOCK_EX>
1192 or C<DBM::Deep-E<gt>LOCK_SH>.  These are passed directly to C<flock()>, and are the
1193 same as the constants defined in Perl's C<Fcntl> module.
1194
1195     $db->lock( DBM::Deep->LOCK_SH );
1196     # something here
1197     $db->unlock();
1198
1199 =head1 IMPORTING/EXPORTING
1200
1201 You can import existing complex structures by calling the C<import()> method,
1202 and export an entire database into an in-memory structure using the C<export()>
1203 method.  Both are examined here.
1204
1205 =head2 IMPORTING
1206
1207 Say you have an existing hash with nested hashes/arrays inside it.  Instead of
1208 walking the structure and adding keys/elements to the database as you go,
1209 simply pass a reference to the C<import()> method.  This recursively adds
1210 everything to an existing DBM::Deep object for you.  Here is an example:
1211
1212     my $struct = {
1213         key1 => "value1",
1214         key2 => "value2",
1215         array1 => [ "elem0", "elem1", "elem2" ],
1216         hash1 => {
1217             subkey1 => "subvalue1",
1218             subkey2 => "subvalue2"
1219         }
1220     };
1221
1222     my $db = DBM::Deep->new( "foo.db" );
1223     $db->import( $struct );
1224
1225     print $db->{key1} . "\n"; # prints "value1"
1226
1227 This recursively imports the entire C<$struct> object into C<$db>, including
1228 all nested hashes and arrays.  If the DBM::Deep object contains exsiting data,
1229 keys are merged with the existing ones, replacing if they already exist.
1230 The C<import()> method can be called on any database level (not just the base
1231 level), and works with both hash and array DB types.
1232
1233 B<Note:> Make sure your existing structure has no circular references in it.
1234 These will cause an infinite loop when importing.
1235
1236 =head2 EXPORTING
1237
1238 Calling the C<export()> method on an existing DBM::Deep object will return
1239 a reference to a new in-memory copy of the database.  The export is done
1240 recursively, so all nested hashes/arrays are all exported to standard Perl
1241 objects.  Here is an example:
1242
1243     my $db = DBM::Deep->new( "foo.db" );
1244
1245     $db->{key1} = "value1";
1246     $db->{key2} = "value2";
1247     $db->{hash1} = {};
1248     $db->{hash1}->{subkey1} = "subvalue1";
1249     $db->{hash1}->{subkey2} = "subvalue2";
1250
1251     my $struct = $db->export();
1252
1253     print $struct->{key1} . "\n"; # prints "value1"
1254
1255 This makes a complete copy of the database in memory, and returns a reference
1256 to it.  The C<export()> method can be called on any database level (not just
1257 the base level), and works with both hash and array DB types.  Be careful of
1258 large databases -- you can store a lot more data in a DBM::Deep object than an
1259 in-memory Perl structure.
1260
1261 B<Note:> Make sure your database has no circular references in it.
1262 These will cause an infinite loop when exporting.
1263
1264 =head1 FILTERS
1265
1266 DBM::Deep has a number of hooks where you can specify your own Perl function
1267 to perform filtering on incoming or outgoing data.  This is a perfect
1268 way to extend the engine, and implement things like real-time compression or
1269 encryption.  Filtering applies to the base DB level, and all child hashes /
1270 arrays.  Filter hooks can be specified when your DBM::Deep object is first
1271 constructed, or by calling the C<set_filter()> method at any time.  There are
1272 four available filter hooks, described below:
1273
1274 =over
1275
1276 =item * filter_store_key
1277
1278 This filter is called whenever a hash key is stored.  It
1279 is passed the incoming key, and expected to return a transformed key.
1280
1281 =item * filter_store_value
1282
1283 This filter is called whenever a hash key or array element is stored.  It
1284 is passed the incoming value, and expected to return a transformed value.
1285
1286 =item * filter_fetch_key
1287
1288 This filter is called whenever a hash key is fetched (i.e. via
1289 C<first_key()> or C<next_key()>).  It is passed the transformed key,
1290 and expected to return the plain key.
1291
1292 =item * filter_fetch_value
1293
1294 This filter is called whenever a hash key or array element is fetched.
1295 It is passed the transformed value, and expected to return the plain value.
1296
1297 =back
1298
1299 Here are the two ways to setup a filter hook:
1300
1301     my $db = DBM::Deep->new(
1302         file => "foo.db",
1303         filter_store_value => \&my_filter_store,
1304         filter_fetch_value => \&my_filter_fetch
1305     );
1306
1307     # or...
1308
1309     $db->set_filter( "filter_store_value", \&my_filter_store );
1310     $db->set_filter( "filter_fetch_value", \&my_filter_fetch );
1311
1312 Your filter function will be called only when dealing with SCALAR keys or
1313 values.  When nested hashes and arrays are being stored/fetched, filtering
1314 is bypassed.  Filters are called as static functions, passed a single SCALAR
1315 argument, and expected to return a single SCALAR value.  If you want to
1316 remove a filter, set the function reference to C<undef>:
1317
1318     $db->set_filter( "filter_store_value", undef );
1319
1320 =head2 REAL-TIME ENCRYPTION EXAMPLE
1321
1322 Here is a working example that uses the I<Crypt::Blowfish> module to
1323 do real-time encryption / decryption of keys & values with DBM::Deep Filters.
1324 Please visit L<http://search.cpan.org/search?module=Crypt::Blowfish> for more
1325 on I<Crypt::Blowfish>.  You'll also need the I<Crypt::CBC> module.
1326
1327     use DBM::Deep;
1328     use Crypt::Blowfish;
1329     use Crypt::CBC;
1330
1331     my $cipher = Crypt::CBC->new({
1332         'key'             => 'my secret key',
1333         'cipher'          => 'Blowfish',
1334         'iv'              => '$KJh#(}q',
1335         'regenerate_key'  => 0,
1336         'padding'         => 'space',
1337         'prepend_iv'      => 0
1338     });
1339
1340     my $db = DBM::Deep->new(
1341         file => "foo-encrypt.db",
1342         filter_store_key => \&my_encrypt,
1343         filter_store_value => \&my_encrypt,
1344         filter_fetch_key => \&my_decrypt,
1345         filter_fetch_value => \&my_decrypt,
1346     );
1347
1348     $db->{key1} = "value1";
1349     $db->{key2} = "value2";
1350     print "key1: " . $db->{key1} . "\n";
1351     print "key2: " . $db->{key2} . "\n";
1352
1353     undef $db;
1354     exit;
1355
1356     sub my_encrypt {
1357         return $cipher->encrypt( $_[0] );
1358     }
1359     sub my_decrypt {
1360         return $cipher->decrypt( $_[0] );
1361     }
1362
1363 =head2 REAL-TIME COMPRESSION EXAMPLE
1364
1365 Here is a working example that uses the I<Compress::Zlib> module to do real-time
1366 compression / decompression of keys & values with DBM::Deep Filters.
1367 Please visit L<http://search.cpan.org/search?module=Compress::Zlib> for
1368 more on I<Compress::Zlib>.
1369
1370     use DBM::Deep;
1371     use Compress::Zlib;
1372
1373     my $db = DBM::Deep->new(
1374         file => "foo-compress.db",
1375         filter_store_key => \&my_compress,
1376         filter_store_value => \&my_compress,
1377         filter_fetch_key => \&my_decompress,
1378         filter_fetch_value => \&my_decompress,
1379     );
1380
1381     $db->{key1} = "value1";
1382     $db->{key2} = "value2";
1383     print "key1: " . $db->{key1} . "\n";
1384     print "key2: " . $db->{key2} . "\n";
1385
1386     undef $db;
1387     exit;
1388
1389     sub my_compress {
1390         return Compress::Zlib::memGzip( $_[0] ) ;
1391     }
1392     sub my_decompress {
1393         return Compress::Zlib::memGunzip( $_[0] ) ;
1394     }
1395
1396 B<Note:> Filtering of keys only applies to hashes.  Array "keys" are
1397 actually numerical index numbers, and are not filtered.
1398
1399 =head1 ERROR HANDLING
1400
1401 Most DBM::Deep methods return a true value for success, and call die() on
1402 failure.  You can wrap calls in an eval block to catch the die.
1403
1404     my $db = DBM::Deep->new( "foo.db" ); # create hash
1405     eval { $db->push("foo"); }; # ILLEGAL -- push is array-only call
1406
1407     print $@;           # prints error message
1408
1409 =head1 LARGEFILE SUPPORT
1410
1411 If you have a 64-bit system, and your Perl is compiled with both LARGEFILE
1412 and 64-bit support, you I<may> be able to create databases larger than 2 GB.
1413 DBM::Deep by default uses 32-bit file offset tags, but these can be changed
1414 by specifying the 'pack_size' parameter when constructing the file.
1415
1416     DBM::Deep->new(
1417         filename => $filename,
1418         pack_size => 'large',
1419     );
1420
1421 This tells DBM::Deep to pack all file offsets with 8-byte (64-bit) quad words
1422 instead of 32-bit longs.  After setting these values your DB files have a
1423 theoretical maximum size of 16 XB (exabytes).
1424
1425 You can also use C<pack_size =E<gt> 'small'> in order to use 16-bit file
1426 offsets.
1427
1428 B<Note:> Changing these values will B<NOT> work for existing database files.
1429 Only change this for new files. Once the value has been set, it is stored in
1430 the file's header and cannot be changed for the life of the file. These
1431 parameters are per-file, meaning you can access 32-bit and 64-bit files, as
1432 you chose.
1433
1434 B<Note:> We have not personally tested files larger than 2 GB -- all my
1435 systems have only a 32-bit Perl.  However, I have received user reports that
1436 this does indeed work!
1437
1438 =head1 LOW-LEVEL ACCESS
1439
1440 If you require low-level access to the underlying filehandle that DBM::Deep uses,
1441 you can call the C<_fh()> method, which returns the handle:
1442
1443     my $fh = $db->_fh();
1444
1445 This method can be called on the root level of the datbase, or any child
1446 hashes or arrays.  All levels share a I<root> structure, which contains things
1447 like the filehandle, a reference counter, and all the options specified
1448 when you created the object.  You can get access to this file object by
1449 calling the C<_fileobj()> method.
1450
1451     my $file_obj = $db->_fileobj();
1452
1453 This is useful for changing options after the object has already been created,
1454 such as enabling/disabling locking.  You can also store your own temporary user
1455 data in this structure (be wary of name collision), which is then accessible from
1456 any child hash or array.
1457
1458 =head1 CUSTOM DIGEST ALGORITHM
1459
1460 DBM::Deep by default uses the I<Message Digest 5> (MD5) algorithm for hashing
1461 keys.  However you can override this, and use another algorithm (such as SHA-256)
1462 or even write your own.  But please note that DBM::Deep currently expects zero
1463 collisions, so your algorithm has to be I<perfect>, so to speak. Collision
1464 detection may be introduced in a later version.
1465
1466 You can specify a custom digest algorithm by passing it into the parameter
1467 list for new(), passing a reference to a subroutine as the 'digest' parameter,
1468 and the length of the algorithm's hashes (in bytes) as the 'hash_size'
1469 parameter. Here is a working example that uses a 256-bit hash from the
1470 I<Digest::SHA256> module.  Please see
1471 L<http://search.cpan.org/search?module=Digest::SHA256> for more information.
1472
1473     use DBM::Deep;
1474     use Digest::SHA256;
1475
1476     my $context = Digest::SHA256::new(256);
1477
1478     my $db = DBM::Deep->new(
1479         filename => "foo-sha.db",
1480         digest => \&my_digest,
1481         hash_size => 32,
1482     );
1483
1484     $db->{key1} = "value1";
1485     $db->{key2} = "value2";
1486     print "key1: " . $db->{key1} . "\n";
1487     print "key2: " . $db->{key2} . "\n";
1488
1489     undef $db;
1490     exit;
1491
1492     sub my_digest {
1493         return substr( $context->hash($_[0]), 0, 32 );
1494     }
1495
1496 B<Note:> Your returned digest strings must be B<EXACTLY> the number
1497 of bytes you specify in the hash_size parameter (in this case 32).
1498
1499 B<Note:> If you do choose to use a custom digest algorithm, you must set it
1500 every time you access this file. Otherwise, the default (MD5) will be used.
1501
1502 =head1 CIRCULAR REFERENCES
1503
1504 DBM::Deep has B<experimental> support for circular references.  Meaning you
1505 can have a nested hash key or array element that points to a parent object.
1506 This relationship is stored in the DB file, and is preserved between sessions.
1507 Here is an example:
1508
1509     my $db = DBM::Deep->new( "foo.db" );
1510
1511     $db->{foo} = "bar";
1512     $db->{circle} = $db; # ref to self
1513
1514     print $db->{foo} . "\n"; # prints "bar"
1515     print $db->{circle}->{foo} . "\n"; # prints "bar" again
1516
1517 B<Note>: Passing the object to a function that recursively walks the
1518 object tree (such as I<Data::Dumper> or even the built-in C<optimize()> or
1519 C<export()> methods) will result in an infinite loop. This will be fixed in
1520 a future release.
1521
1522 =head1 CAVEATS / ISSUES / BUGS
1523
1524 This section describes all the known issues with DBM::Deep.  It you have found
1525 something that is not listed here, please send e-mail to L<jhuckaby@cpan.org>.
1526
1527 =head2 UNUSED SPACE RECOVERY
1528
1529 One major caveat with DBM::Deep is that space occupied by existing keys and
1530 values is not recovered when they are deleted.  Meaning if you keep deleting
1531 and adding new keys, your file will continuously grow.  I am working on this,
1532 but in the meantime you can call the built-in C<optimize()> method from time to
1533 time (perhaps in a crontab or something) to recover all your unused space.
1534
1535     $db->optimize(); # returns true on success
1536
1537 This rebuilds the ENTIRE database into a new file, then moves it on top of
1538 the original.  The new file will have no unused space, thus it will take up as
1539 little disk space as possible.  Please note that this operation can take
1540 a long time for large files, and you need enough disk space to temporarily hold
1541 2 copies of your DB file.  The temporary file is created in the same directory
1542 as the original, named with a ".tmp" extension, and is deleted when the
1543 operation completes.  Oh, and if locking is enabled, the DB is automatically
1544 locked for the entire duration of the copy.
1545
1546 B<WARNING:> Only call optimize() on the top-level node of the database, and
1547 make sure there are no child references lying around.  DBM::Deep keeps a reference
1548 counter, and if it is greater than 1, optimize() will abort and return undef.
1549
1550 =head2 REFERENCES
1551
1552 (The reasons given assume a high level of Perl understanding, specifically of
1553 references. You can safely skip this section.)
1554
1555 Currently, the only references supported are HASH and ARRAY. The other reference
1556 types (SCALAR, CODE, GLOB, and REF) cannot be supported for various reasons.
1557
1558 =over 4
1559
1560 =item * GLOB
1561
1562 These are things like filehandles and other sockets. They can't be supported
1563 because it's completely unclear how DBM::Deep should serialize them.
1564
1565 =item * SCALAR / REF
1566
1567 The discussion here refers to the following type of example:
1568
1569   my $x = 25;
1570   $db->{key1} = \$x;
1571
1572   $x = 50;
1573
1574   # In some other process ...
1575
1576   my $val = ${ $db->{key1} };
1577
1578   is( $val, 50, "What actually gets stored in the DB file?" );
1579
1580 The problem is one of synchronization. When the variable being referred to
1581 changes value, the reference isn't notified. This means that the new value won't
1582 be stored in the datafile for other processes to read. There is no TIEREF.
1583
1584 It is theoretically possible to store references to values already within a
1585 DBM::Deep object because everything already is synchronized, but the change to
1586 the internals would be quite large. Specifically, DBM::Deep would have to tie
1587 every single value that is stored. This would bloat the RAM footprint of
1588 DBM::Deep at least twofold (if not more) and be a significant performance drain,
1589 all to support a feature that has never been requested.
1590
1591 =item * CODE
1592
1593 L<http://search.cpan.org/search?module=Data::Dump::Streamer> provides a
1594 mechanism for serializing coderefs, including saving off all closure state.
1595 However, just as for SCALAR and REF, that closure state may change without
1596 notifying the DBM::Deep object storing the reference.
1597
1598 =back
1599
1600 =head2 FILE CORRUPTION
1601
1602 The current level of error handling in DBM::Deep is minimal.  Files I<are> checked
1603 for a 32-bit signature when opened, but other corruption in files can cause
1604 segmentation faults.  DBM::Deep may try to seek() past the end of a file, or get
1605 stuck in an infinite loop depending on the level of corruption.  File write
1606 operations are not checked for failure (for speed), so if you happen to run
1607 out of disk space, DBM::Deep will probably fail in a bad way.  These things will
1608 be addressed in a later version of DBM::Deep.
1609
1610 =head2 DB OVER NFS
1611
1612 Beware of using DB files over NFS.  DBM::Deep uses flock(), which works well on local
1613 filesystems, but will NOT protect you from file corruption over NFS.  I've heard
1614 about setting up your NFS server with a locking daemon, then using lockf() to
1615 lock your files, but your mileage may vary there as well.  From what I
1616 understand, there is no real way to do it.  However, if you need access to the
1617 underlying filehandle in DBM::Deep for using some other kind of locking scheme like
1618 lockf(), see the L<LOW-LEVEL ACCESS> section above.
1619
1620 =head2 COPYING OBJECTS
1621
1622 Beware of copying tied objects in Perl.  Very strange things can happen.
1623 Instead, use DBM::Deep's C<clone()> method which safely copies the object and
1624 returns a new, blessed, tied hash or array to the same level in the DB.
1625
1626     my $copy = $db->clone();
1627
1628 B<Note>: Since clone() here is cloning the object, not the database location, any
1629 modifications to either $db or $copy will be visible in both.
1630
1631 =head2 LARGE ARRAYS
1632
1633 Beware of using C<shift()>, C<unshift()> or C<splice()> with large arrays.
1634 These functions cause every element in the array to move, which can be murder
1635 on DBM::Deep, as every element has to be fetched from disk, then stored again in
1636 a different location.  This will be addressed in the forthcoming version 1.00.
1637
1638 =head2 WRITEONLY FILES
1639
1640 If you pass in a filehandle to new(), you may have opened it in either a readonly or
1641 writeonly mode. STORE will verify that the filehandle is writable. However, there
1642 doesn't seem to be a good way to determine if a filehandle is readable. And, if the
1643 filehandle isn't readable, it's not clear what will happen. So, don't do that.
1644
1645 =head1 PERFORMANCE
1646
1647 This section discusses DBM::Deep's speed and memory usage.
1648
1649 =head2 SPEED
1650
1651 Obviously, DBM::Deep isn't going to be as fast as some C-based DBMs, such as
1652 the almighty I<BerkeleyDB>.  But it makes up for it in features like true
1653 multi-level hash/array support, and cross-platform FTPable files.  Even so,
1654 DBM::Deep is still pretty fast, and the speed stays fairly consistent, even
1655 with huge databases.  Here is some test data:
1656
1657     Adding 1,000,000 keys to new DB file...
1658
1659     At 100 keys, avg. speed is 2,703 keys/sec
1660     At 200 keys, avg. speed is 2,642 keys/sec
1661     At 300 keys, avg. speed is 2,598 keys/sec
1662     At 400 keys, avg. speed is 2,578 keys/sec
1663     At 500 keys, avg. speed is 2,722 keys/sec
1664     At 600 keys, avg. speed is 2,628 keys/sec
1665     At 700 keys, avg. speed is 2,700 keys/sec
1666     At 800 keys, avg. speed is 2,607 keys/sec
1667     At 900 keys, avg. speed is 2,190 keys/sec
1668     At 1,000 keys, avg. speed is 2,570 keys/sec
1669     At 2,000 keys, avg. speed is 2,417 keys/sec
1670     At 3,000 keys, avg. speed is 1,982 keys/sec
1671     At 4,000 keys, avg. speed is 1,568 keys/sec
1672     At 5,000 keys, avg. speed is 1,533 keys/sec
1673     At 6,000 keys, avg. speed is 1,787 keys/sec
1674     At 7,000 keys, avg. speed is 1,977 keys/sec
1675     At 8,000 keys, avg. speed is 2,028 keys/sec
1676     At 9,000 keys, avg. speed is 2,077 keys/sec
1677     At 10,000 keys, avg. speed is 2,031 keys/sec
1678     At 20,000 keys, avg. speed is 1,970 keys/sec
1679     At 30,000 keys, avg. speed is 2,050 keys/sec
1680     At 40,000 keys, avg. speed is 2,073 keys/sec
1681     At 50,000 keys, avg. speed is 1,973 keys/sec
1682     At 60,000 keys, avg. speed is 1,914 keys/sec
1683     At 70,000 keys, avg. speed is 2,091 keys/sec
1684     At 80,000 keys, avg. speed is 2,103 keys/sec
1685     At 90,000 keys, avg. speed is 1,886 keys/sec
1686     At 100,000 keys, avg. speed is 1,970 keys/sec
1687     At 200,000 keys, avg. speed is 2,053 keys/sec
1688     At 300,000 keys, avg. speed is 1,697 keys/sec
1689     At 400,000 keys, avg. speed is 1,838 keys/sec
1690     At 500,000 keys, avg. speed is 1,941 keys/sec
1691     At 600,000 keys, avg. speed is 1,930 keys/sec
1692     At 700,000 keys, avg. speed is 1,735 keys/sec
1693     At 800,000 keys, avg. speed is 1,795 keys/sec
1694     At 900,000 keys, avg. speed is 1,221 keys/sec
1695     At 1,000,000 keys, avg. speed is 1,077 keys/sec
1696
1697 This test was performed on a PowerMac G4 1gHz running Mac OS X 10.3.2 & Perl
1698 5.8.1, with an 80GB Ultra ATA/100 HD spinning at 7200RPM.  The hash keys and
1699 values were between 6 - 12 chars in length.  The DB file ended up at 210MB.
1700 Run time was 12 min 3 sec.
1701
1702 =head2 MEMORY USAGE
1703
1704 One of the great things about DBM::Deep is that it uses very little memory.
1705 Even with huge databases (1,000,000+ keys) you will not see much increased
1706 memory on your process.  DBM::Deep relies solely on the filesystem for storing
1707 and fetching data.  Here is output from I</usr/bin/top> before even opening a
1708 database handle:
1709
1710       PID USER     PRI  NI  SIZE  RSS SHARE STAT %CPU %MEM   TIME COMMAND
1711     22831 root      11   0  2716 2716  1296 R     0.0  0.2   0:07 perl
1712
1713 Basically the process is taking 2,716K of memory.  And here is the same
1714 process after storing and fetching 1,000,000 keys:
1715
1716       PID USER     PRI  NI  SIZE  RSS SHARE STAT %CPU %MEM   TIME COMMAND
1717     22831 root      14   0  2772 2772  1328 R     0.0  0.2  13:32 perl
1718
1719 Notice the memory usage increased by only 56K.  Test was performed on a 700mHz
1720 x86 box running Linux RedHat 7.2 & Perl 5.6.1.
1721
1722 =head1 DB FILE FORMAT
1723
1724 In case you were interested in the underlying DB file format, it is documented
1725 here in this section.  You don't need to know this to use the module, it's just
1726 included for reference.
1727
1728 =head2 SIGNATURE
1729
1730 DBM::Deep files always start with a 32-bit signature to identify the file type.
1731 This is at offset 0.  The signature is "DPDB" in network byte order.  This is
1732 checked for when the file is opened and an error will be thrown if it's not found.
1733
1734 =head2 TAG
1735
1736 The DBM::Deep file is in a I<tagged format>, meaning each section of the file
1737 has a standard header containing the type of data, the length of data, and then
1738 the data itself.  The type is a single character (1 byte), the length is a
1739 32-bit unsigned long in network byte order, and the data is, well, the data.
1740 Here is how it unfolds:
1741
1742 =head2 MASTER INDEX
1743
1744 Immediately after the 32-bit file signature is the I<Master Index> record.
1745 This is a standard tag header followed by 1024 bytes (in 32-bit mode) or 2048
1746 bytes (in 64-bit mode) of data.  The type is I<H> for hash or I<A> for array,
1747 depending on how the DBM::Deep object was constructed.
1748
1749 The index works by looking at a I<MD5 Hash> of the hash key (or array index
1750 number).  The first 8-bit char of the MD5 signature is the offset into the
1751 index, multipled by 4 in 32-bit mode, or 8 in 64-bit mode.  The value of the
1752 index element is a file offset of the next tag for the key/element in question,
1753 which is usually a I<Bucket List> tag (see below).
1754
1755 The next tag I<could> be another index, depending on how many keys/elements
1756 exist.  See L<RE-INDEXING> below for details.
1757
1758 =head2 BUCKET LIST
1759
1760 A I<Bucket List> is a collection of 16 MD5 hashes for keys/elements, plus
1761 file offsets to where the actual data is stored.  It starts with a standard
1762 tag header, with type I<B>, and a data size of 320 bytes in 32-bit mode, or
1763 384 bytes in 64-bit mode.  Each MD5 hash is stored in full (16 bytes), plus
1764 the 32-bit or 64-bit file offset for the I<Bucket> containing the actual data.
1765 When the list fills up, a I<Re-Index> operation is performed (See
1766 L<RE-INDEXING> below).
1767
1768 =head2 BUCKET
1769
1770 A I<Bucket> is a tag containing a key/value pair (in hash mode), or a
1771 index/value pair (in array mode).  It starts with a standard tag header with
1772 type I<D> for scalar data (string, binary, etc.), or it could be a nested
1773 hash (type I<H>) or array (type I<A>).  The value comes just after the tag
1774 header.  The size reported in the tag header is only for the value, but then,
1775 just after the value is another size (32-bit unsigned long) and then the plain
1776 key itself.  Since the value is likely to be fetched more often than the plain
1777 key, I figured it would be I<slightly> faster to store the value first.
1778
1779 If the type is I<H> (hash) or I<A> (array), the value is another I<Master Index>
1780 record for the nested structure, where the process begins all over again.
1781
1782 =head2 RE-INDEXING
1783
1784 After a I<Bucket List> grows to 16 records, its allocated space in the file is
1785 exhausted.  Then, when another key/element comes in, the list is converted to a
1786 new index record.  However, this index will look at the next char in the MD5
1787 hash, and arrange new Bucket List pointers accordingly.  This process is called
1788 I<Re-Indexing>.  Basically, a new index tag is created at the file EOF, and all
1789 17 (16 + new one) keys/elements are removed from the old Bucket List and
1790 inserted into the new index.  Several new Bucket Lists are created in the
1791 process, as a new MD5 char from the key is being examined (it is unlikely that
1792 the keys will all share the same next char of their MD5s).
1793
1794 Because of the way the I<MD5> algorithm works, it is impossible to tell exactly
1795 when the Bucket Lists will turn into indexes, but the first round tends to
1796 happen right around 4,000 keys.  You will see a I<slight> decrease in
1797 performance here, but it picks back up pretty quick (see L<SPEED> above).  Then
1798 it takes B<a lot> more keys to exhaust the next level of Bucket Lists.  It's
1799 right around 900,000 keys.  This process can continue nearly indefinitely --
1800 right up until the point the I<MD5> signatures start colliding with each other,
1801 and this is B<EXTREMELY> rare -- like winning the lottery 5 times in a row AND
1802 getting struck by lightning while you are walking to cash in your tickets.
1803 Theoretically, since I<MD5> hashes are 128-bit values, you I<could> have up to
1804 340,282,366,921,000,000,000,000,000,000,000,000,000 keys/elements (I believe
1805 this is 340 unodecillion, but don't quote me).
1806
1807 =head2 STORING
1808
1809 When a new key/element is stored, the key (or index number) is first run through
1810 I<Digest::MD5> to get a 128-bit signature (example, in hex:
1811 b05783b0773d894396d475ced9d2f4f6).  Then, the I<Master Index> record is checked
1812 for the first char of the signature (in this case I<b0>).  If it does not exist,
1813 a new I<Bucket List> is created for our key (and the next 15 future keys that
1814 happen to also have I<b> as their first MD5 char).  The entire MD5 is written
1815 to the I<Bucket List> along with the offset of the new I<Bucket> record (EOF at
1816 this point, unless we are replacing an existing I<Bucket>), where the actual
1817 data will be stored.
1818
1819 =head2 FETCHING
1820
1821 Fetching an existing key/element involves getting a I<Digest::MD5> of the key
1822 (or index number), then walking along the indexes.  If there are enough
1823 keys/elements in this DB level, there might be nested indexes, each linked to
1824 a particular char of the MD5.  Finally, a I<Bucket List> is pointed to, which
1825 contains up to 16 full MD5 hashes.  Each is checked for equality to the key in
1826 question.  If we found a match, the I<Bucket> tag is loaded, where the value and
1827 plain key are stored.
1828
1829 Fetching the plain key occurs when calling the I<first_key()> and I<next_key()>
1830 methods.  In this process the indexes are walked systematically, and each key
1831 fetched in increasing MD5 order (which is why it appears random).   Once the
1832 I<Bucket> is found, the value is skipped and the plain key returned instead.
1833 B<Note:> Do not count on keys being fetched as if the MD5 hashes were
1834 alphabetically sorted.  This only happens on an index-level -- as soon as the
1835 I<Bucket Lists> are hit, the keys will come out in the order they went in --
1836 so it's pretty much undefined how the keys will come out -- just like Perl's
1837 built-in hashes.
1838
1839 =head1 CODE COVERAGE
1840
1841 We use B<Devel::Cover> to test the code coverage of our tests, below is the
1842 B<Devel::Cover> report on this module's test suite.
1843
1844   ----------------------------------- ------ ------ ------ ------ ------ ------
1845   File                                  stmt   bran   cond    sub   time  total
1846   ----------------------------------- ------ ------ ------ ------ ------ ------
1847   blib/lib/DBM/Deep.pm                  94.9   80.6   73.0  100.0   37.9   90.4
1848   blib/lib/DBM/Deep/Array.pm           100.0   91.1  100.0  100.0   18.2   98.1
1849   blib/lib/DBM/Deep/Engine.pm           98.9   87.3   80.0  100.0   34.2   95.2
1850   blib/lib/DBM/Deep/Hash.pm            100.0   87.5  100.0  100.0    9.7   97.3
1851   Total                                 97.9   85.9   79.7  100.0  100.0   94.3
1852   ----------------------------------- ------ ------ ------ ------ ------ ------
1853
1854 =head1 MORE INFORMATION
1855
1856 Check out the DBM::Deep Google Group at L<http://groups.google.com/group/DBM-Deep>
1857 or send email to L<DBM-Deep@googlegroups.com>.
1858
1859 =head1 AUTHORS
1860
1861 Joseph Huckaby, L<jhuckaby@cpan.org>
1862
1863 Rob Kinyon, L<rkinyon@cpan.org>
1864
1865 Special thanks to Adam Sah and Rich Gaushell!  You know why :-)
1866
1867 =head1 SEE ALSO
1868
1869 perltie(1), Tie::Hash(3), Digest::MD5(3), Fcntl(3), flock(2), lockf(3), nfs(5),
1870 Digest::SHA256(3), Crypt::Blowfish(3), Compress::Zlib(3)
1871
1872 =head1 LICENSE
1873
1874 Copyright (c) 2002-2006 Joseph Huckaby.  All Rights Reserved.
1875 This is free software, you may use it and distribute it under the
1876 same terms as Perl itself.
1877
1878 =cut