Created tag_size() and am converting create_tag() calls to use _request_space()
[dbsrgits/DBM-Deep.git] / lib / DBM / Deep.pm
1 package DBM::Deep;
2
3 ##
4 # DBM::Deep
5 #
6 # Description:
7 #    Multi-level database module for storing hash trees, arrays and simple
8 #    key/value pairs into FTP-able, cross-platform binary database files.
9 #
10 #    Type `perldoc DBM::Deep` for complete documentation.
11 #
12 # Usage Examples:
13 #    my %db;
14 #    tie %db, 'DBM::Deep', 'my_database.db'; # standard tie() method
15 #
16 #    my $db = new DBM::Deep( 'my_database.db' ); # preferred OO method
17 #
18 #    $db->{my_scalar} = 'hello world';
19 #    $db->{my_hash} = { larry => 'genius', hashes => 'fast' };
20 #    $db->{my_array} = [ 1, 2, 3, time() ];
21 #    $db->{my_complex} = [ 'hello', { perl => 'rules' }, 42, 99 ];
22 #    push @{$db->{my_array}}, 'another value';
23 #    my @key_list = keys %{$db->{my_hash}};
24 #    print "This module " . $db->{my_complex}->[1]->{perl} . "!\n";
25 #
26 # Copyright:
27 #    (c) 2002-2006 Joseph Huckaby.  All Rights Reserved.
28 #    This program is free software; you can redistribute it and/or
29 #    modify it under the same terms as Perl itself.
30 ##
31
32 use strict;
33
34 use Fcntl qw( :DEFAULT :flock :seek );
35 use Digest::MD5 ();
36 use Scalar::Util ();
37
38 use DBM::Deep::Engine;
39
40 use vars qw( $VERSION );
41 $VERSION = q(0.99_01);
42
43 ##
44 # Setup constants for users to pass to new()
45 ##
46 sub TYPE_HASH   () { DBM::Deep::Engine->SIG_HASH   }
47 sub TYPE_ARRAY  () { DBM::Deep::Engine->SIG_ARRAY  }
48
49 sub _get_args {
50     my $proto = shift;
51
52     my $args;
53     if (scalar(@_) > 1) {
54         if ( @_ % 2 ) {
55             $proto->_throw_error( "Odd number of parameters to " . (caller(1))[2] );
56         }
57         $args = {@_};
58     }
59     elsif ( ref $_[0] ) {
60         unless ( eval { local $SIG{'__DIE__'}; %{$_[0]} || 1 } ) {
61             $proto->_throw_error( "Not a hashref in args to " . (caller(1))[2] );
62         }
63         $args = $_[0];
64     }
65     else {
66         $args = { file => shift };
67     }
68
69     return $args;
70 }
71
72 sub new {
73     ##
74     # Class constructor method for Perl OO interface.
75     # Calls tie() and returns blessed reference to tied hash or array,
76     # providing a hybrid OO/tie interface.
77     ##
78     my $class = shift;
79     my $args = $class->_get_args( @_ );
80
81     ##
82     # Check if we want a tied hash or array.
83     ##
84     my $self;
85     if (defined($args->{type}) && $args->{type} eq TYPE_ARRAY) {
86         $class = 'DBM::Deep::Array';
87         require DBM::Deep::Array;
88         tie @$self, $class, %$args;
89     }
90     else {
91         $class = 'DBM::Deep::Hash';
92         require DBM::Deep::Hash;
93         tie %$self, $class, %$args;
94     }
95
96     return bless $self, $class;
97 }
98
99 sub _init {
100     ##
101     # Setup $self and bless into this class.
102     ##
103     my $class = shift;
104     my ($args) = @_;
105
106     # These are the defaults to be optionally overridden below
107     my $self = bless {
108         type        => TYPE_HASH,
109         engine      => DBM::Deep::Engine->new,
110         base_offset => undef,
111     }, $class;
112
113     foreach my $param ( keys %$self ) {
114         next unless exists $args->{$param};
115         $self->{$param} = delete $args->{$param}
116     }
117
118     # locking implicitly enables autoflush
119     if ($args->{locking}) { $args->{autoflush} = 1; }
120
121     $self->{root} = exists $args->{root}
122         ? $args->{root}
123         : DBM::Deep::_::Root->new( $args );
124
125     $self->{engine}->setup_fh( $self );
126
127     return $self;
128 }
129
130 sub TIEHASH {
131     shift;
132     require DBM::Deep::Hash;
133     return DBM::Deep::Hash->TIEHASH( @_ );
134 }
135
136 sub TIEARRAY {
137     shift;
138     require DBM::Deep::Array;
139     return DBM::Deep::Array->TIEARRAY( @_ );
140 }
141
142 #XXX Unneeded now ...
143 #sub DESTROY {
144 #}
145
146 sub lock {
147     ##
148     # If db locking is set, flock() the db file.  If called multiple
149     # times before unlock(), then the same number of unlocks() must
150     # be called before the lock is released.
151     ##
152     my $self = shift->_get_self;
153     my ($type) = @_;
154     $type = LOCK_EX unless defined $type;
155
156     if (!defined($self->_fh)) { return; }
157
158     if ($self->_root->{locking}) {
159         if (!$self->_root->{locked}) {
160             flock($self->_fh, $type);
161
162             # refresh end counter in case file has changed size
163             my @stats = stat($self->_fh);
164             $self->_root->{end} = $stats[7];
165
166             # double-check file inode, in case another process
167             # has optimize()d our file while we were waiting.
168             if ($stats[1] != $self->_root->{inode}) {
169                 $self->{engine}->close_fh( $self );
170                 $self->{engine}->setup_fh( $self );
171                 flock($self->_fh, $type); # re-lock
172
173                 # This may not be necessary after re-opening
174                 $self->_root->{end} = (stat($self->_fh))[7]; # re-end
175             }
176         }
177         $self->_root->{locked}++;
178
179         return 1;
180     }
181
182     return;
183 }
184
185 sub unlock {
186     ##
187     # If db locking is set, unlock the db file.  See note in lock()
188     # regarding calling lock() multiple times.
189     ##
190     my $self = shift->_get_self;
191
192     if (!defined($self->_fh)) { return; }
193
194     if ($self->_root->{locking} && $self->_root->{locked} > 0) {
195         $self->_root->{locked}--;
196         if (!$self->_root->{locked}) { flock($self->_fh, LOCK_UN); }
197
198         return 1;
199     }
200
201     return;
202 }
203
204 sub _copy_value {
205     my $self = shift->_get_self;
206     my ($spot, $value) = @_;
207
208     if ( !ref $value ) {
209         ${$spot} = $value;
210     }
211     elsif ( eval { local $SIG{__DIE__}; $value->isa( 'DBM::Deep' ) } ) {
212         my $type = $value->_type;
213         ${$spot} = $type eq TYPE_HASH ? {} : [];
214         $value->_copy_node( ${$spot} );
215     }
216     else {
217         my $r = Scalar::Util::reftype( $value );
218         my $c = Scalar::Util::blessed( $value );
219         if ( $r eq 'ARRAY' ) {
220             ${$spot} = [ @{$value} ];
221         }
222         else {
223             ${$spot} = { %{$value} };
224         }
225         ${$spot} = bless ${$spot}, $c
226             if defined $c;
227     }
228
229     return 1;
230 }
231
232 sub _copy_node {
233     ##
234     # Copy single level of keys or elements to new DB handle.
235     # Recurse for nested structures
236     ##
237     my $self = shift->_get_self;
238     my ($db_temp) = @_;
239
240     if ($self->_type eq TYPE_HASH) {
241         my $key = $self->first_key();
242         while ($key) {
243             my $value = $self->get($key);
244             $self->_copy_value( \$db_temp->{$key}, $value );
245             $key = $self->next_key($key);
246         }
247     }
248     else {
249         my $length = $self->length();
250         for (my $index = 0; $index < $length; $index++) {
251             my $value = $self->get($index);
252             $self->_copy_value( \$db_temp->[$index], $value );
253         }
254     }
255
256     return 1;
257 }
258
259 sub export {
260     ##
261     # Recursively export into standard Perl hashes and arrays.
262     ##
263     my $self = shift->_get_self;
264
265     my $temp;
266     if ($self->_type eq TYPE_HASH) { $temp = {}; }
267     elsif ($self->_type eq TYPE_ARRAY) { $temp = []; }
268
269     $self->lock();
270     $self->_copy_node( $temp );
271     $self->unlock();
272
273     return $temp;
274 }
275
276 sub import {
277     ##
278     # Recursively import Perl hash/array structure
279     ##
280     if (!ref($_[0])) { return; } # Perl calls import() on use -- ignore
281
282     my $self = shift->_get_self;
283     my ($struct) = @_;
284
285     # struct is not a reference, so just import based on our type
286     if (!ref($struct)) {
287         if ($self->_type eq TYPE_HASH) { $struct = {@_}; }
288         elsif ($self->_type eq TYPE_ARRAY) { $struct = [@_]; }
289     }
290
291     my $r = Scalar::Util::reftype($struct) || '';
292     if ($r eq "HASH" && $self->_type eq TYPE_HASH) {
293         foreach my $key (keys %$struct) { $self->put($key, $struct->{$key}); }
294     }
295     elsif ($r eq "ARRAY" && $self->_type eq TYPE_ARRAY) {
296         $self->push( @$struct );
297     }
298     else {
299         $self->_throw_error("Cannot import: type mismatch");
300     }
301
302     return 1;
303 }
304
305 sub optimize {
306     ##
307     # Rebuild entire database into new file, then move
308     # it back on top of original.
309     ##
310     my $self = shift->_get_self;
311
312 #XXX Need to create a new test for this
313 #    if ($self->_root->{links} > 1) {
314 #        $self->_throw_error("Cannot optimize: reference count is greater than 1");
315 #    }
316
317     my $db_temp = DBM::Deep->new(
318         file => $self->_root->{file} . '.tmp',
319         type => $self->_type
320     );
321
322     $self->lock();
323     $self->_copy_node( $db_temp );
324     undef $db_temp;
325
326     ##
327     # Attempt to copy user, group and permissions over to new file
328     ##
329     my @stats = stat($self->_fh);
330     my $perms = $stats[2] & 07777;
331     my $uid = $stats[4];
332     my $gid = $stats[5];
333     chown( $uid, $gid, $self->_root->{file} . '.tmp' );
334     chmod( $perms, $self->_root->{file} . '.tmp' );
335
336     # q.v. perlport for more information on this variable
337     if ( $^O eq 'MSWin32' || $^O eq 'cygwin' ) {
338         ##
339         # Potential race condition when optmizing on Win32 with locking.
340         # The Windows filesystem requires that the filehandle be closed
341         # before it is overwritten with rename().  This could be redone
342         # with a soft copy.
343         ##
344         $self->unlock();
345         $self->{engine}->close_fh( $self );
346     }
347
348     if (!rename $self->_root->{file} . '.tmp', $self->_root->{file}) {
349         unlink $self->_root->{file} . '.tmp';
350         $self->unlock();
351         $self->_throw_error("Optimize failed: Cannot copy temp file over original: $!");
352     }
353
354     $self->unlock();
355     $self->{engine}->close_fh( $self );
356     $self->{engine}->setup_fh( $self );
357
358     return 1;
359 }
360
361 sub clone {
362     ##
363     # Make copy of object and return
364     ##
365     my $self = shift->_get_self;
366
367     return DBM::Deep->new(
368         type => $self->_type,
369         base_offset => $self->_base_offset,
370         root => $self->_root
371     );
372 }
373
374 {
375     my %is_legal_filter = map {
376         $_ => ~~1,
377     } qw(
378         store_key store_value
379         fetch_key fetch_value
380     );
381
382     sub set_filter {
383         ##
384         # Setup filter function for storing or fetching the key or value
385         ##
386         my $self = shift->_get_self;
387         my $type = lc shift;
388         my $func = shift;
389
390         if ( $is_legal_filter{$type} ) {
391             $self->_root->{"filter_$type"} = $func;
392             return 1;
393         }
394
395         return;
396     }
397 }
398
399 ##
400 # Accessor methods
401 ##
402
403 sub _root {
404     ##
405     # Get access to the root structure
406     ##
407     my $self = $_[0]->_get_self;
408     return $self->{root};
409 }
410
411 sub _type {
412     ##
413     # Get type of current node (TYPE_HASH or TYPE_ARRAY)
414     ##
415     my $self = $_[0]->_get_self;
416     return $self->{type};
417 }
418
419 sub _base_offset {
420     ##
421     # Get base_offset of current node (TYPE_HASH or TYPE_ARRAY)
422     ##
423     my $self = $_[0]->_get_self;
424     return $self->{base_offset};
425 }
426
427 sub _fh {
428     ##
429     # Get access to the raw fh
430     ##
431     my $self = $_[0]->_get_self;
432     return $self->_root->{fh};
433 }
434
435 ##
436 # Utility methods
437 ##
438
439 sub _throw_error {
440     die "DBM::Deep: $_[1]\n";
441 }
442
443 sub _is_writable {
444     my $fh = shift;
445     (O_WRONLY | O_RDWR) & fcntl( $fh, F_GETFL, my $slush = 0);
446 }
447
448 #sub _is_readable {
449 #    my $fh = shift;
450 #    (O_RDONLY | O_RDWR) & fcntl( $fh, F_GETFL, my $slush = 0);
451 #}
452
453 sub STORE {
454     ##
455     # Store single hash key/value or array element in database.
456     ##
457     my $self = shift->_get_self;
458     my ($key, $value) = @_;
459
460     unless ( _is_writable( $self->_fh ) ) {
461         $self->_throw_error( 'Cannot write to a readonly filehandle' );
462     }
463
464     ##
465     # Request exclusive lock for writing
466     ##
467     $self->lock( LOCK_EX );
468
469     my $md5 = $self->{engine}{digest}->($key);
470
471     my $tag = $self->{engine}->find_bucket_list( $self, $md5, { create => 1 } );
472
473     # User may be storing a hash, in which case we do not want it run
474     # through the filtering system
475     if ( !ref($value) && $self->_root->{filter_store_value} ) {
476         $value = $self->_root->{filter_store_value}->( $value );
477     }
478
479     ##
480     # Add key/value to bucket list
481     ##
482     my $result = $self->{engine}->add_bucket( $self, $tag, $md5, $key, $value );
483
484     $self->unlock();
485
486     return $result;
487 }
488
489 sub FETCH {
490     ##
491     # Fetch single value or element given plain key or array index
492     ##
493     my $self = shift->_get_self;
494     my ($key) = @_;
495
496     my $md5 = $self->{engine}{digest}->($key);
497
498     ##
499     # Request shared lock for reading
500     ##
501     $self->lock( LOCK_SH );
502
503     my $tag = $self->{engine}->find_bucket_list( $self, $md5 );
504     if (!$tag) {
505         $self->unlock();
506         return;
507     }
508
509     ##
510     # Get value from bucket list
511     ##
512     my $result = $self->{engine}->get_bucket_value( $self, $tag, $md5 );
513
514     $self->unlock();
515
516     # Filters only apply to scalar values, so the ref check is making
517     # sure the fetched bucket is a scalar, not a child hash or array.
518     return ($result && !ref($result) && $self->_root->{filter_fetch_value})
519         ? $self->_root->{filter_fetch_value}->($result)
520         : $result;
521 }
522
523 sub DELETE {
524     ##
525     # Delete single key/value pair or element given plain key or array index
526     ##
527     my $self = $_[0]->_get_self;
528     my $key = $_[1];
529
530     unless ( _is_writable( $self->_fh ) ) {
531         $self->_throw_error( 'Cannot write to a readonly filehandle' );
532     }
533
534     ##
535     # Request exclusive lock for writing
536     ##
537     $self->lock( LOCK_EX );
538
539     my $md5 = $self->{engine}{digest}->($key);
540
541     my $tag = $self->{engine}->find_bucket_list( $self, $md5 );
542     if (!$tag) {
543         $self->unlock();
544         return;
545     }
546
547     ##
548     # Delete bucket
549     ##
550     my $value = $self->{engine}->get_bucket_value($self,  $tag, $md5 );
551
552     if (defined $value && !ref($value) && $self->_root->{filter_fetch_value}) {
553         $value = $self->_root->{filter_fetch_value}->($value);
554     }
555
556     my $result = $self->{engine}->delete_bucket( $self, $tag, $md5 );
557
558     ##
559     # If this object is an array and the key deleted was on the end of the stack,
560     # decrement the length variable.
561     ##
562
563     $self->unlock();
564
565     return $value;
566 }
567
568 sub EXISTS {
569     ##
570     # Check if a single key or element exists given plain key or array index
571     ##
572     my $self = $_[0]->_get_self;
573     my $key = $_[1];
574
575     my $md5 = $self->{engine}{digest}->($key);
576
577     ##
578     # Request shared lock for reading
579     ##
580     $self->lock( LOCK_SH );
581
582     my $tag = $self->{engine}->find_bucket_list( $self, $md5 );
583     if (!$tag) {
584         $self->unlock();
585
586         ##
587         # For some reason, the built-in exists() function returns '' for false
588         ##
589         return '';
590     }
591
592     ##
593     # Check if bucket exists and return 1 or ''
594     ##
595     my $result = $self->{engine}->bucket_exists( $self, $tag, $md5 ) || '';
596
597     $self->unlock();
598
599     return $result;
600 }
601
602 sub CLEAR {
603     ##
604     # Clear all keys from hash, or all elements from array.
605     ##
606     my $self = $_[0]->_get_self;
607
608     unless ( _is_writable( $self->_fh ) ) {
609         $self->_throw_error( 'Cannot write to a readonly filehandle' );
610     }
611
612     ##
613     # Request exclusive lock for writing
614     ##
615     $self->lock( LOCK_EX );
616
617     my $fh = $self->_fh;
618
619     seek($fh, $self->_base_offset + $self->_root->{file_offset}, SEEK_SET);
620     if (eof $fh) {
621         $self->unlock();
622         return;
623     }
624
625     $self->{engine}->create_tag($self, $self->_base_offset, $self->_type, chr(0) x $self->{engine}{index_size});
626
627     $self->unlock();
628
629     return 1;
630 }
631
632 ##
633 # Public method aliases
634 ##
635 sub put { (shift)->STORE( @_ ) }
636 sub store { (shift)->STORE( @_ ) }
637 sub get { (shift)->FETCH( @_ ) }
638 sub fetch { (shift)->FETCH( @_ ) }
639 sub delete { (shift)->DELETE( @_ ) }
640 sub exists { (shift)->EXISTS( @_ ) }
641 sub clear { (shift)->CLEAR( @_ ) }
642
643 package DBM::Deep::_::Root;
644
645 sub new {
646     my $class = shift;
647     my ($args) = @_;
648
649     my $self = bless {
650         autobless          => undef,
651         autoflush          => undef,
652         end                => 0,
653         fh                 => undef,
654         file               => undef,
655         file_offset        => 0,
656         locking            => undef,
657         locked             => 0,
658         filter_store_key   => undef,
659         filter_store_value => undef,
660         filter_fetch_key   => undef,
661         filter_fetch_value => undef,
662         %$args,
663     }, $class;
664
665     if ( $self->{fh} && !$self->{file_offset} ) {
666         $self->{file_offset} = tell( $self->{fh} );
667     }
668
669     return $self;
670 }
671
672 sub DESTROY {
673     my $self = shift;
674     return unless $self;
675
676     close $self->{fh} if $self->{fh};
677
678     return;
679 }
680
681 1;
682 __END__
683
684 =head1 NAME
685
686 DBM::Deep - A pure perl multi-level hash/array DBM
687
688 =head1 SYNOPSIS
689
690   use DBM::Deep;
691   my $db = DBM::Deep->new( "foo.db" );
692
693   $db->{key} = 'value'; # tie() style
694   print $db->{key};
695
696   $db->put('key' => 'value'); # OO style
697   print $db->get('key');
698
699   # true multi-level support
700   $db->{my_complex} = [
701       'hello', { perl => 'rules' },
702       42, 99,
703   ];
704
705 =head1 DESCRIPTION
706
707 A unique flat-file database module, written in pure perl.  True
708 multi-level hash/array support (unlike MLDBM, which is faked), hybrid
709 OO / tie() interface, cross-platform FTPable files, and quite fast.  Can
710 handle millions of keys and unlimited hash levels without significant
711 slow-down.  Written from the ground-up in pure perl -- this is NOT a
712 wrapper around a C-based DBM.  Out-of-the-box compatibility with Unix,
713 Mac OS X and Windows.
714
715 =head1 VERSION DIFFERENCES
716
717 B<NOTE>: 0.99_01 and above have significant file format differences from 0.98 and
718 before. While attempts have been made to be backwards compatible, no guarantees.
719
720 =head1 INSTALLATION
721
722 Hopefully you are using Perl's excellent CPAN module, which will download
723 and install the module for you.  If not, get the tarball, and run these
724 commands:
725
726     tar zxf DBM-Deep-*
727     cd DBM-Deep-*
728     perl Makefile.PL
729     make
730     make test
731     make install
732
733 =head1 SETUP
734
735 Construction can be done OO-style (which is the recommended way), or using
736 Perl's tie() function.  Both are examined here.
737
738 =head2 OO CONSTRUCTION
739
740 The recommended way to construct a DBM::Deep object is to use the new()
741 method, which gets you a blessed, tied hash or array reference.
742
743     my $db = DBM::Deep->new( "foo.db" );
744
745 This opens a new database handle, mapped to the file "foo.db".  If this
746 file does not exist, it will automatically be created.  DB files are
747 opened in "r+" (read/write) mode, and the type of object returned is a
748 hash, unless otherwise specified (see L<OPTIONS> below).
749
750 You can pass a number of options to the constructor to specify things like
751 locking, autoflush, etc.  This is done by passing an inline hash:
752
753     my $db = DBM::Deep->new(
754         file => "foo.db",
755         locking => 1,
756         autoflush => 1
757     );
758
759 Notice that the filename is now specified I<inside> the hash with
760 the "file" parameter, as opposed to being the sole argument to the
761 constructor.  This is required if any options are specified.
762 See L<OPTIONS> below for the complete list.
763
764
765
766 You can also start with an array instead of a hash.  For this, you must
767 specify the C<type> parameter:
768
769     my $db = DBM::Deep->new(
770         file => "foo.db",
771         type => DBM::Deep->TYPE_ARRAY
772     );
773
774 B<Note:> Specifing the C<type> parameter only takes effect when beginning
775 a new DB file.  If you create a DBM::Deep object with an existing file, the
776 C<type> will be loaded from the file header, and an error will be thrown if
777 the wrong type is passed in.
778
779 =head2 TIE CONSTRUCTION
780
781 Alternately, you can create a DBM::Deep handle by using Perl's built-in
782 tie() function.  The object returned from tie() can be used to call methods,
783 such as lock() and unlock(), but cannot be used to assign to the DBM::Deep
784 file (as expected with most tie'd objects).
785
786     my %hash;
787     my $db = tie %hash, "DBM::Deep", "foo.db";
788
789     my @array;
790     my $db = tie @array, "DBM::Deep", "bar.db";
791
792 As with the OO constructor, you can replace the DB filename parameter with
793 a hash containing one or more options (see L<OPTIONS> just below for the
794 complete list).
795
796     tie %hash, "DBM::Deep", {
797         file => "foo.db",
798         locking => 1,
799         autoflush => 1
800     };
801
802 =head2 OPTIONS
803
804 There are a number of options that can be passed in when constructing your
805 DBM::Deep objects.  These apply to both the OO- and tie- based approaches.
806
807 =over
808
809 =item * file
810
811 Filename of the DB file to link the handle to.  You can pass a full absolute
812 filesystem path, partial path, or a plain filename if the file is in the
813 current working directory.  This is a required parameter (though q.v. fh).
814
815 =item * fh
816
817 If you want, you can pass in the fh instead of the file. This is most useful for doing
818 something like:
819
820   my $db = DBM::Deep->new( { fh => \*DATA } );
821
822 You are responsible for making sure that the fh has been opened appropriately for your
823 needs. If you open it read-only and attempt to write, an exception will be thrown. If you
824 open it write-only or append-only, an exception will be thrown immediately as DBM::Deep
825 needs to read from the fh.
826
827 =item * file_offset
828
829 This is the offset within the file that the DBM::Deep db starts. Most of the time, you will
830 not need to set this. However, it's there if you want it.
831
832 If you pass in fh and do not set this, it will be set appropriately.
833
834 =item * type
835
836 This parameter specifies what type of object to create, a hash or array.  Use
837 one of these two constants: C<DBM::Deep-E<gt>TYPE_HASH> or C<DBM::Deep-E<gt>TYPE_ARRAY>.
838 This only takes effect when beginning a new file.  This is an optional
839 parameter, and defaults to C<DBM::Deep-E<gt>TYPE_HASH>.
840
841 =item * locking
842
843 Specifies whether locking is to be enabled.  DBM::Deep uses Perl's Fnctl flock()
844 function to lock the database in exclusive mode for writes, and shared mode for
845 reads.  Pass any true value to enable.  This affects the base DB handle I<and
846 any child hashes or arrays> that use the same DB file.  This is an optional
847 parameter, and defaults to 0 (disabled).  See L<LOCKING> below for more.
848
849 =item * autoflush
850
851 Specifies whether autoflush is to be enabled on the underlying filehandle.
852 This obviously slows down write operations, but is required if you may have
853 multiple processes accessing the same DB file (also consider enable I<locking>).
854 Pass any true value to enable.  This is an optional parameter, and defaults to 0
855 (disabled).
856
857 =item * autobless
858
859 If I<autobless> mode is enabled, DBM::Deep will preserve blessed hashes, and
860 restore them when fetched.  This is an B<experimental> feature, and does have
861 side-effects.  Basically, when hashes are re-blessed into their original
862 classes, they are no longer blessed into the DBM::Deep class!  So you won't be
863 able to call any DBM::Deep methods on them.  You have been warned.
864 This is an optional parameter, and defaults to 0 (disabled).
865
866 =item * filter_*
867
868 See L<FILTERS> below.
869
870 =back
871
872 =head1 TIE INTERFACE
873
874 With DBM::Deep you can access your databases using Perl's standard hash/array
875 syntax.  Because all DBM::Deep objects are I<tied> to hashes or arrays, you can
876 treat them as such.  DBM::Deep will intercept all reads/writes and direct them
877 to the right place -- the DB file.  This has nothing to do with the
878 L<TIE CONSTRUCTION> section above.  This simply tells you how to use DBM::Deep
879 using regular hashes and arrays, rather than calling functions like C<get()>
880 and C<put()> (although those work too).  It is entirely up to you how to want
881 to access your databases.
882
883 =head2 HASHES
884
885 You can treat any DBM::Deep object like a normal Perl hash reference.  Add keys,
886 or even nested hashes (or arrays) using standard Perl syntax:
887
888     my $db = DBM::Deep->new( "foo.db" );
889
890     $db->{mykey} = "myvalue";
891     $db->{myhash} = {};
892     $db->{myhash}->{subkey} = "subvalue";
893
894     print $db->{myhash}->{subkey} . "\n";
895
896 You can even step through hash keys using the normal Perl C<keys()> function:
897
898     foreach my $key (keys %$db) {
899         print "$key: " . $db->{$key} . "\n";
900     }
901
902 Remember that Perl's C<keys()> function extracts I<every> key from the hash and
903 pushes them onto an array, all before the loop even begins.  If you have an
904 extra large hash, this may exhaust Perl's memory.  Instead, consider using
905 Perl's C<each()> function, which pulls keys/values one at a time, using very
906 little memory:
907
908     while (my ($key, $value) = each %$db) {
909         print "$key: $value\n";
910     }
911
912 Please note that when using C<each()>, you should always pass a direct
913 hash reference, not a lookup.  Meaning, you should B<never> do this:
914
915     # NEVER DO THIS
916     while (my ($key, $value) = each %{$db->{foo}}) { # BAD
917
918 This causes an infinite loop, because for each iteration, Perl is calling
919 FETCH() on the $db handle, resulting in a "new" hash for foo every time, so
920 it effectively keeps returning the first key over and over again. Instead,
921 assign a temporary variable to C<$db->{foo}>, then pass that to each().
922
923 =head2 ARRAYS
924
925 As with hashes, you can treat any DBM::Deep object like a normal Perl array
926 reference.  This includes inserting, removing and manipulating elements,
927 and the C<push()>, C<pop()>, C<shift()>, C<unshift()> and C<splice()> functions.
928 The object must have first been created using type C<DBM::Deep-E<gt>TYPE_ARRAY>,
929 or simply be a nested array reference inside a hash.  Example:
930
931     my $db = DBM::Deep->new(
932         file => "foo-array.db",
933         type => DBM::Deep->TYPE_ARRAY
934     );
935
936     $db->[0] = "foo";
937     push @$db, "bar", "baz";
938     unshift @$db, "bah";
939
940     my $last_elem = pop @$db; # baz
941     my $first_elem = shift @$db; # bah
942     my $second_elem = $db->[1]; # bar
943
944     my $num_elements = scalar @$db;
945
946 =head1 OO INTERFACE
947
948 In addition to the I<tie()> interface, you can also use a standard OO interface
949 to manipulate all aspects of DBM::Deep databases.  Each type of object (hash or
950 array) has its own methods, but both types share the following common methods:
951 C<put()>, C<get()>, C<exists()>, C<delete()> and C<clear()>.
952
953 =over
954
955 =item * new() / clone()
956
957 These are the constructor and copy-functions.
958
959 =item * put() / store()
960
961 Stores a new hash key/value pair, or sets an array element value.  Takes two
962 arguments, the hash key or array index, and the new value.  The value can be
963 a scalar, hash ref or array ref.  Returns true on success, false on failure.
964
965     $db->put("foo", "bar"); # for hashes
966     $db->put(1, "bar"); # for arrays
967
968 =item * get() / fetch()
969
970 Fetches the value of a hash key or array element.  Takes one argument: the hash
971 key or array index.  Returns a scalar, hash ref or array ref, depending on the
972 data type stored.
973
974     my $value = $db->get("foo"); # for hashes
975     my $value = $db->get(1); # for arrays
976
977 =item * exists()
978
979 Checks if a hash key or array index exists.  Takes one argument: the hash key
980 or array index.  Returns true if it exists, false if not.
981
982     if ($db->exists("foo")) { print "yay!\n"; } # for hashes
983     if ($db->exists(1)) { print "yay!\n"; } # for arrays
984
985 =item * delete()
986
987 Deletes one hash key/value pair or array element.  Takes one argument: the hash
988 key or array index.  Returns true on success, false if not found.  For arrays,
989 the remaining elements located after the deleted element are NOT moved over.
990 The deleted element is essentially just undefined, which is exactly how Perl's
991 internal arrays work.  Please note that the space occupied by the deleted
992 key/value or element is B<not> reused again -- see L<UNUSED SPACE RECOVERY>
993 below for details and workarounds.
994
995     $db->delete("foo"); # for hashes
996     $db->delete(1); # for arrays
997
998 =item * clear()
999
1000 Deletes B<all> hash keys or array elements.  Takes no arguments.  No return
1001 value.  Please note that the space occupied by the deleted keys/values or
1002 elements is B<not> reused again -- see L<UNUSED SPACE RECOVERY> below for
1003 details and workarounds.
1004
1005     $db->clear(); # hashes or arrays
1006
1007 =item * lock() / unlock()
1008
1009 q.v. Locking.
1010
1011 =item * optimize()
1012
1013 Recover lost disk space.
1014
1015 =item * import() / export()
1016
1017 Data going in and out.
1018
1019 =item * set_digest() / set_pack() / set_filter()
1020
1021 q.v. adjusting the interal parameters.
1022
1023 =back
1024
1025 =head2 HASHES
1026
1027 For hashes, DBM::Deep supports all the common methods described above, and the
1028 following additional methods: C<first_key()> and C<next_key()>.
1029
1030 =over
1031
1032 =item * first_key()
1033
1034 Returns the "first" key in the hash.  As with built-in Perl hashes, keys are
1035 fetched in an undefined order (which appears random).  Takes no arguments,
1036 returns the key as a scalar value.
1037
1038     my $key = $db->first_key();
1039
1040 =item * next_key()
1041
1042 Returns the "next" key in the hash, given the previous one as the sole argument.
1043 Returns undef if there are no more keys to be fetched.
1044
1045     $key = $db->next_key($key);
1046
1047 =back
1048
1049 Here are some examples of using hashes:
1050
1051     my $db = DBM::Deep->new( "foo.db" );
1052
1053     $db->put("foo", "bar");
1054     print "foo: " . $db->get("foo") . "\n";
1055
1056     $db->put("baz", {}); # new child hash ref
1057     $db->get("baz")->put("buz", "biz");
1058     print "buz: " . $db->get("baz")->get("buz") . "\n";
1059
1060     my $key = $db->first_key();
1061     while ($key) {
1062         print "$key: " . $db->get($key) . "\n";
1063         $key = $db->next_key($key);
1064     }
1065
1066     if ($db->exists("foo")) { $db->delete("foo"); }
1067
1068 =head2 ARRAYS
1069
1070 For arrays, DBM::Deep supports all the common methods described above, and the
1071 following additional methods: C<length()>, C<push()>, C<pop()>, C<shift()>,
1072 C<unshift()> and C<splice()>.
1073
1074 =over
1075
1076 =item * length()
1077
1078 Returns the number of elements in the array.  Takes no arguments.
1079
1080     my $len = $db->length();
1081
1082 =item * push()
1083
1084 Adds one or more elements onto the end of the array.  Accepts scalars, hash
1085 refs or array refs.  No return value.
1086
1087     $db->push("foo", "bar", {});
1088
1089 =item * pop()
1090
1091 Fetches the last element in the array, and deletes it.  Takes no arguments.
1092 Returns undef if array is empty.  Returns the element value.
1093
1094     my $elem = $db->pop();
1095
1096 =item * shift()
1097
1098 Fetches the first element in the array, deletes it, then shifts all the
1099 remaining elements over to take up the space.  Returns the element value.  This
1100 method is not recommended with large arrays -- see L<LARGE ARRAYS> below for
1101 details.
1102
1103     my $elem = $db->shift();
1104
1105 =item * unshift()
1106
1107 Inserts one or more elements onto the beginning of the array, shifting all
1108 existing elements over to make room.  Accepts scalars, hash refs or array refs.
1109 No return value.  This method is not recommended with large arrays -- see
1110 <LARGE ARRAYS> below for details.
1111
1112     $db->unshift("foo", "bar", {});
1113
1114 =item * splice()
1115
1116 Performs exactly like Perl's built-in function of the same name.  See L<perldoc
1117 -f splice> for usage -- it is too complicated to document here.  This method is
1118 not recommended with large arrays -- see L<LARGE ARRAYS> below for details.
1119
1120 =back
1121
1122 Here are some examples of using arrays:
1123
1124     my $db = DBM::Deep->new(
1125         file => "foo.db",
1126         type => DBM::Deep->TYPE_ARRAY
1127     );
1128
1129     $db->push("bar", "baz");
1130     $db->unshift("foo");
1131     $db->put(3, "buz");
1132
1133     my $len = $db->length();
1134     print "length: $len\n"; # 4
1135
1136     for (my $k=0; $k<$len; $k++) {
1137         print "$k: " . $db->get($k) . "\n";
1138     }
1139
1140     $db->splice(1, 2, "biz", "baf");
1141
1142     while (my $elem = shift @$db) {
1143         print "shifted: $elem\n";
1144     }
1145
1146 =head1 LOCKING
1147
1148 Enable automatic file locking by passing a true value to the C<locking>
1149 parameter when constructing your DBM::Deep object (see L<SETUP> above).
1150
1151     my $db = DBM::Deep->new(
1152         file => "foo.db",
1153         locking => 1
1154     );
1155
1156 This causes DBM::Deep to C<flock()> the underlying filehandle with exclusive
1157 mode for writes, and shared mode for reads.  This is required if you have
1158 multiple processes accessing the same database file, to avoid file corruption.
1159 Please note that C<flock()> does NOT work for files over NFS.  See L<DB OVER
1160 NFS> below for more.
1161
1162 =head2 EXPLICIT LOCKING
1163
1164 You can explicitly lock a database, so it remains locked for multiple
1165 transactions.  This is done by calling the C<lock()> method, and passing an
1166 optional lock mode argument (defaults to exclusive mode).  This is particularly
1167 useful for things like counters, where the current value needs to be fetched,
1168 then incremented, then stored again.
1169
1170     $db->lock();
1171     my $counter = $db->get("counter");
1172     $counter++;
1173     $db->put("counter", $counter);
1174     $db->unlock();
1175
1176     # or...
1177
1178     $db->lock();
1179     $db->{counter}++;
1180     $db->unlock();
1181
1182 You can pass C<lock()> an optional argument, which specifies which mode to use
1183 (exclusive or shared).  Use one of these two constants: C<DBM::Deep-E<gt>LOCK_EX>
1184 or C<DBM::Deep-E<gt>LOCK_SH>.  These are passed directly to C<flock()>, and are the
1185 same as the constants defined in Perl's C<Fcntl> module.
1186
1187     $db->lock( DBM::Deep->LOCK_SH );
1188     # something here
1189     $db->unlock();
1190
1191 =head1 IMPORTING/EXPORTING
1192
1193 You can import existing complex structures by calling the C<import()> method,
1194 and export an entire database into an in-memory structure using the C<export()>
1195 method.  Both are examined here.
1196
1197 =head2 IMPORTING
1198
1199 Say you have an existing hash with nested hashes/arrays inside it.  Instead of
1200 walking the structure and adding keys/elements to the database as you go,
1201 simply pass a reference to the C<import()> method.  This recursively adds
1202 everything to an existing DBM::Deep object for you.  Here is an example:
1203
1204     my $struct = {
1205         key1 => "value1",
1206         key2 => "value2",
1207         array1 => [ "elem0", "elem1", "elem2" ],
1208         hash1 => {
1209             subkey1 => "subvalue1",
1210             subkey2 => "subvalue2"
1211         }
1212     };
1213
1214     my $db = DBM::Deep->new( "foo.db" );
1215     $db->import( $struct );
1216
1217     print $db->{key1} . "\n"; # prints "value1"
1218
1219 This recursively imports the entire C<$struct> object into C<$db>, including
1220 all nested hashes and arrays.  If the DBM::Deep object contains exsiting data,
1221 keys are merged with the existing ones, replacing if they already exist.
1222 The C<import()> method can be called on any database level (not just the base
1223 level), and works with both hash and array DB types.
1224
1225 B<Note:> Make sure your existing structure has no circular references in it.
1226 These will cause an infinite loop when importing.
1227
1228 =head2 EXPORTING
1229
1230 Calling the C<export()> method on an existing DBM::Deep object will return
1231 a reference to a new in-memory copy of the database.  The export is done
1232 recursively, so all nested hashes/arrays are all exported to standard Perl
1233 objects.  Here is an example:
1234
1235     my $db = DBM::Deep->new( "foo.db" );
1236
1237     $db->{key1} = "value1";
1238     $db->{key2} = "value2";
1239     $db->{hash1} = {};
1240     $db->{hash1}->{subkey1} = "subvalue1";
1241     $db->{hash1}->{subkey2} = "subvalue2";
1242
1243     my $struct = $db->export();
1244
1245     print $struct->{key1} . "\n"; # prints "value1"
1246
1247 This makes a complete copy of the database in memory, and returns a reference
1248 to it.  The C<export()> method can be called on any database level (not just
1249 the base level), and works with both hash and array DB types.  Be careful of
1250 large databases -- you can store a lot more data in a DBM::Deep object than an
1251 in-memory Perl structure.
1252
1253 B<Note:> Make sure your database has no circular references in it.
1254 These will cause an infinite loop when exporting.
1255
1256 =head1 FILTERS
1257
1258 DBM::Deep has a number of hooks where you can specify your own Perl function
1259 to perform filtering on incoming or outgoing data.  This is a perfect
1260 way to extend the engine, and implement things like real-time compression or
1261 encryption.  Filtering applies to the base DB level, and all child hashes /
1262 arrays.  Filter hooks can be specified when your DBM::Deep object is first
1263 constructed, or by calling the C<set_filter()> method at any time.  There are
1264 four available filter hooks, described below:
1265
1266 =over
1267
1268 =item * filter_store_key
1269
1270 This filter is called whenever a hash key is stored.  It
1271 is passed the incoming key, and expected to return a transformed key.
1272
1273 =item * filter_store_value
1274
1275 This filter is called whenever a hash key or array element is stored.  It
1276 is passed the incoming value, and expected to return a transformed value.
1277
1278 =item * filter_fetch_key
1279
1280 This filter is called whenever a hash key is fetched (i.e. via
1281 C<first_key()> or C<next_key()>).  It is passed the transformed key,
1282 and expected to return the plain key.
1283
1284 =item * filter_fetch_value
1285
1286 This filter is called whenever a hash key or array element is fetched.
1287 It is passed the transformed value, and expected to return the plain value.
1288
1289 =back
1290
1291 Here are the two ways to setup a filter hook:
1292
1293     my $db = DBM::Deep->new(
1294         file => "foo.db",
1295         filter_store_value => \&my_filter_store,
1296         filter_fetch_value => \&my_filter_fetch
1297     );
1298
1299     # or...
1300
1301     $db->set_filter( "filter_store_value", \&my_filter_store );
1302     $db->set_filter( "filter_fetch_value", \&my_filter_fetch );
1303
1304 Your filter function will be called only when dealing with SCALAR keys or
1305 values.  When nested hashes and arrays are being stored/fetched, filtering
1306 is bypassed.  Filters are called as static functions, passed a single SCALAR
1307 argument, and expected to return a single SCALAR value.  If you want to
1308 remove a filter, set the function reference to C<undef>:
1309
1310     $db->set_filter( "filter_store_value", undef );
1311
1312 =head2 REAL-TIME ENCRYPTION EXAMPLE
1313
1314 Here is a working example that uses the I<Crypt::Blowfish> module to
1315 do real-time encryption / decryption of keys & values with DBM::Deep Filters.
1316 Please visit L<http://search.cpan.org/search?module=Crypt::Blowfish> for more
1317 on I<Crypt::Blowfish>.  You'll also need the I<Crypt::CBC> module.
1318
1319     use DBM::Deep;
1320     use Crypt::Blowfish;
1321     use Crypt::CBC;
1322
1323     my $cipher = Crypt::CBC->new({
1324         'key'             => 'my secret key',
1325         'cipher'          => 'Blowfish',
1326         'iv'              => '$KJh#(}q',
1327         'regenerate_key'  => 0,
1328         'padding'         => 'space',
1329         'prepend_iv'      => 0
1330     });
1331
1332     my $db = DBM::Deep->new(
1333         file => "foo-encrypt.db",
1334         filter_store_key => \&my_encrypt,
1335         filter_store_value => \&my_encrypt,
1336         filter_fetch_key => \&my_decrypt,
1337         filter_fetch_value => \&my_decrypt,
1338     );
1339
1340     $db->{key1} = "value1";
1341     $db->{key2} = "value2";
1342     print "key1: " . $db->{key1} . "\n";
1343     print "key2: " . $db->{key2} . "\n";
1344
1345     undef $db;
1346     exit;
1347
1348     sub my_encrypt {
1349         return $cipher->encrypt( $_[0] );
1350     }
1351     sub my_decrypt {
1352         return $cipher->decrypt( $_[0] );
1353     }
1354
1355 =head2 REAL-TIME COMPRESSION EXAMPLE
1356
1357 Here is a working example that uses the I<Compress::Zlib> module to do real-time
1358 compression / decompression of keys & values with DBM::Deep Filters.
1359 Please visit L<http://search.cpan.org/search?module=Compress::Zlib> for
1360 more on I<Compress::Zlib>.
1361
1362     use DBM::Deep;
1363     use Compress::Zlib;
1364
1365     my $db = DBM::Deep->new(
1366         file => "foo-compress.db",
1367         filter_store_key => \&my_compress,
1368         filter_store_value => \&my_compress,
1369         filter_fetch_key => \&my_decompress,
1370         filter_fetch_value => \&my_decompress,
1371     );
1372
1373     $db->{key1} = "value1";
1374     $db->{key2} = "value2";
1375     print "key1: " . $db->{key1} . "\n";
1376     print "key2: " . $db->{key2} . "\n";
1377
1378     undef $db;
1379     exit;
1380
1381     sub my_compress {
1382         return Compress::Zlib::memGzip( $_[0] ) ;
1383     }
1384     sub my_decompress {
1385         return Compress::Zlib::memGunzip( $_[0] ) ;
1386     }
1387
1388 B<Note:> Filtering of keys only applies to hashes.  Array "keys" are
1389 actually numerical index numbers, and are not filtered.
1390
1391 =head1 ERROR HANDLING
1392
1393 Most DBM::Deep methods return a true value for success, and call die() on
1394 failure.  You can wrap calls in an eval block to catch the die.
1395
1396     my $db = DBM::Deep->new( "foo.db" ); # create hash
1397     eval { $db->push("foo"); }; # ILLEGAL -- push is array-only call
1398
1399     print $@;           # prints error message
1400
1401 =head1 LARGEFILE SUPPORT
1402
1403 If you have a 64-bit system, and your Perl is compiled with both LARGEFILE
1404 and 64-bit support, you I<may> be able to create databases larger than 2 GB.
1405 DBM::Deep by default uses 32-bit file offset tags, but these can be changed
1406 by calling the static C<set_pack()> method before you do anything else.
1407
1408     DBM::Deep::set_pack(8, 'Q');
1409
1410 This tells DBM::Deep to pack all file offsets with 8-byte (64-bit) quad words
1411 instead of 32-bit longs.  After setting these values your DB files have a
1412 theoretical maximum size of 16 XB (exabytes).
1413
1414 B<Note:> Changing these values will B<NOT> work for existing database files.
1415 Only change this for new files, and make sure it stays set consistently
1416 throughout the file's life.  If you do set these values, you can no longer
1417 access 32-bit DB files.  You can, however, call C<set_pack(4, 'N')> to change
1418 back to 32-bit mode.
1419
1420 B<Note:> I have not personally tested files > 2 GB -- all my systems have
1421 only a 32-bit Perl.  However, I have received user reports that this does
1422 indeed work!
1423
1424 =head1 LOW-LEVEL ACCESS
1425
1426 If you require low-level access to the underlying filehandle that DBM::Deep uses,
1427 you can call the C<_fh()> method, which returns the handle:
1428
1429     my $fh = $db->_fh();
1430
1431 This method can be called on the root level of the datbase, or any child
1432 hashes or arrays.  All levels share a I<root> structure, which contains things
1433 like the filehandle, a reference counter, and all the options specified
1434 when you created the object.  You can get access to this root structure by
1435 calling the C<root()> method.
1436
1437     my $root = $db->_root();
1438
1439 This is useful for changing options after the object has already been created,
1440 such as enabling/disabling locking.  You can also store your own temporary user
1441 data in this structure (be wary of name collision), which is then accessible from
1442 any child hash or array.
1443
1444 =head1 CUSTOM DIGEST ALGORITHM
1445
1446 DBM::Deep by default uses the I<Message Digest 5> (MD5) algorithm for hashing
1447 keys.  However you can override this, and use another algorithm (such as SHA-256)
1448 or even write your own.  But please note that DBM::Deep currently expects zero
1449 collisions, so your algorithm has to be I<perfect>, so to speak.
1450 Collision detection may be introduced in a later version.
1451
1452
1453
1454 You can specify a custom digest algorithm by calling the static C<set_digest()>
1455 function, passing a reference to a subroutine, and the length of the algorithm's
1456 hashes (in bytes).  This is a global static function, which affects ALL DBM::Deep
1457 objects.  Here is a working example that uses a 256-bit hash from the
1458 I<Digest::SHA256> module.  Please see
1459 L<http://search.cpan.org/search?module=Digest::SHA256> for more.
1460
1461     use DBM::Deep;
1462     use Digest::SHA256;
1463
1464     my $context = Digest::SHA256::new(256);
1465
1466     DBM::Deep::set_digest( \&my_digest, 32 );
1467
1468     my $db = DBM::Deep->new( "foo-sha.db" );
1469
1470     $db->{key1} = "value1";
1471     $db->{key2} = "value2";
1472     print "key1: " . $db->{key1} . "\n";
1473     print "key2: " . $db->{key2} . "\n";
1474
1475     undef $db;
1476     exit;
1477
1478     sub my_digest {
1479         return substr( $context->hash($_[0]), 0, 32 );
1480     }
1481
1482 B<Note:> Your returned digest strings must be B<EXACTLY> the number
1483 of bytes you specify in the C<set_digest()> function (in this case 32).
1484
1485 =head1 CIRCULAR REFERENCES
1486
1487 DBM::Deep has B<experimental> support for circular references.  Meaning you
1488 can have a nested hash key or array element that points to a parent object.
1489 This relationship is stored in the DB file, and is preserved between sessions.
1490 Here is an example:
1491
1492     my $db = DBM::Deep->new( "foo.db" );
1493
1494     $db->{foo} = "bar";
1495     $db->{circle} = $db; # ref to self
1496
1497     print $db->{foo} . "\n"; # prints "foo"
1498     print $db->{circle}->{foo} . "\n"; # prints "foo" again
1499
1500 B<Note>: Passing the object to a function that recursively walks the
1501 object tree (such as I<Data::Dumper> or even the built-in C<optimize()> or
1502 C<export()> methods) will result in an infinite loop. This will be fixed in
1503 a future release.
1504
1505 =head1 CAVEATS / ISSUES / BUGS
1506
1507 This section describes all the known issues with DBM::Deep.  It you have found
1508 something that is not listed here, please send e-mail to L<jhuckaby@cpan.org>.
1509
1510 =head2 UNUSED SPACE RECOVERY
1511
1512 One major caveat with DBM::Deep is that space occupied by existing keys and
1513 values is not recovered when they are deleted.  Meaning if you keep deleting
1514 and adding new keys, your file will continuously grow.  I am working on this,
1515 but in the meantime you can call the built-in C<optimize()> method from time to
1516 time (perhaps in a crontab or something) to recover all your unused space.
1517
1518     $db->optimize(); # returns true on success
1519
1520 This rebuilds the ENTIRE database into a new file, then moves it on top of
1521 the original.  The new file will have no unused space, thus it will take up as
1522 little disk space as possible.  Please note that this operation can take
1523 a long time for large files, and you need enough disk space to temporarily hold
1524 2 copies of your DB file.  The temporary file is created in the same directory
1525 as the original, named with a ".tmp" extension, and is deleted when the
1526 operation completes.  Oh, and if locking is enabled, the DB is automatically
1527 locked for the entire duration of the copy.
1528
1529 B<WARNING:> Only call optimize() on the top-level node of the database, and
1530 make sure there are no child references lying around.  DBM::Deep keeps a reference
1531 counter, and if it is greater than 1, optimize() will abort and return undef.
1532
1533 =head2 AUTOVIVIFICATION
1534
1535 Unfortunately, autovivification doesn't work with tied hashes.  This appears to
1536 be a bug in Perl's tie() system, as I<Jakob Schmidt> encountered the very same
1537 issue with his I<DWH_FIle> module (see L<http://search.cpan.org/search?module=DWH_File>),
1538 and it is also mentioned in the BUGS section for the I<MLDBM> module <see
1539 L<http://search.cpan.org/search?module=MLDBM>).  Basically, on a new db file,
1540 this does not work:
1541
1542     $db->{foo}->{bar} = "hello";
1543
1544 Since "foo" doesn't exist, you cannot add "bar" to it.  You end up with "foo"
1545 being an empty hash.  Try this instead, which works fine:
1546
1547     $db->{foo} = { bar => "hello" };
1548
1549 As of Perl 5.8.7, this bug still exists.  I have walked very carefully through
1550 the execution path, and Perl indeed passes an empty hash to the STORE() method.
1551 Probably a bug in Perl.
1552
1553 =head2 REFERENCES
1554
1555 (The reasons given assume a high level of Perl understanding, specifically of
1556 references. You can safely skip this section.)
1557
1558 Currently, the only references supported are HASH and ARRAY. The other reference
1559 types (SCALAR, CODE, GLOB, and REF) cannot be supported for various reasons.
1560
1561 =over 4
1562
1563 =item * GLOB
1564
1565 These are things like filehandles and other sockets. They can't be supported
1566 because it's completely unclear how DBM::Deep should serialize them.
1567
1568 =item * SCALAR / REF
1569
1570 The discussion here refers to the following type of example:
1571
1572   my $x = 25;
1573   $db->{key1} = \$x;
1574
1575   $x = 50;
1576
1577   # In some other process ...
1578
1579   my $val = ${ $db->{key1} };
1580
1581   is( $val, 50, "What actually gets stored in the DB file?" );
1582
1583 The problem is one of synchronization. When the variable being referred to
1584 changes value, the reference isn't notified. This means that the new value won't
1585 be stored in the datafile for other processes to read. There is no TIEREF.
1586
1587 It is theoretically possible to store references to values already within a
1588 DBM::Deep object because everything already is synchronized, but the change to
1589 the internals would be quite large. Specifically, DBM::Deep would have to tie
1590 every single value that is stored. This would bloat the RAM footprint of
1591 DBM::Deep at least twofold (if not more) and be a significant performance drain,
1592 all to support a feature that has never been requested.
1593
1594 =item * CODE
1595
1596 L<http://search.cpan.org/search?module=Data::Dump::Streamer> provides a
1597 mechanism for serializing coderefs, including saving off all closure state.
1598 However, just as for SCALAR and REF, that closure state may change without
1599 notifying the DBM::Deep object storing the reference.
1600
1601 =back
1602
1603 =head2 FILE CORRUPTION
1604
1605 The current level of error handling in DBM::Deep is minimal.  Files I<are> checked
1606 for a 32-bit signature when opened, but other corruption in files can cause
1607 segmentation faults.  DBM::Deep may try to seek() past the end of a file, or get
1608 stuck in an infinite loop depending on the level of corruption.  File write
1609 operations are not checked for failure (for speed), so if you happen to run
1610 out of disk space, DBM::Deep will probably fail in a bad way.  These things will
1611 be addressed in a later version of DBM::Deep.
1612
1613 =head2 DB OVER NFS
1614
1615 Beware of using DB files over NFS.  DBM::Deep uses flock(), which works well on local
1616 filesystems, but will NOT protect you from file corruption over NFS.  I've heard
1617 about setting up your NFS server with a locking daemon, then using lockf() to
1618 lock your files, but your mileage may vary there as well.  From what I
1619 understand, there is no real way to do it.  However, if you need access to the
1620 underlying filehandle in DBM::Deep for using some other kind of locking scheme like
1621 lockf(), see the L<LOW-LEVEL ACCESS> section above.
1622
1623 =head2 COPYING OBJECTS
1624
1625 Beware of copying tied objects in Perl.  Very strange things can happen.
1626 Instead, use DBM::Deep's C<clone()> method which safely copies the object and
1627 returns a new, blessed, tied hash or array to the same level in the DB.
1628
1629     my $copy = $db->clone();
1630
1631 B<Note>: Since clone() here is cloning the object, not the database location, any
1632 modifications to either $db or $copy will be visible in both.
1633
1634 =head2 LARGE ARRAYS
1635
1636 Beware of using C<shift()>, C<unshift()> or C<splice()> with large arrays.
1637 These functions cause every element in the array to move, which can be murder
1638 on DBM::Deep, as every element has to be fetched from disk, then stored again in
1639 a different location.  This will be addressed in the forthcoming version 1.00.
1640
1641 =head2 WRITEONLY FILES
1642
1643 If you pass in a filehandle to new(), you may have opened it in either a readonly or
1644 writeonly mode. STORE will verify that the filehandle is writable. However, there
1645 doesn't seem to be a good way to determine if a filehandle is readable. And, if the
1646 filehandle isn't readable, it's not clear what will happen. So, don't do that.
1647
1648 =head1 PERFORMANCE
1649
1650 This section discusses DBM::Deep's speed and memory usage.
1651
1652 =head2 SPEED
1653
1654 Obviously, DBM::Deep isn't going to be as fast as some C-based DBMs, such as
1655 the almighty I<BerkeleyDB>.  But it makes up for it in features like true
1656 multi-level hash/array support, and cross-platform FTPable files.  Even so,
1657 DBM::Deep is still pretty fast, and the speed stays fairly consistent, even
1658 with huge databases.  Here is some test data:
1659
1660     Adding 1,000,000 keys to new DB file...
1661
1662     At 100 keys, avg. speed is 2,703 keys/sec
1663     At 200 keys, avg. speed is 2,642 keys/sec
1664     At 300 keys, avg. speed is 2,598 keys/sec
1665     At 400 keys, avg. speed is 2,578 keys/sec
1666     At 500 keys, avg. speed is 2,722 keys/sec
1667     At 600 keys, avg. speed is 2,628 keys/sec
1668     At 700 keys, avg. speed is 2,700 keys/sec
1669     At 800 keys, avg. speed is 2,607 keys/sec
1670     At 900 keys, avg. speed is 2,190 keys/sec
1671     At 1,000 keys, avg. speed is 2,570 keys/sec
1672     At 2,000 keys, avg. speed is 2,417 keys/sec
1673     At 3,000 keys, avg. speed is 1,982 keys/sec
1674     At 4,000 keys, avg. speed is 1,568 keys/sec
1675     At 5,000 keys, avg. speed is 1,533 keys/sec
1676     At 6,000 keys, avg. speed is 1,787 keys/sec
1677     At 7,000 keys, avg. speed is 1,977 keys/sec
1678     At 8,000 keys, avg. speed is 2,028 keys/sec
1679     At 9,000 keys, avg. speed is 2,077 keys/sec
1680     At 10,000 keys, avg. speed is 2,031 keys/sec
1681     At 20,000 keys, avg. speed is 1,970 keys/sec
1682     At 30,000 keys, avg. speed is 2,050 keys/sec
1683     At 40,000 keys, avg. speed is 2,073 keys/sec
1684     At 50,000 keys, avg. speed is 1,973 keys/sec
1685     At 60,000 keys, avg. speed is 1,914 keys/sec
1686     At 70,000 keys, avg. speed is 2,091 keys/sec
1687     At 80,000 keys, avg. speed is 2,103 keys/sec
1688     At 90,000 keys, avg. speed is 1,886 keys/sec
1689     At 100,000 keys, avg. speed is 1,970 keys/sec
1690     At 200,000 keys, avg. speed is 2,053 keys/sec
1691     At 300,000 keys, avg. speed is 1,697 keys/sec
1692     At 400,000 keys, avg. speed is 1,838 keys/sec
1693     At 500,000 keys, avg. speed is 1,941 keys/sec
1694     At 600,000 keys, avg. speed is 1,930 keys/sec
1695     At 700,000 keys, avg. speed is 1,735 keys/sec
1696     At 800,000 keys, avg. speed is 1,795 keys/sec
1697     At 900,000 keys, avg. speed is 1,221 keys/sec
1698     At 1,000,000 keys, avg. speed is 1,077 keys/sec
1699
1700 This test was performed on a PowerMac G4 1gHz running Mac OS X 10.3.2 & Perl
1701 5.8.1, with an 80GB Ultra ATA/100 HD spinning at 7200RPM.  The hash keys and
1702 values were between 6 - 12 chars in length.  The DB file ended up at 210MB.
1703 Run time was 12 min 3 sec.
1704
1705 =head2 MEMORY USAGE
1706
1707 One of the great things about DBM::Deep is that it uses very little memory.
1708 Even with huge databases (1,000,000+ keys) you will not see much increased
1709 memory on your process.  DBM::Deep relies solely on the filesystem for storing
1710 and fetching data.  Here is output from I</usr/bin/top> before even opening a
1711 database handle:
1712
1713       PID USER     PRI  NI  SIZE  RSS SHARE STAT %CPU %MEM   TIME COMMAND
1714     22831 root      11   0  2716 2716  1296 R     0.0  0.2   0:07 perl
1715
1716 Basically the process is taking 2,716K of memory.  And here is the same
1717 process after storing and fetching 1,000,000 keys:
1718
1719       PID USER     PRI  NI  SIZE  RSS SHARE STAT %CPU %MEM   TIME COMMAND
1720     22831 root      14   0  2772 2772  1328 R     0.0  0.2  13:32 perl
1721
1722 Notice the memory usage increased by only 56K.  Test was performed on a 700mHz
1723 x86 box running Linux RedHat 7.2 & Perl 5.6.1.
1724
1725 =head1 DB FILE FORMAT
1726
1727 In case you were interested in the underlying DB file format, it is documented
1728 here in this section.  You don't need to know this to use the module, it's just
1729 included for reference.
1730
1731 =head2 SIGNATURE
1732
1733 DBM::Deep files always start with a 32-bit signature to identify the file type.
1734 This is at offset 0.  The signature is "DPDB" in network byte order.  This is
1735 checked for when the file is opened and an error will be thrown if it's not found.
1736
1737 =head2 TAG
1738
1739 The DBM::Deep file is in a I<tagged format>, meaning each section of the file
1740 has a standard header containing the type of data, the length of data, and then
1741 the data itself.  The type is a single character (1 byte), the length is a
1742 32-bit unsigned long in network byte order, and the data is, well, the data.
1743 Here is how it unfolds:
1744
1745 =head2 MASTER INDEX
1746
1747 Immediately after the 32-bit file signature is the I<Master Index> record.
1748 This is a standard tag header followed by 1024 bytes (in 32-bit mode) or 2048
1749 bytes (in 64-bit mode) of data.  The type is I<H> for hash or I<A> for array,
1750 depending on how the DBM::Deep object was constructed.
1751
1752 The index works by looking at a I<MD5 Hash> of the hash key (or array index
1753 number).  The first 8-bit char of the MD5 signature is the offset into the
1754 index, multipled by 4 in 32-bit mode, or 8 in 64-bit mode.  The value of the
1755 index element is a file offset of the next tag for the key/element in question,
1756 which is usually a I<Bucket List> tag (see below).
1757
1758 The next tag I<could> be another index, depending on how many keys/elements
1759 exist.  See L<RE-INDEXING> below for details.
1760
1761 =head2 BUCKET LIST
1762
1763 A I<Bucket List> is a collection of 16 MD5 hashes for keys/elements, plus
1764 file offsets to where the actual data is stored.  It starts with a standard
1765 tag header, with type I<B>, and a data size of 320 bytes in 32-bit mode, or
1766 384 bytes in 64-bit mode.  Each MD5 hash is stored in full (16 bytes), plus
1767 the 32-bit or 64-bit file offset for the I<Bucket> containing the actual data.
1768 When the list fills up, a I<Re-Index> operation is performed (See
1769 L<RE-INDEXING> below).
1770
1771 =head2 BUCKET
1772
1773 A I<Bucket> is a tag containing a key/value pair (in hash mode), or a
1774 index/value pair (in array mode).  It starts with a standard tag header with
1775 type I<D> for scalar data (string, binary, etc.), or it could be a nested
1776 hash (type I<H>) or array (type I<A>).  The value comes just after the tag
1777 header.  The size reported in the tag header is only for the value, but then,
1778 just after the value is another size (32-bit unsigned long) and then the plain
1779 key itself.  Since the value is likely to be fetched more often than the plain
1780 key, I figured it would be I<slightly> faster to store the value first.
1781
1782 If the type is I<H> (hash) or I<A> (array), the value is another I<Master Index>
1783 record for the nested structure, where the process begins all over again.
1784
1785 =head2 RE-INDEXING
1786
1787 After a I<Bucket List> grows to 16 records, its allocated space in the file is
1788 exhausted.  Then, when another key/element comes in, the list is converted to a
1789 new index record.  However, this index will look at the next char in the MD5
1790 hash, and arrange new Bucket List pointers accordingly.  This process is called
1791 I<Re-Indexing>.  Basically, a new index tag is created at the file EOF, and all
1792 17 (16 + new one) keys/elements are removed from the old Bucket List and
1793 inserted into the new index.  Several new Bucket Lists are created in the
1794 process, as a new MD5 char from the key is being examined (it is unlikely that
1795 the keys will all share the same next char of their MD5s).
1796
1797 Because of the way the I<MD5> algorithm works, it is impossible to tell exactly
1798 when the Bucket Lists will turn into indexes, but the first round tends to
1799 happen right around 4,000 keys.  You will see a I<slight> decrease in
1800 performance here, but it picks back up pretty quick (see L<SPEED> above).  Then
1801 it takes B<a lot> more keys to exhaust the next level of Bucket Lists.  It's
1802 right around 900,000 keys.  This process can continue nearly indefinitely --
1803 right up until the point the I<MD5> signatures start colliding with each other,
1804 and this is B<EXTREMELY> rare -- like winning the lottery 5 times in a row AND
1805 getting struck by lightning while you are walking to cash in your tickets.
1806 Theoretically, since I<MD5> hashes are 128-bit values, you I<could> have up to
1807 340,282,366,921,000,000,000,000,000,000,000,000,000 keys/elements (I believe
1808 this is 340 unodecillion, but don't quote me).
1809
1810 =head2 STORING
1811
1812 When a new key/element is stored, the key (or index number) is first run through
1813 I<Digest::MD5> to get a 128-bit signature (example, in hex:
1814 b05783b0773d894396d475ced9d2f4f6).  Then, the I<Master Index> record is checked
1815 for the first char of the signature (in this case I<b0>).  If it does not exist,
1816 a new I<Bucket List> is created for our key (and the next 15 future keys that
1817 happen to also have I<b> as their first MD5 char).  The entire MD5 is written
1818 to the I<Bucket List> along with the offset of the new I<Bucket> record (EOF at
1819 this point, unless we are replacing an existing I<Bucket>), where the actual
1820 data will be stored.
1821
1822 =head2 FETCHING
1823
1824 Fetching an existing key/element involves getting a I<Digest::MD5> of the key
1825 (or index number), then walking along the indexes.  If there are enough
1826 keys/elements in this DB level, there might be nested indexes, each linked to
1827 a particular char of the MD5.  Finally, a I<Bucket List> is pointed to, which
1828 contains up to 16 full MD5 hashes.  Each is checked for equality to the key in
1829 question.  If we found a match, the I<Bucket> tag is loaded, where the value and
1830 plain key are stored.
1831
1832 Fetching the plain key occurs when calling the I<first_key()> and I<next_key()>
1833 methods.  In this process the indexes are walked systematically, and each key
1834 fetched in increasing MD5 order (which is why it appears random).   Once the
1835 I<Bucket> is found, the value is skipped and the plain key returned instead.
1836 B<Note:> Do not count on keys being fetched as if the MD5 hashes were
1837 alphabetically sorted.  This only happens on an index-level -- as soon as the
1838 I<Bucket Lists> are hit, the keys will come out in the order they went in --
1839 so it's pretty much undefined how the keys will come out -- just like Perl's
1840 built-in hashes.
1841
1842 =head1 CODE COVERAGE
1843
1844 We use B<Devel::Cover> to test the code coverage of our tests, below is the
1845 B<Devel::Cover> report on this module's test suite.
1846
1847   ----------------------------------- ------ ------ ------ ------ ------ ------
1848   File                                  stmt   bran   cond    sub   time  total
1849   ----------------------------------- ------ ------ ------ ------ ------ ------
1850   blib/lib/DBM/Deep.pm                  94.9   80.6   73.0  100.0   37.9   90.4
1851   blib/lib/DBM/Deep/Array.pm           100.0   91.1  100.0  100.0   18.2   98.1
1852   blib/lib/DBM/Deep/Engine.pm           98.9   87.3   80.0  100.0   34.2   95.2
1853   blib/lib/DBM/Deep/Hash.pm            100.0   87.5  100.0  100.0    9.7   97.3
1854   Total                                 97.9   85.9   79.7  100.0  100.0   94.3
1855   ----------------------------------- ------ ------ ------ ------ ------ ------
1856
1857 =head1 MORE INFORMATION
1858
1859 Check out the DBM::Deep Google Group at L<http://groups.google.com/group/DBM-Deep>
1860 or send email to L<DBM-Deep@googlegroups.com>.
1861
1862 =head1 AUTHORS
1863
1864 Joseph Huckaby, L<jhuckaby@cpan.org>
1865
1866 Rob Kinyon, L<rkinyon@cpan.org>
1867
1868 Special thanks to Adam Sah and Rich Gaushell!  You know why :-)
1869
1870 =head1 SEE ALSO
1871
1872 perltie(1), Tie::Hash(3), Digest::MD5(3), Fcntl(3), flock(2), lockf(3), nfs(5),
1873 Digest::SHA256(3), Crypt::Blowfish(3), Compress::Zlib(3)
1874
1875 =head1 LICENSE
1876
1877 Copyright (c) 2002-2006 Joseph Huckaby.  All Rights Reserved.
1878 This is free software, you may use it and distribute it under the
1879 same terms as Perl itself.
1880
1881 =cut