Cleanup
[dbsrgits/DBM-Deep.git] / lib / DBM / Deep.pm
1 package DBM::Deep;
2
3 ##
4 # DBM::Deep
5 #
6 # Description:
7 #    Multi-level database module for storing hash trees, arrays and simple
8 #    key/value pairs into FTP-able, cross-platform binary database files.
9 #
10 #    Type `perldoc DBM::Deep` for complete documentation.
11 #
12 # Usage Examples:
13 #    my %db;
14 #    tie %db, 'DBM::Deep', 'my_database.db'; # standard tie() method
15 #
16 #    my $db = new DBM::Deep( 'my_database.db' ); # preferred OO method
17 #
18 #    $db->{my_scalar} = 'hello world';
19 #    $db->{my_hash} = { larry => 'genius', hashes => 'fast' };
20 #    $db->{my_array} = [ 1, 2, 3, time() ];
21 #    $db->{my_complex} = [ 'hello', { perl => 'rules' }, 42, 99 ];
22 #    push @{$db->{my_array}}, 'another value';
23 #    my @key_list = keys %{$db->{my_hash}};
24 #    print "This module " . $db->{my_complex}->[1]->{perl} . "!\n";
25 #
26 # Copyright:
27 #    (c) 2002-2006 Joseph Huckaby.  All Rights Reserved.
28 #    This program is free software; you can redistribute it and/or
29 #    modify it under the same terms as Perl itself.
30 ##
31
32 use strict;
33
34 use Fcntl qw( :DEFAULT :flock :seek );
35 use Digest::MD5 ();
36 use Scalar::Util ();
37
38 use DBM::Deep::Engine;
39
40 use vars qw( $VERSION );
41 $VERSION = q(0.99_01);
42
43
44 ##
45 # Setup file and tag signatures.  These should never change.
46 ##
47 sub SIG_FILE   () { 'DPDB' }
48 sub SIG_HASH   () { 'H' }
49 sub SIG_ARRAY  () { 'A' }
50 sub SIG_SCALAR () { 'S' }
51 sub SIG_NULL   () { 'N' }
52 sub SIG_DATA   () { 'D' }
53 sub SIG_INDEX  () { 'I' }
54 sub SIG_BLIST  () { 'B' }
55 sub SIG_SIZE   () {  1  }
56
57 ##
58 # Setup constants for users to pass to new()
59 ##
60 sub TYPE_HASH   () { SIG_HASH   }
61 sub TYPE_ARRAY  () { SIG_ARRAY  }
62 sub TYPE_SCALAR () { SIG_SCALAR }
63
64 sub _get_args {
65     my $proto = shift;
66
67     my $args;
68     if (scalar(@_) > 1) {
69         if ( @_ % 2 ) {
70             $proto->_throw_error( "Odd number of parameters to " . (caller(1))[2] );
71         }
72         $args = {@_};
73     }
74     elsif ( ref $_[0] ) {
75         unless ( eval { local $SIG{'__DIE__'}; %{$_[0]} || 1 } ) {
76             $proto->_throw_error( "Not a hashref in args to " . (caller(1))[2] );
77         }
78         $args = $_[0];
79     }
80     else {
81         $args = { file => shift };
82     }
83
84     return $args;
85 }
86
87 sub new {
88     ##
89     # Class constructor method for Perl OO interface.
90     # Calls tie() and returns blessed reference to tied hash or array,
91     # providing a hybrid OO/tie interface.
92     ##
93     my $class = shift;
94     my $args = $class->_get_args( @_ );
95
96     ##
97     # Check if we want a tied hash or array.
98     ##
99     my $self;
100     if (defined($args->{type}) && $args->{type} eq TYPE_ARRAY) {
101         $class = 'DBM::Deep::Array';
102         require DBM::Deep::Array;
103         tie @$self, $class, %$args;
104     }
105     else {
106         $class = 'DBM::Deep::Hash';
107         require DBM::Deep::Hash;
108         tie %$self, $class, %$args;
109     }
110
111     return bless $self, $class;
112 }
113
114 sub _init {
115     ##
116     # Setup $self and bless into this class.
117     ##
118     my $class = shift;
119     my $args = shift;
120
121     # These are the defaults to be optionally overridden below
122     my $self = bless {
123         type        => TYPE_HASH,
124         base_offset => length(SIG_FILE),
125         engine      => DBM::Deep::Engine->new,
126     }, $class;
127
128     foreach my $param ( keys %$self ) {
129         next unless exists $args->{$param};
130         $self->{$param} = delete $args->{$param}
131     }
132
133     # locking implicitly enables autoflush
134     if ($args->{locking}) { $args->{autoflush} = 1; }
135
136     $self->{root} = exists $args->{root}
137         ? $args->{root}
138         : DBM::Deep::_::Root->new( $args );
139
140     $self->{engine}->setup_fh( $self );
141
142     return $self;
143 }
144
145 sub TIEHASH {
146     shift;
147     require DBM::Deep::Hash;
148     return DBM::Deep::Hash->TIEHASH( @_ );
149 }
150
151 sub TIEARRAY {
152     shift;
153     require DBM::Deep::Array;
154     return DBM::Deep::Array->TIEARRAY( @_ );
155 }
156
157 #XXX Unneeded now ...
158 #sub DESTROY {
159 #}
160
161 sub lock {
162     ##
163     # If db locking is set, flock() the db file.  If called multiple
164     # times before unlock(), then the same number of unlocks() must
165     # be called before the lock is released.
166     ##
167     my $self = $_[0]->_get_self;
168     my $type = $_[1];
169     $type = LOCK_EX unless defined $type;
170
171     if (!defined($self->_fh)) { return; }
172
173     if ($self->_root->{locking}) {
174         if (!$self->_root->{locked}) {
175             flock($self->_fh, $type);
176
177             # refresh end counter in case file has changed size
178             my @stats = stat($self->_root->{file});
179             $self->_root->{end} = $stats[7];
180
181             # double-check file inode, in case another process
182             # has optimize()d our file while we were waiting.
183             if ($stats[1] != $self->_root->{inode}) {
184                 $self->{engine}->close_fh( $self );
185                 $self->{engine}->setup_fh( $self );
186                 flock($self->_fh, $type); # re-lock
187
188                 # This may not be necessary after re-opening
189                 $self->_root->{end} = (stat($self->_fh))[7]; # re-end
190             }
191         }
192         $self->_root->{locked}++;
193
194         return 1;
195     }
196
197     return;
198 }
199
200 sub unlock {
201     ##
202     # If db locking is set, unlock the db file.  See note in lock()
203     # regarding calling lock() multiple times.
204     ##
205     my $self = $_[0]->_get_self;
206
207     if (!defined($self->_fh)) { return; }
208
209     if ($self->_root->{locking} && $self->_root->{locked} > 0) {
210         $self->_root->{locked}--;
211         if (!$self->_root->{locked}) { flock($self->_fh, LOCK_UN); }
212
213         return 1;
214     }
215
216     return;
217 }
218
219 sub _copy_value {
220     my $self = shift->_get_self;
221     my ($spot, $value) = @_;
222
223     if ( !ref $value ) {
224         ${$spot} = $value;
225     }
226     elsif ( eval { local $SIG{__DIE__}; $value->isa( 'DBM::Deep' ) } ) {
227         my $type = $value->_type;
228         ${$spot} = $type eq TYPE_HASH ? {} : [];
229         $value->_copy_node( ${$spot} );
230     }
231     else {
232         my $r = Scalar::Util::reftype( $value );
233         my $c = Scalar::Util::blessed( $value );
234         if ( $r eq 'ARRAY' ) {
235             ${$spot} = [ @{$value} ];
236         }
237         else {
238             ${$spot} = { %{$value} };
239         }
240         ${$spot} = bless ${$spot}, $c
241             if defined $c;
242     }
243
244     return 1;
245 }
246
247 sub _copy_node {
248     ##
249     # Copy single level of keys or elements to new DB handle.
250     # Recurse for nested structures
251     ##
252     my $self = shift->_get_self;
253     my ($db_temp) = @_;
254
255     if ($self->_type eq TYPE_HASH) {
256         my $key = $self->first_key();
257         while ($key) {
258             my $value = $self->get($key);
259             $self->_copy_value( \$db_temp->{$key}, $value );
260             $key = $self->next_key($key);
261         }
262     }
263     else {
264         my $length = $self->length();
265         for (my $index = 0; $index < $length; $index++) {
266             my $value = $self->get($index);
267             $self->_copy_value( \$db_temp->[$index], $value );
268         }
269     }
270
271     return 1;
272 }
273
274 sub export {
275     ##
276     # Recursively export into standard Perl hashes and arrays.
277     ##
278     my $self = $_[0]->_get_self;
279
280     my $temp;
281     if ($self->_type eq TYPE_HASH) { $temp = {}; }
282     elsif ($self->_type eq TYPE_ARRAY) { $temp = []; }
283
284     $self->lock();
285     $self->_copy_node( $temp );
286     $self->unlock();
287
288     return $temp;
289 }
290
291 sub import {
292     ##
293     # Recursively import Perl hash/array structure
294     ##
295     #XXX This use of ref() seems to be ok
296     if (!ref($_[0])) { return; } # Perl calls import() on use -- ignore
297
298     my $self = $_[0]->_get_self;
299     my $struct = $_[1];
300
301     #XXX This use of ref() seems to be ok
302     if (!ref($struct)) {
303         ##
304         # struct is not a reference, so just import based on our type
305         ##
306         shift @_;
307
308         if ($self->_type eq TYPE_HASH) { $struct = {@_}; }
309         elsif ($self->_type eq TYPE_ARRAY) { $struct = [@_]; }
310     }
311
312     my $r = Scalar::Util::reftype($struct) || '';
313     if ($r eq "HASH" && $self->_type eq TYPE_HASH) {
314         foreach my $key (keys %$struct) { $self->put($key, $struct->{$key}); }
315     }
316     elsif ($r eq "ARRAY" && $self->_type eq TYPE_ARRAY) {
317         $self->push( @$struct );
318     }
319     else {
320         $self->_throw_error("Cannot import: type mismatch");
321     }
322
323     return 1;
324 }
325
326 sub optimize {
327     ##
328     # Rebuild entire database into new file, then move
329     # it back on top of original.
330     ##
331     my $self = $_[0]->_get_self;
332
333 #XXX Need to create a new test for this
334 #    if ($self->_root->{links} > 1) {
335 #        $self->_throw_error("Cannot optimize: reference count is greater than 1");
336 #    }
337
338     my $db_temp = DBM::Deep->new(
339         file => $self->_root->{file} . '.tmp',
340         type => $self->_type
341     );
342     if (!$db_temp) {
343         $self->_throw_error("Cannot optimize: failed to open temp file: $!");
344     }
345
346     $self->lock();
347     $self->_copy_node( $db_temp );
348     undef $db_temp;
349
350     ##
351     # Attempt to copy user, group and permissions over to new file
352     ##
353     my @stats = stat($self->_fh);
354     my $perms = $stats[2] & 07777;
355     my $uid = $stats[4];
356     my $gid = $stats[5];
357     chown( $uid, $gid, $self->_root->{file} . '.tmp' );
358     chmod( $perms, $self->_root->{file} . '.tmp' );
359
360     # q.v. perlport for more information on this variable
361     if ( $^O eq 'MSWin32' || $^O eq 'cygwin' ) {
362         ##
363         # Potential race condition when optmizing on Win32 with locking.
364         # The Windows filesystem requires that the filehandle be closed
365         # before it is overwritten with rename().  This could be redone
366         # with a soft copy.
367         ##
368         $self->unlock();
369         $self->{engine}->close_fh( $self );
370     }
371
372     if (!rename $self->_root->{file} . '.tmp', $self->_root->{file}) {
373         unlink $self->_root->{file} . '.tmp';
374         $self->unlock();
375         $self->_throw_error("Optimize failed: Cannot copy temp file over original: $!");
376     }
377
378     $self->unlock();
379     $self->{engine}->close_fh( $self );
380     $self->{engine}->setup_fh( $self );
381
382     return 1;
383 }
384
385 sub clone {
386     ##
387     # Make copy of object and return
388     ##
389     my $self = $_[0]->_get_self;
390
391     return DBM::Deep->new(
392         type => $self->_type,
393         base_offset => $self->_base_offset,
394         root => $self->_root
395     );
396 }
397
398 {
399     my %is_legal_filter = map {
400         $_ => ~~1,
401     } qw(
402         store_key store_value
403         fetch_key fetch_value
404     );
405
406     sub set_filter {
407         ##
408         # Setup filter function for storing or fetching the key or value
409         ##
410         my $self = $_[0]->_get_self;
411         my $type = lc $_[1];
412         my $func = $_[2] ? $_[2] : undef;
413
414         if ( $is_legal_filter{$type} ) {
415             $self->_root->{"filter_$type"} = $func;
416             return 1;
417         }
418
419         return;
420     }
421 }
422
423 ##
424 # Accessor methods
425 ##
426
427 sub _root {
428     ##
429     # Get access to the root structure
430     ##
431     my $self = $_[0]->_get_self;
432     return $self->{root};
433 }
434
435 sub _fh {
436     ##
437     # Get access to the raw fh
438     ##
439     my $self = $_[0]->_get_self;
440     return $self->_root->{fh};
441 }
442
443 sub _type {
444     ##
445     # Get type of current node (TYPE_HASH or TYPE_ARRAY)
446     ##
447     my $self = $_[0]->_get_self;
448     return $self->{type};
449 }
450
451 sub _base_offset {
452     ##
453     # Get base_offset of current node (TYPE_HASH or TYPE_ARRAY)
454     ##
455     my $self = $_[0]->_get_self;
456     return $self->{base_offset};
457 }
458
459 ##
460 # Utility methods
461 ##
462
463 sub _throw_error {
464     die "DBM::Deep: $_[1]\n";
465 }
466
467 sub _is_writable {
468     my $fh = shift;
469     (O_WRONLY | O_RDWR) & fcntl( $fh, F_GETFL, my $slush = 0);
470 }
471
472 #sub _is_readable {
473 #    my $fh = shift;
474 #    (O_RDONLY | O_RDWR) & fcntl( $fh, F_GETFL, my $slush = 0);
475 #}
476
477 sub STORE {
478     ##
479     # Store single hash key/value or array element in database.
480     ##
481     my $self = shift->_get_self;
482     my ($key, $value) = @_;
483
484     unless ( _is_writable( $self->_fh ) ) {
485         $self->_throw_error( 'Cannot write to a readonly filehandle' );
486     }
487
488     ##
489     # Request exclusive lock for writing
490     ##
491     $self->lock( LOCK_EX );
492
493     my $md5 = $self->{engine}{digest}->($key);
494
495     my $tag = $self->{engine}->find_bucket_list( $self, $md5, { create => 1 } );
496
497     # User may be storing a hash, in which case we do not want it run
498     # through the filtering system
499     if ( !ref($value) && $self->_root->{filter_store_value} ) {
500         $value = $self->_root->{filter_store_value}->( $value );
501     }
502
503     ##
504     # Add key/value to bucket list
505     ##
506     my $result = $self->{engine}->add_bucket( $self, $tag, $md5, $key, $value );
507
508     $self->unlock();
509
510     return $result;
511 }
512
513 sub FETCH {
514     ##
515     # Fetch single value or element given plain key or array index
516     ##
517     my $self = shift->_get_self;
518     my $key = shift;
519
520     my $md5 = $self->{engine}{digest}->($key);
521
522     ##
523     # Request shared lock for reading
524     ##
525     $self->lock( LOCK_SH );
526
527     my $tag = $self->{engine}->find_bucket_list( $self, $md5 );
528     if (!$tag) {
529         $self->unlock();
530         return;
531     }
532
533     ##
534     # Get value from bucket list
535     ##
536     my $result = $self->{engine}->get_bucket_value( $self, $tag, $md5 );
537
538     $self->unlock();
539
540     # Filters only apply to scalar values, so the ref check is making
541     # sure the fetched bucket is a scalar, not a child hash or array.
542     return ($result && !ref($result) && $self->_root->{filter_fetch_value})
543         ? $self->_root->{filter_fetch_value}->($result)
544         : $result;
545 }
546
547 sub DELETE {
548     ##
549     # Delete single key/value pair or element given plain key or array index
550     ##
551     my $self = $_[0]->_get_self;
552     my $key = $_[1];
553
554     unless ( _is_writable( $self->_fh ) ) {
555         $self->_throw_error( 'Cannot write to a readonly filehandle' );
556     }
557
558     ##
559     # Request exclusive lock for writing
560     ##
561     $self->lock( LOCK_EX );
562
563     my $md5 = $self->{engine}{digest}->($key);
564
565     my $tag = $self->{engine}->find_bucket_list( $self, $md5 );
566     if (!$tag) {
567         $self->unlock();
568         return;
569     }
570
571     ##
572     # Delete bucket
573     ##
574     my $value = $self->{engine}->get_bucket_value($self,  $tag, $md5 );
575
576     if (defined $value && !ref($value) && $self->_root->{filter_fetch_value}) {
577         $value = $self->_root->{filter_fetch_value}->($value);
578     }
579
580     my $result = $self->{engine}->delete_bucket( $self, $tag, $md5 );
581
582     ##
583     # If this object is an array and the key deleted was on the end of the stack,
584     # decrement the length variable.
585     ##
586
587     $self->unlock();
588
589     return $value;
590 }
591
592 sub EXISTS {
593     ##
594     # Check if a single key or element exists given plain key or array index
595     ##
596     my $self = $_[0]->_get_self;
597     my $key = $_[1];
598
599     my $md5 = $self->{engine}{digest}->($key);
600
601     ##
602     # Request shared lock for reading
603     ##
604     $self->lock( LOCK_SH );
605
606     my $tag = $self->{engine}->find_bucket_list( $self, $md5 );
607     if (!$tag) {
608         $self->unlock();
609
610         ##
611         # For some reason, the built-in exists() function returns '' for false
612         ##
613         return '';
614     }
615
616     ##
617     # Check if bucket exists and return 1 or ''
618     ##
619     my $result = $self->{engine}->bucket_exists( $self, $tag, $md5 ) || '';
620
621     $self->unlock();
622
623     return $result;
624 }
625
626 sub CLEAR {
627     ##
628     # Clear all keys from hash, or all elements from array.
629     ##
630     my $self = $_[0]->_get_self;
631
632     unless ( _is_writable( $self->_fh ) ) {
633         $self->_throw_error( 'Cannot write to a readonly filehandle' );
634     }
635
636     ##
637     # Request exclusive lock for writing
638     ##
639     $self->lock( LOCK_EX );
640
641     my $fh = $self->_fh;
642
643     seek($fh, $self->_base_offset + $self->_root->{file_offset}, SEEK_SET);
644     if (eof $fh) {
645         $self->unlock();
646         return;
647     }
648
649     $self->{engine}->create_tag($self, $self->_base_offset, $self->_type, chr(0) x $self->{engine}{index_size});
650
651     $self->unlock();
652
653     return 1;
654 }
655
656 ##
657 # Public method aliases
658 ##
659 sub put { (shift)->STORE( @_ ) }
660 sub store { (shift)->STORE( @_ ) }
661 sub get { (shift)->FETCH( @_ ) }
662 sub fetch { (shift)->FETCH( @_ ) }
663 sub delete { (shift)->DELETE( @_ ) }
664 sub exists { (shift)->EXISTS( @_ ) }
665 sub clear { (shift)->CLEAR( @_ ) }
666
667 package DBM::Deep::_::Root;
668
669 sub new {
670     my $class = shift;
671     my ($args) = @_;
672
673     my $self = bless {
674         autobless          => undef,
675         autoflush          => undef,
676         #XXX It should be this in order to work with the initial create_tag(),
677         #XXX but it's not ... it works out because of the stat() in setup_fh(),
678         #XXX but that's not good.
679         end                => 0, #length(DBM::Deep->SIG_FILE),
680         fh                 => undef,
681         file               => undef,
682         file_offset        => 0,
683         locking            => undef,
684         locked             => 0,
685         filter_store_key   => undef,
686         filter_store_value => undef,
687         filter_fetch_key   => undef,
688         filter_fetch_value => undef,
689         %$args,
690     }, $class;
691
692     if ( $self->{fh} && !$self->{file_offset} ) {
693         $self->{file_offset} = tell( $self->{fh} );
694     }
695
696     return $self;
697 }
698
699 sub DESTROY {
700     my $self = shift;
701     return unless $self;
702
703     close $self->{fh} if $self->{fh};
704
705     return;
706 }
707
708 1;
709
710 __END__
711
712 =head1 NAME
713
714 DBM::Deep - A pure perl multi-level hash/array DBM
715
716 =head1 SYNOPSIS
717
718   use DBM::Deep;
719   my $db = DBM::Deep->new( "foo.db" );
720
721   $db->{key} = 'value'; # tie() style
722   print $db->{key};
723
724   $db->put('key' => 'value'); # OO style
725   print $db->get('key');
726
727   # true multi-level support
728   $db->{my_complex} = [
729       'hello', { perl => 'rules' },
730       42, 99,
731   ];
732
733 =head1 DESCRIPTION
734
735 A unique flat-file database module, written in pure perl.  True
736 multi-level hash/array support (unlike MLDBM, which is faked), hybrid
737 OO / tie() interface, cross-platform FTPable files, and quite fast.  Can
738 handle millions of keys and unlimited hash levels without significant
739 slow-down.  Written from the ground-up in pure perl -- this is NOT a
740 wrapper around a C-based DBM.  Out-of-the-box compatibility with Unix,
741 Mac OS X and Windows.
742
743 =head1 INSTALLATION
744
745 Hopefully you are using Perl's excellent CPAN module, which will download
746 and install the module for you.  If not, get the tarball, and run these
747 commands:
748
749     tar zxf DBM-Deep-*
750     cd DBM-Deep-*
751     perl Makefile.PL
752     make
753     make test
754     make install
755
756 =head1 SETUP
757
758 Construction can be done OO-style (which is the recommended way), or using
759 Perl's tie() function.  Both are examined here.
760
761 =head2 OO CONSTRUCTION
762
763 The recommended way to construct a DBM::Deep object is to use the new()
764 method, which gets you a blessed, tied hash or array reference.
765
766     my $db = DBM::Deep->new( "foo.db" );
767
768 This opens a new database handle, mapped to the file "foo.db".  If this
769 file does not exist, it will automatically be created.  DB files are
770 opened in "r+" (read/write) mode, and the type of object returned is a
771 hash, unless otherwise specified (see L<OPTIONS> below).
772
773 You can pass a number of options to the constructor to specify things like
774 locking, autoflush, etc.  This is done by passing an inline hash:
775
776     my $db = DBM::Deep->new(
777         file => "foo.db",
778         locking => 1,
779         autoflush => 1
780     );
781
782 Notice that the filename is now specified I<inside> the hash with
783 the "file" parameter, as opposed to being the sole argument to the
784 constructor.  This is required if any options are specified.
785 See L<OPTIONS> below for the complete list.
786
787
788
789 You can also start with an array instead of a hash.  For this, you must
790 specify the C<type> parameter:
791
792     my $db = DBM::Deep->new(
793         file => "foo.db",
794         type => DBM::Deep->TYPE_ARRAY
795     );
796
797 B<Note:> Specifing the C<type> parameter only takes effect when beginning
798 a new DB file.  If you create a DBM::Deep object with an existing file, the
799 C<type> will be loaded from the file header, and an error will be thrown if
800 the wrong type is passed in.
801
802 =head2 TIE CONSTRUCTION
803
804 Alternately, you can create a DBM::Deep handle by using Perl's built-in
805 tie() function.  The object returned from tie() can be used to call methods,
806 such as lock() and unlock(), but cannot be used to assign to the DBM::Deep
807 file (as expected with most tie'd objects).
808
809     my %hash;
810     my $db = tie %hash, "DBM::Deep", "foo.db";
811
812     my @array;
813     my $db = tie @array, "DBM::Deep", "bar.db";
814
815 As with the OO constructor, you can replace the DB filename parameter with
816 a hash containing one or more options (see L<OPTIONS> just below for the
817 complete list).
818
819     tie %hash, "DBM::Deep", {
820         file => "foo.db",
821         locking => 1,
822         autoflush => 1
823     };
824
825 =head2 OPTIONS
826
827 There are a number of options that can be passed in when constructing your
828 DBM::Deep objects.  These apply to both the OO- and tie- based approaches.
829
830 =over
831
832 =item * file
833
834 Filename of the DB file to link the handle to.  You can pass a full absolute
835 filesystem path, partial path, or a plain filename if the file is in the
836 current working directory.  This is a required parameter (though q.v. fh).
837
838 =item * fh
839
840 If you want, you can pass in the fh instead of the file. This is most useful for doing
841 something like:
842
843   my $db = DBM::Deep->new( { fh => \*DATA } );
844
845 You are responsible for making sure that the fh has been opened appropriately for your
846 needs. If you open it read-only and attempt to write, an exception will be thrown. If you
847 open it write-only or append-only, an exception will be thrown immediately as DBM::Deep
848 needs to read from the fh.
849
850 =item * file_offset
851
852 This is the offset within the file that the DBM::Deep db starts. Most of the time, you will
853 not need to set this. However, it's there if you want it.
854
855 If you pass in fh and do not set this, it will be set appropriately.
856
857 =item * type
858
859 This parameter specifies what type of object to create, a hash or array.  Use
860 one of these two constants: C<DBM::Deep-E<gt>TYPE_HASH> or C<DBM::Deep-E<gt>TYPE_ARRAY>.
861 This only takes effect when beginning a new file.  This is an optional
862 parameter, and defaults to C<DBM::Deep-E<gt>TYPE_HASH>.
863
864 =item * locking
865
866 Specifies whether locking is to be enabled.  DBM::Deep uses Perl's Fnctl flock()
867 function to lock the database in exclusive mode for writes, and shared mode for
868 reads.  Pass any true value to enable.  This affects the base DB handle I<and
869 any child hashes or arrays> that use the same DB file.  This is an optional
870 parameter, and defaults to 0 (disabled).  See L<LOCKING> below for more.
871
872 =item * autoflush
873
874 Specifies whether autoflush is to be enabled on the underlying filehandle.
875 This obviously slows down write operations, but is required if you may have
876 multiple processes accessing the same DB file (also consider enable I<locking>).
877 Pass any true value to enable.  This is an optional parameter, and defaults to 0
878 (disabled).
879
880 =item * autobless
881
882 If I<autobless> mode is enabled, DBM::Deep will preserve blessed hashes, and
883 restore them when fetched.  This is an B<experimental> feature, and does have
884 side-effects.  Basically, when hashes are re-blessed into their original
885 classes, they are no longer blessed into the DBM::Deep class!  So you won't be
886 able to call any DBM::Deep methods on them.  You have been warned.
887 This is an optional parameter, and defaults to 0 (disabled).
888
889 =item * filter_*
890
891 See L<FILTERS> below.
892
893 =back
894
895 =head1 TIE INTERFACE
896
897 With DBM::Deep you can access your databases using Perl's standard hash/array
898 syntax.  Because all DBM::Deep objects are I<tied> to hashes or arrays, you can
899 treat them as such.  DBM::Deep will intercept all reads/writes and direct them
900 to the right place -- the DB file.  This has nothing to do with the
901 L<TIE CONSTRUCTION> section above.  This simply tells you how to use DBM::Deep
902 using regular hashes and arrays, rather than calling functions like C<get()>
903 and C<put()> (although those work too).  It is entirely up to you how to want
904 to access your databases.
905
906 =head2 HASHES
907
908 You can treat any DBM::Deep object like a normal Perl hash reference.  Add keys,
909 or even nested hashes (or arrays) using standard Perl syntax:
910
911     my $db = DBM::Deep->new( "foo.db" );
912
913     $db->{mykey} = "myvalue";
914     $db->{myhash} = {};
915     $db->{myhash}->{subkey} = "subvalue";
916
917     print $db->{myhash}->{subkey} . "\n";
918
919 You can even step through hash keys using the normal Perl C<keys()> function:
920
921     foreach my $key (keys %$db) {
922         print "$key: " . $db->{$key} . "\n";
923     }
924
925 Remember that Perl's C<keys()> function extracts I<every> key from the hash and
926 pushes them onto an array, all before the loop even begins.  If you have an
927 extra large hash, this may exhaust Perl's memory.  Instead, consider using
928 Perl's C<each()> function, which pulls keys/values one at a time, using very
929 little memory:
930
931     while (my ($key, $value) = each %$db) {
932         print "$key: $value\n";
933     }
934
935 Please note that when using C<each()>, you should always pass a direct
936 hash reference, not a lookup.  Meaning, you should B<never> do this:
937
938     # NEVER DO THIS
939     while (my ($key, $value) = each %{$db->{foo}}) { # BAD
940
941 This causes an infinite loop, because for each iteration, Perl is calling
942 FETCH() on the $db handle, resulting in a "new" hash for foo every time, so
943 it effectively keeps returning the first key over and over again. Instead,
944 assign a temporary variable to C<$db->{foo}>, then pass that to each().
945
946 =head2 ARRAYS
947
948 As with hashes, you can treat any DBM::Deep object like a normal Perl array
949 reference.  This includes inserting, removing and manipulating elements,
950 and the C<push()>, C<pop()>, C<shift()>, C<unshift()> and C<splice()> functions.
951 The object must have first been created using type C<DBM::Deep-E<gt>TYPE_ARRAY>,
952 or simply be a nested array reference inside a hash.  Example:
953
954     my $db = DBM::Deep->new(
955         file => "foo-array.db",
956         type => DBM::Deep->TYPE_ARRAY
957     );
958
959     $db->[0] = "foo";
960     push @$db, "bar", "baz";
961     unshift @$db, "bah";
962
963     my $last_elem = pop @$db; # baz
964     my $first_elem = shift @$db; # bah
965     my $second_elem = $db->[1]; # bar
966
967     my $num_elements = scalar @$db;
968
969 =head1 OO INTERFACE
970
971 In addition to the I<tie()> interface, you can also use a standard OO interface
972 to manipulate all aspects of DBM::Deep databases.  Each type of object (hash or
973 array) has its own methods, but both types share the following common methods:
974 C<put()>, C<get()>, C<exists()>, C<delete()> and C<clear()>.
975
976 =over
977
978 =item * new() / clone()
979
980 These are the constructor and copy-functions.
981
982 =item * put() / store()
983
984 Stores a new hash key/value pair, or sets an array element value.  Takes two
985 arguments, the hash key or array index, and the new value.  The value can be
986 a scalar, hash ref or array ref.  Returns true on success, false on failure.
987
988     $db->put("foo", "bar"); # for hashes
989     $db->put(1, "bar"); # for arrays
990
991 =item * get() / fetch()
992
993 Fetches the value of a hash key or array element.  Takes one argument: the hash
994 key or array index.  Returns a scalar, hash ref or array ref, depending on the
995 data type stored.
996
997     my $value = $db->get("foo"); # for hashes
998     my $value = $db->get(1); # for arrays
999
1000 =item * exists()
1001
1002 Checks if a hash key or array index exists.  Takes one argument: the hash key
1003 or array index.  Returns true if it exists, false if not.
1004
1005     if ($db->exists("foo")) { print "yay!\n"; } # for hashes
1006     if ($db->exists(1)) { print "yay!\n"; } # for arrays
1007
1008 =item * delete()
1009
1010 Deletes one hash key/value pair or array element.  Takes one argument: the hash
1011 key or array index.  Returns true on success, false if not found.  For arrays,
1012 the remaining elements located after the deleted element are NOT moved over.
1013 The deleted element is essentially just undefined, which is exactly how Perl's
1014 internal arrays work.  Please note that the space occupied by the deleted
1015 key/value or element is B<not> reused again -- see L<UNUSED SPACE RECOVERY>
1016 below for details and workarounds.
1017
1018     $db->delete("foo"); # for hashes
1019     $db->delete(1); # for arrays
1020
1021 =item * clear()
1022
1023 Deletes B<all> hash keys or array elements.  Takes no arguments.  No return
1024 value.  Please note that the space occupied by the deleted keys/values or
1025 elements is B<not> reused again -- see L<UNUSED SPACE RECOVERY> below for
1026 details and workarounds.
1027
1028     $db->clear(); # hashes or arrays
1029
1030 =item * lock() / unlock()
1031
1032 q.v. Locking.
1033
1034 =item * optimize()
1035
1036 Recover lost disk space.
1037
1038 =item * import() / export()
1039
1040 Data going in and out.
1041
1042 =item * set_digest() / set_pack() / set_filter()
1043
1044 q.v. adjusting the interal parameters.
1045
1046 =back
1047
1048 =head2 HASHES
1049
1050 For hashes, DBM::Deep supports all the common methods described above, and the
1051 following additional methods: C<first_key()> and C<next_key()>.
1052
1053 =over
1054
1055 =item * first_key()
1056
1057 Returns the "first" key in the hash.  As with built-in Perl hashes, keys are
1058 fetched in an undefined order (which appears random).  Takes no arguments,
1059 returns the key as a scalar value.
1060
1061     my $key = $db->first_key();
1062
1063 =item * next_key()
1064
1065 Returns the "next" key in the hash, given the previous one as the sole argument.
1066 Returns undef if there are no more keys to be fetched.
1067
1068     $key = $db->next_key($key);
1069
1070 =back
1071
1072 Here are some examples of using hashes:
1073
1074     my $db = DBM::Deep->new( "foo.db" );
1075
1076     $db->put("foo", "bar");
1077     print "foo: " . $db->get("foo") . "\n";
1078
1079     $db->put("baz", {}); # new child hash ref
1080     $db->get("baz")->put("buz", "biz");
1081     print "buz: " . $db->get("baz")->get("buz") . "\n";
1082
1083     my $key = $db->first_key();
1084     while ($key) {
1085         print "$key: " . $db->get($key) . "\n";
1086         $key = $db->next_key($key);
1087     }
1088
1089     if ($db->exists("foo")) { $db->delete("foo"); }
1090
1091 =head2 ARRAYS
1092
1093 For arrays, DBM::Deep supports all the common methods described above, and the
1094 following additional methods: C<length()>, C<push()>, C<pop()>, C<shift()>,
1095 C<unshift()> and C<splice()>.
1096
1097 =over
1098
1099 =item * length()
1100
1101 Returns the number of elements in the array.  Takes no arguments.
1102
1103     my $len = $db->length();
1104
1105 =item * push()
1106
1107 Adds one or more elements onto the end of the array.  Accepts scalars, hash
1108 refs or array refs.  No return value.
1109
1110     $db->push("foo", "bar", {});
1111
1112 =item * pop()
1113
1114 Fetches the last element in the array, and deletes it.  Takes no arguments.
1115 Returns undef if array is empty.  Returns the element value.
1116
1117     my $elem = $db->pop();
1118
1119 =item * shift()
1120
1121 Fetches the first element in the array, deletes it, then shifts all the
1122 remaining elements over to take up the space.  Returns the element value.  This
1123 method is not recommended with large arrays -- see L<LARGE ARRAYS> below for
1124 details.
1125
1126     my $elem = $db->shift();
1127
1128 =item * unshift()
1129
1130 Inserts one or more elements onto the beginning of the array, shifting all
1131 existing elements over to make room.  Accepts scalars, hash refs or array refs.
1132 No return value.  This method is not recommended with large arrays -- see
1133 <LARGE ARRAYS> below for details.
1134
1135     $db->unshift("foo", "bar", {});
1136
1137 =item * splice()
1138
1139 Performs exactly like Perl's built-in function of the same name.  See L<perldoc
1140 -f splice> for usage -- it is too complicated to document here.  This method is
1141 not recommended with large arrays -- see L<LARGE ARRAYS> below for details.
1142
1143 =back
1144
1145 Here are some examples of using arrays:
1146
1147     my $db = DBM::Deep->new(
1148         file => "foo.db",
1149         type => DBM::Deep->TYPE_ARRAY
1150     );
1151
1152     $db->push("bar", "baz");
1153     $db->unshift("foo");
1154     $db->put(3, "buz");
1155
1156     my $len = $db->length();
1157     print "length: $len\n"; # 4
1158
1159     for (my $k=0; $k<$len; $k++) {
1160         print "$k: " . $db->get($k) . "\n";
1161     }
1162
1163     $db->splice(1, 2, "biz", "baf");
1164
1165     while (my $elem = shift @$db) {
1166         print "shifted: $elem\n";
1167     }
1168
1169 =head1 LOCKING
1170
1171 Enable automatic file locking by passing a true value to the C<locking>
1172 parameter when constructing your DBM::Deep object (see L<SETUP> above).
1173
1174     my $db = DBM::Deep->new(
1175         file => "foo.db",
1176         locking => 1
1177     );
1178
1179 This causes DBM::Deep to C<flock()> the underlying filehandle with exclusive
1180 mode for writes, and shared mode for reads.  This is required if you have
1181 multiple processes accessing the same database file, to avoid file corruption.
1182 Please note that C<flock()> does NOT work for files over NFS.  See L<DB OVER
1183 NFS> below for more.
1184
1185 =head2 EXPLICIT LOCKING
1186
1187 You can explicitly lock a database, so it remains locked for multiple
1188 transactions.  This is done by calling the C<lock()> method, and passing an
1189 optional lock mode argument (defaults to exclusive mode).  This is particularly
1190 useful for things like counters, where the current value needs to be fetched,
1191 then incremented, then stored again.
1192
1193     $db->lock();
1194     my $counter = $db->get("counter");
1195     $counter++;
1196     $db->put("counter", $counter);
1197     $db->unlock();
1198
1199     # or...
1200
1201     $db->lock();
1202     $db->{counter}++;
1203     $db->unlock();
1204
1205 You can pass C<lock()> an optional argument, which specifies which mode to use
1206 (exclusive or shared).  Use one of these two constants: C<DBM::Deep-E<gt>LOCK_EX>
1207 or C<DBM::Deep-E<gt>LOCK_SH>.  These are passed directly to C<flock()>, and are the
1208 same as the constants defined in Perl's C<Fcntl> module.
1209
1210     $db->lock( DBM::Deep->LOCK_SH );
1211     # something here
1212     $db->unlock();
1213
1214 =head1 IMPORTING/EXPORTING
1215
1216 You can import existing complex structures by calling the C<import()> method,
1217 and export an entire database into an in-memory structure using the C<export()>
1218 method.  Both are examined here.
1219
1220 =head2 IMPORTING
1221
1222 Say you have an existing hash with nested hashes/arrays inside it.  Instead of
1223 walking the structure and adding keys/elements to the database as you go,
1224 simply pass a reference to the C<import()> method.  This recursively adds
1225 everything to an existing DBM::Deep object for you.  Here is an example:
1226
1227     my $struct = {
1228         key1 => "value1",
1229         key2 => "value2",
1230         array1 => [ "elem0", "elem1", "elem2" ],
1231         hash1 => {
1232             subkey1 => "subvalue1",
1233             subkey2 => "subvalue2"
1234         }
1235     };
1236
1237     my $db = DBM::Deep->new( "foo.db" );
1238     $db->import( $struct );
1239
1240     print $db->{key1} . "\n"; # prints "value1"
1241
1242 This recursively imports the entire C<$struct> object into C<$db>, including
1243 all nested hashes and arrays.  If the DBM::Deep object contains exsiting data,
1244 keys are merged with the existing ones, replacing if they already exist.
1245 The C<import()> method can be called on any database level (not just the base
1246 level), and works with both hash and array DB types.
1247
1248 B<Note:> Make sure your existing structure has no circular references in it.
1249 These will cause an infinite loop when importing.
1250
1251 =head2 EXPORTING
1252
1253 Calling the C<export()> method on an existing DBM::Deep object will return
1254 a reference to a new in-memory copy of the database.  The export is done
1255 recursively, so all nested hashes/arrays are all exported to standard Perl
1256 objects.  Here is an example:
1257
1258     my $db = DBM::Deep->new( "foo.db" );
1259
1260     $db->{key1} = "value1";
1261     $db->{key2} = "value2";
1262     $db->{hash1} = {};
1263     $db->{hash1}->{subkey1} = "subvalue1";
1264     $db->{hash1}->{subkey2} = "subvalue2";
1265
1266     my $struct = $db->export();
1267
1268     print $struct->{key1} . "\n"; # prints "value1"
1269
1270 This makes a complete copy of the database in memory, and returns a reference
1271 to it.  The C<export()> method can be called on any database level (not just
1272 the base level), and works with both hash and array DB types.  Be careful of
1273 large databases -- you can store a lot more data in a DBM::Deep object than an
1274 in-memory Perl structure.
1275
1276 B<Note:> Make sure your database has no circular references in it.
1277 These will cause an infinite loop when exporting.
1278
1279 =head1 FILTERS
1280
1281 DBM::Deep has a number of hooks where you can specify your own Perl function
1282 to perform filtering on incoming or outgoing data.  This is a perfect
1283 way to extend the engine, and implement things like real-time compression or
1284 encryption.  Filtering applies to the base DB level, and all child hashes /
1285 arrays.  Filter hooks can be specified when your DBM::Deep object is first
1286 constructed, or by calling the C<set_filter()> method at any time.  There are
1287 four available filter hooks, described below:
1288
1289 =over
1290
1291 =item * filter_store_key
1292
1293 This filter is called whenever a hash key is stored.  It
1294 is passed the incoming key, and expected to return a transformed key.
1295
1296 =item * filter_store_value
1297
1298 This filter is called whenever a hash key or array element is stored.  It
1299 is passed the incoming value, and expected to return a transformed value.
1300
1301 =item * filter_fetch_key
1302
1303 This filter is called whenever a hash key is fetched (i.e. via
1304 C<first_key()> or C<next_key()>).  It is passed the transformed key,
1305 and expected to return the plain key.
1306
1307 =item * filter_fetch_value
1308
1309 This filter is called whenever a hash key or array element is fetched.
1310 It is passed the transformed value, and expected to return the plain value.
1311
1312 =back
1313
1314 Here are the two ways to setup a filter hook:
1315
1316     my $db = DBM::Deep->new(
1317         file => "foo.db",
1318         filter_store_value => \&my_filter_store,
1319         filter_fetch_value => \&my_filter_fetch
1320     );
1321
1322     # or...
1323
1324     $db->set_filter( "filter_store_value", \&my_filter_store );
1325     $db->set_filter( "filter_fetch_value", \&my_filter_fetch );
1326
1327 Your filter function will be called only when dealing with SCALAR keys or
1328 values.  When nested hashes and arrays are being stored/fetched, filtering
1329 is bypassed.  Filters are called as static functions, passed a single SCALAR
1330 argument, and expected to return a single SCALAR value.  If you want to
1331 remove a filter, set the function reference to C<undef>:
1332
1333     $db->set_filter( "filter_store_value", undef );
1334
1335 =head2 REAL-TIME ENCRYPTION EXAMPLE
1336
1337 Here is a working example that uses the I<Crypt::Blowfish> module to
1338 do real-time encryption / decryption of keys & values with DBM::Deep Filters.
1339 Please visit L<http://search.cpan.org/search?module=Crypt::Blowfish> for more
1340 on I<Crypt::Blowfish>.  You'll also need the I<Crypt::CBC> module.
1341
1342     use DBM::Deep;
1343     use Crypt::Blowfish;
1344     use Crypt::CBC;
1345
1346     my $cipher = Crypt::CBC->new({
1347         'key'             => 'my secret key',
1348         'cipher'          => 'Blowfish',
1349         'iv'              => '$KJh#(}q',
1350         'regenerate_key'  => 0,
1351         'padding'         => 'space',
1352         'prepend_iv'      => 0
1353     });
1354
1355     my $db = DBM::Deep->new(
1356         file => "foo-encrypt.db",
1357         filter_store_key => \&my_encrypt,
1358         filter_store_value => \&my_encrypt,
1359         filter_fetch_key => \&my_decrypt,
1360         filter_fetch_value => \&my_decrypt,
1361     );
1362
1363     $db->{key1} = "value1";
1364     $db->{key2} = "value2";
1365     print "key1: " . $db->{key1} . "\n";
1366     print "key2: " . $db->{key2} . "\n";
1367
1368     undef $db;
1369     exit;
1370
1371     sub my_encrypt {
1372         return $cipher->encrypt( $_[0] );
1373     }
1374     sub my_decrypt {
1375         return $cipher->decrypt( $_[0] );
1376     }
1377
1378 =head2 REAL-TIME COMPRESSION EXAMPLE
1379
1380 Here is a working example that uses the I<Compress::Zlib> module to do real-time
1381 compression / decompression of keys & values with DBM::Deep Filters.
1382 Please visit L<http://search.cpan.org/search?module=Compress::Zlib> for
1383 more on I<Compress::Zlib>.
1384
1385     use DBM::Deep;
1386     use Compress::Zlib;
1387
1388     my $db = DBM::Deep->new(
1389         file => "foo-compress.db",
1390         filter_store_key => \&my_compress,
1391         filter_store_value => \&my_compress,
1392         filter_fetch_key => \&my_decompress,
1393         filter_fetch_value => \&my_decompress,
1394     );
1395
1396     $db->{key1} = "value1";
1397     $db->{key2} = "value2";
1398     print "key1: " . $db->{key1} . "\n";
1399     print "key2: " . $db->{key2} . "\n";
1400
1401     undef $db;
1402     exit;
1403
1404     sub my_compress {
1405         return Compress::Zlib::memGzip( $_[0] ) ;
1406     }
1407     sub my_decompress {
1408         return Compress::Zlib::memGunzip( $_[0] ) ;
1409     }
1410
1411 B<Note:> Filtering of keys only applies to hashes.  Array "keys" are
1412 actually numerical index numbers, and are not filtered.
1413
1414 =head1 ERROR HANDLING
1415
1416 Most DBM::Deep methods return a true value for success, and call die() on
1417 failure.  You can wrap calls in an eval block to catch the die.
1418
1419     my $db = DBM::Deep->new( "foo.db" ); # create hash
1420     eval { $db->push("foo"); }; # ILLEGAL -- push is array-only call
1421
1422     print $@;           # prints error message
1423
1424 =head1 LARGEFILE SUPPORT
1425
1426 If you have a 64-bit system, and your Perl is compiled with both LARGEFILE
1427 and 64-bit support, you I<may> be able to create databases larger than 2 GB.
1428 DBM::Deep by default uses 32-bit file offset tags, but these can be changed
1429 by calling the static C<set_pack()> method before you do anything else.
1430
1431     DBM::Deep::set_pack(8, 'Q');
1432
1433 This tells DBM::Deep to pack all file offsets with 8-byte (64-bit) quad words
1434 instead of 32-bit longs.  After setting these values your DB files have a
1435 theoretical maximum size of 16 XB (exabytes).
1436
1437 B<Note:> Changing these values will B<NOT> work for existing database files.
1438 Only change this for new files, and make sure it stays set consistently
1439 throughout the file's life.  If you do set these values, you can no longer
1440 access 32-bit DB files.  You can, however, call C<set_pack(4, 'N')> to change
1441 back to 32-bit mode.
1442
1443 B<Note:> I have not personally tested files > 2 GB -- all my systems have
1444 only a 32-bit Perl.  However, I have received user reports that this does
1445 indeed work!
1446
1447 =head1 LOW-LEVEL ACCESS
1448
1449 If you require low-level access to the underlying filehandle that DBM::Deep uses,
1450 you can call the C<_fh()> method, which returns the handle:
1451
1452     my $fh = $db->_fh();
1453
1454 This method can be called on the root level of the datbase, or any child
1455 hashes or arrays.  All levels share a I<root> structure, which contains things
1456 like the filehandle, a reference counter, and all the options specified
1457 when you created the object.  You can get access to this root structure by
1458 calling the C<root()> method.
1459
1460     my $root = $db->_root();
1461
1462 This is useful for changing options after the object has already been created,
1463 such as enabling/disabling locking.  You can also store your own temporary user
1464 data in this structure (be wary of name collision), which is then accessible from
1465 any child hash or array.
1466
1467 =head1 CUSTOM DIGEST ALGORITHM
1468
1469 DBM::Deep by default uses the I<Message Digest 5> (MD5) algorithm for hashing
1470 keys.  However you can override this, and use another algorithm (such as SHA-256)
1471 or even write your own.  But please note that DBM::Deep currently expects zero
1472 collisions, so your algorithm has to be I<perfect>, so to speak.
1473 Collision detection may be introduced in a later version.
1474
1475
1476
1477 You can specify a custom digest algorithm by calling the static C<set_digest()>
1478 function, passing a reference to a subroutine, and the length of the algorithm's
1479 hashes (in bytes).  This is a global static function, which affects ALL DBM::Deep
1480 objects.  Here is a working example that uses a 256-bit hash from the
1481 I<Digest::SHA256> module.  Please see
1482 L<http://search.cpan.org/search?module=Digest::SHA256> for more.
1483
1484     use DBM::Deep;
1485     use Digest::SHA256;
1486
1487     my $context = Digest::SHA256::new(256);
1488
1489     DBM::Deep::set_digest( \&my_digest, 32 );
1490
1491     my $db = DBM::Deep->new( "foo-sha.db" );
1492
1493     $db->{key1} = "value1";
1494     $db->{key2} = "value2";
1495     print "key1: " . $db->{key1} . "\n";
1496     print "key2: " . $db->{key2} . "\n";
1497
1498     undef $db;
1499     exit;
1500
1501     sub my_digest {
1502         return substr( $context->hash($_[0]), 0, 32 );
1503     }
1504
1505 B<Note:> Your returned digest strings must be B<EXACTLY> the number
1506 of bytes you specify in the C<set_digest()> function (in this case 32).
1507
1508 =head1 CIRCULAR REFERENCES
1509
1510 DBM::Deep has B<experimental> support for circular references.  Meaning you
1511 can have a nested hash key or array element that points to a parent object.
1512 This relationship is stored in the DB file, and is preserved between sessions.
1513 Here is an example:
1514
1515     my $db = DBM::Deep->new( "foo.db" );
1516
1517     $db->{foo} = "bar";
1518     $db->{circle} = $db; # ref to self
1519
1520     print $db->{foo} . "\n"; # prints "foo"
1521     print $db->{circle}->{foo} . "\n"; # prints "foo" again
1522
1523 One catch is, passing the object to a function that recursively walks the
1524 object tree (such as I<Data::Dumper> or even the built-in C<optimize()> or
1525 C<export()> methods) will result in an infinite loop.  The other catch is,
1526 if you fetch the I<key> of a circular reference (i.e. using the C<first_key()>
1527 or C<next_key()> methods), you will get the I<target object's key>, not the
1528 ref's key.  This gets even more interesting with the above example, where
1529 the I<circle> key points to the base DB object, which technically doesn't
1530 have a key.  So I made DBM::Deep return "[base]" as the key name in that
1531 special case.
1532
1533 =head1 CAVEATS / ISSUES / BUGS
1534
1535 This section describes all the known issues with DBM::Deep.  It you have found
1536 something that is not listed here, please send e-mail to L<jhuckaby@cpan.org>.
1537
1538 =head2 UNUSED SPACE RECOVERY
1539
1540 One major caveat with DBM::Deep is that space occupied by existing keys and
1541 values is not recovered when they are deleted.  Meaning if you keep deleting
1542 and adding new keys, your file will continuously grow.  I am working on this,
1543 but in the meantime you can call the built-in C<optimize()> method from time to
1544 time (perhaps in a crontab or something) to recover all your unused space.
1545
1546     $db->optimize(); # returns true on success
1547
1548 This rebuilds the ENTIRE database into a new file, then moves it on top of
1549 the original.  The new file will have no unused space, thus it will take up as
1550 little disk space as possible.  Please note that this operation can take
1551 a long time for large files, and you need enough disk space to temporarily hold
1552 2 copies of your DB file.  The temporary file is created in the same directory
1553 as the original, named with a ".tmp" extension, and is deleted when the
1554 operation completes.  Oh, and if locking is enabled, the DB is automatically
1555 locked for the entire duration of the copy.
1556
1557 B<WARNING:> Only call optimize() on the top-level node of the database, and
1558 make sure there are no child references lying around.  DBM::Deep keeps a reference
1559 counter, and if it is greater than 1, optimize() will abort and return undef.
1560
1561 =head2 AUTOVIVIFICATION
1562
1563 Unfortunately, autovivification doesn't work with tied hashes.  This appears to
1564 be a bug in Perl's tie() system, as I<Jakob Schmidt> encountered the very same
1565 issue with his I<DWH_FIle> module (see L<http://search.cpan.org/search?module=DWH_File>),
1566 and it is also mentioned in the BUGS section for the I<MLDBM> module <see
1567 L<http://search.cpan.org/search?module=MLDBM>).  Basically, on a new db file,
1568 this does not work:
1569
1570     $db->{foo}->{bar} = "hello";
1571
1572 Since "foo" doesn't exist, you cannot add "bar" to it.  You end up with "foo"
1573 being an empty hash.  Try this instead, which works fine:
1574
1575     $db->{foo} = { bar => "hello" };
1576
1577 As of Perl 5.8.7, this bug still exists.  I have walked very carefully through
1578 the execution path, and Perl indeed passes an empty hash to the STORE() method.
1579 Probably a bug in Perl.
1580
1581 =head2 FILE CORRUPTION
1582
1583 The current level of error handling in DBM::Deep is minimal.  Files I<are> checked
1584 for a 32-bit signature when opened, but other corruption in files can cause
1585 segmentation faults.  DBM::Deep may try to seek() past the end of a file, or get
1586 stuck in an infinite loop depending on the level of corruption.  File write
1587 operations are not checked for failure (for speed), so if you happen to run
1588 out of disk space, DBM::Deep will probably fail in a bad way.  These things will
1589 be addressed in a later version of DBM::Deep.
1590
1591 =head2 DB OVER NFS
1592
1593 Beware of using DB files over NFS.  DBM::Deep uses flock(), which works well on local
1594 filesystems, but will NOT protect you from file corruption over NFS.  I've heard
1595 about setting up your NFS server with a locking daemon, then using lockf() to
1596 lock your files, but your mileage may vary there as well.  From what I
1597 understand, there is no real way to do it.  However, if you need access to the
1598 underlying filehandle in DBM::Deep for using some other kind of locking scheme like
1599 lockf(), see the L<LOW-LEVEL ACCESS> section above.
1600
1601 =head2 COPYING OBJECTS
1602
1603 Beware of copying tied objects in Perl.  Very strange things can happen.
1604 Instead, use DBM::Deep's C<clone()> method which safely copies the object and
1605 returns a new, blessed, tied hash or array to the same level in the DB.
1606
1607     my $copy = $db->clone();
1608
1609 B<Note>: Since clone() here is cloning the object, not the database location, any
1610 modifications to either $db or $copy will be visible in both.
1611
1612 =head2 LARGE ARRAYS
1613
1614 Beware of using C<shift()>, C<unshift()> or C<splice()> with large arrays.
1615 These functions cause every element in the array to move, which can be murder
1616 on DBM::Deep, as every element has to be fetched from disk, then stored again in
1617 a different location.  This will be addressed in the forthcoming version 1.00.
1618
1619 =head2 WRITEONLY FILES
1620
1621 If you pass in a filehandle to new(), you may have opened it in either a readonly or
1622 writeonly mode. STORE will verify that the filehandle is writable. However, there
1623 doesn't seem to be a good way to determine if a filehandle is readable. And, if the
1624 filehandle isn't readable, it's not clear what will happen. So, don't do that.
1625
1626 =head1 PERFORMANCE
1627
1628 This section discusses DBM::Deep's speed and memory usage.
1629
1630 =head2 SPEED
1631
1632 Obviously, DBM::Deep isn't going to be as fast as some C-based DBMs, such as
1633 the almighty I<BerkeleyDB>.  But it makes up for it in features like true
1634 multi-level hash/array support, and cross-platform FTPable files.  Even so,
1635 DBM::Deep is still pretty fast, and the speed stays fairly consistent, even
1636 with huge databases.  Here is some test data:
1637
1638     Adding 1,000,000 keys to new DB file...
1639
1640     At 100 keys, avg. speed is 2,703 keys/sec
1641     At 200 keys, avg. speed is 2,642 keys/sec
1642     At 300 keys, avg. speed is 2,598 keys/sec
1643     At 400 keys, avg. speed is 2,578 keys/sec
1644     At 500 keys, avg. speed is 2,722 keys/sec
1645     At 600 keys, avg. speed is 2,628 keys/sec
1646     At 700 keys, avg. speed is 2,700 keys/sec
1647     At 800 keys, avg. speed is 2,607 keys/sec
1648     At 900 keys, avg. speed is 2,190 keys/sec
1649     At 1,000 keys, avg. speed is 2,570 keys/sec
1650     At 2,000 keys, avg. speed is 2,417 keys/sec
1651     At 3,000 keys, avg. speed is 1,982 keys/sec
1652     At 4,000 keys, avg. speed is 1,568 keys/sec
1653     At 5,000 keys, avg. speed is 1,533 keys/sec
1654     At 6,000 keys, avg. speed is 1,787 keys/sec
1655     At 7,000 keys, avg. speed is 1,977 keys/sec
1656     At 8,000 keys, avg. speed is 2,028 keys/sec
1657     At 9,000 keys, avg. speed is 2,077 keys/sec
1658     At 10,000 keys, avg. speed is 2,031 keys/sec
1659     At 20,000 keys, avg. speed is 1,970 keys/sec
1660     At 30,000 keys, avg. speed is 2,050 keys/sec
1661     At 40,000 keys, avg. speed is 2,073 keys/sec
1662     At 50,000 keys, avg. speed is 1,973 keys/sec
1663     At 60,000 keys, avg. speed is 1,914 keys/sec
1664     At 70,000 keys, avg. speed is 2,091 keys/sec
1665     At 80,000 keys, avg. speed is 2,103 keys/sec
1666     At 90,000 keys, avg. speed is 1,886 keys/sec
1667     At 100,000 keys, avg. speed is 1,970 keys/sec
1668     At 200,000 keys, avg. speed is 2,053 keys/sec
1669     At 300,000 keys, avg. speed is 1,697 keys/sec
1670     At 400,000 keys, avg. speed is 1,838 keys/sec
1671     At 500,000 keys, avg. speed is 1,941 keys/sec
1672     At 600,000 keys, avg. speed is 1,930 keys/sec
1673     At 700,000 keys, avg. speed is 1,735 keys/sec
1674     At 800,000 keys, avg. speed is 1,795 keys/sec
1675     At 900,000 keys, avg. speed is 1,221 keys/sec
1676     At 1,000,000 keys, avg. speed is 1,077 keys/sec
1677
1678 This test was performed on a PowerMac G4 1gHz running Mac OS X 10.3.2 & Perl
1679 5.8.1, with an 80GB Ultra ATA/100 HD spinning at 7200RPM.  The hash keys and
1680 values were between 6 - 12 chars in length.  The DB file ended up at 210MB.
1681 Run time was 12 min 3 sec.
1682
1683 =head2 MEMORY USAGE
1684
1685 One of the great things about DBM::Deep is that it uses very little memory.
1686 Even with huge databases (1,000,000+ keys) you will not see much increased
1687 memory on your process.  DBM::Deep relies solely on the filesystem for storing
1688 and fetching data.  Here is output from I</usr/bin/top> before even opening a
1689 database handle:
1690
1691       PID USER     PRI  NI  SIZE  RSS SHARE STAT %CPU %MEM   TIME COMMAND
1692     22831 root      11   0  2716 2716  1296 R     0.0  0.2   0:07 perl
1693
1694 Basically the process is taking 2,716K of memory.  And here is the same
1695 process after storing and fetching 1,000,000 keys:
1696
1697       PID USER     PRI  NI  SIZE  RSS SHARE STAT %CPU %MEM   TIME COMMAND
1698     22831 root      14   0  2772 2772  1328 R     0.0  0.2  13:32 perl
1699
1700 Notice the memory usage increased by only 56K.  Test was performed on a 700mHz
1701 x86 box running Linux RedHat 7.2 & Perl 5.6.1.
1702
1703 =head1 DB FILE FORMAT
1704
1705 In case you were interested in the underlying DB file format, it is documented
1706 here in this section.  You don't need to know this to use the module, it's just
1707 included for reference.
1708
1709 =head2 SIGNATURE
1710
1711 DBM::Deep files always start with a 32-bit signature to identify the file type.
1712 This is at offset 0.  The signature is "DPDB" in network byte order.  This is
1713 checked for when the file is opened and an error will be thrown if it's not found.
1714
1715 =head2 TAG
1716
1717 The DBM::Deep file is in a I<tagged format>, meaning each section of the file
1718 has a standard header containing the type of data, the length of data, and then
1719 the data itself.  The type is a single character (1 byte), the length is a
1720 32-bit unsigned long in network byte order, and the data is, well, the data.
1721 Here is how it unfolds:
1722
1723 =head2 MASTER INDEX
1724
1725 Immediately after the 32-bit file signature is the I<Master Index> record.
1726 This is a standard tag header followed by 1024 bytes (in 32-bit mode) or 2048
1727 bytes (in 64-bit mode) of data.  The type is I<H> for hash or I<A> for array,
1728 depending on how the DBM::Deep object was constructed.
1729
1730 The index works by looking at a I<MD5 Hash> of the hash key (or array index
1731 number).  The first 8-bit char of the MD5 signature is the offset into the
1732 index, multipled by 4 in 32-bit mode, or 8 in 64-bit mode.  The value of the
1733 index element is a file offset of the next tag for the key/element in question,
1734 which is usually a I<Bucket List> tag (see below).
1735
1736 The next tag I<could> be another index, depending on how many keys/elements
1737 exist.  See L<RE-INDEXING> below for details.
1738
1739 =head2 BUCKET LIST
1740
1741 A I<Bucket List> is a collection of 16 MD5 hashes for keys/elements, plus
1742 file offsets to where the actual data is stored.  It starts with a standard
1743 tag header, with type I<B>, and a data size of 320 bytes in 32-bit mode, or
1744 384 bytes in 64-bit mode.  Each MD5 hash is stored in full (16 bytes), plus
1745 the 32-bit or 64-bit file offset for the I<Bucket> containing the actual data.
1746 When the list fills up, a I<Re-Index> operation is performed (See
1747 L<RE-INDEXING> below).
1748
1749 =head2 BUCKET
1750
1751 A I<Bucket> is a tag containing a key/value pair (in hash mode), or a
1752 index/value pair (in array mode).  It starts with a standard tag header with
1753 type I<D> for scalar data (string, binary, etc.), or it could be a nested
1754 hash (type I<H>) or array (type I<A>).  The value comes just after the tag
1755 header.  The size reported in the tag header is only for the value, but then,
1756 just after the value is another size (32-bit unsigned long) and then the plain
1757 key itself.  Since the value is likely to be fetched more often than the plain
1758 key, I figured it would be I<slightly> faster to store the value first.
1759
1760 If the type is I<H> (hash) or I<A> (array), the value is another I<Master Index>
1761 record for the nested structure, where the process begins all over again.
1762
1763 =head2 RE-INDEXING
1764
1765 After a I<Bucket List> grows to 16 records, its allocated space in the file is
1766 exhausted.  Then, when another key/element comes in, the list is converted to a
1767 new index record.  However, this index will look at the next char in the MD5
1768 hash, and arrange new Bucket List pointers accordingly.  This process is called
1769 I<Re-Indexing>.  Basically, a new index tag is created at the file EOF, and all
1770 17 (16 + new one) keys/elements are removed from the old Bucket List and
1771 inserted into the new index.  Several new Bucket Lists are created in the
1772 process, as a new MD5 char from the key is being examined (it is unlikely that
1773 the keys will all share the same next char of their MD5s).
1774
1775 Because of the way the I<MD5> algorithm works, it is impossible to tell exactly
1776 when the Bucket Lists will turn into indexes, but the first round tends to
1777 happen right around 4,000 keys.  You will see a I<slight> decrease in
1778 performance here, but it picks back up pretty quick (see L<SPEED> above).  Then
1779 it takes B<a lot> more keys to exhaust the next level of Bucket Lists.  It's
1780 right around 900,000 keys.  This process can continue nearly indefinitely --
1781 right up until the point the I<MD5> signatures start colliding with each other,
1782 and this is B<EXTREMELY> rare -- like winning the lottery 5 times in a row AND
1783 getting struck by lightning while you are walking to cash in your tickets.
1784 Theoretically, since I<MD5> hashes are 128-bit values, you I<could> have up to
1785 340,282,366,921,000,000,000,000,000,000,000,000,000 keys/elements (I believe
1786 this is 340 unodecillion, but don't quote me).
1787
1788 =head2 STORING
1789
1790 When a new key/element is stored, the key (or index number) is first run through
1791 I<Digest::MD5> to get a 128-bit signature (example, in hex:
1792 b05783b0773d894396d475ced9d2f4f6).  Then, the I<Master Index> record is checked
1793 for the first char of the signature (in this case I<b0>).  If it does not exist,
1794 a new I<Bucket List> is created for our key (and the next 15 future keys that
1795 happen to also have I<b> as their first MD5 char).  The entire MD5 is written
1796 to the I<Bucket List> along with the offset of the new I<Bucket> record (EOF at
1797 this point, unless we are replacing an existing I<Bucket>), where the actual
1798 data will be stored.
1799
1800 =head2 FETCHING
1801
1802 Fetching an existing key/element involves getting a I<Digest::MD5> of the key
1803 (or index number), then walking along the indexes.  If there are enough
1804 keys/elements in this DB level, there might be nested indexes, each linked to
1805 a particular char of the MD5.  Finally, a I<Bucket List> is pointed to, which
1806 contains up to 16 full MD5 hashes.  Each is checked for equality to the key in
1807 question.  If we found a match, the I<Bucket> tag is loaded, where the value and
1808 plain key are stored.
1809
1810 Fetching the plain key occurs when calling the I<first_key()> and I<next_key()>
1811 methods.  In this process the indexes are walked systematically, and each key
1812 fetched in increasing MD5 order (which is why it appears random).   Once the
1813 I<Bucket> is found, the value is skipped and the plain key returned instead.
1814 B<Note:> Do not count on keys being fetched as if the MD5 hashes were
1815 alphabetically sorted.  This only happens on an index-level -- as soon as the
1816 I<Bucket Lists> are hit, the keys will come out in the order they went in --
1817 so it's pretty much undefined how the keys will come out -- just like Perl's
1818 built-in hashes.
1819
1820 =head1 CODE COVERAGE
1821
1822 We use B<Devel::Cover> to test the code coverage of our tests, below is the
1823 B<Devel::Cover> report on this module's test suite.
1824
1825   ---------------------------- ------ ------ ------ ------ ------ ------ ------
1826   File                           stmt   bran   cond    sub    pod   time  total
1827   ---------------------------- ------ ------ ------ ------ ------ ------ ------
1828   blib/lib/DBM/Deep.pm           95.1   81.6   70.3  100.0  100.0   33.4   91.0
1829   blib/lib/DBM/Deep/Array.pm    100.0   91.1  100.0  100.0    n/a   27.8   98.0
1830   blib/lib/DBM/Deep/Engine.pm    97.8   85.6   75.0  100.0    0.0   25.8   90.8
1831   blib/lib/DBM/Deep/Hash.pm     100.0   87.5  100.0  100.0    n/a   13.0   97.2
1832   Total                          97.5   85.4   76.6  100.0   46.9  100.0   92.5
1833   ---------------------------- ------ ------ ------ ------ ------ ------ ------
1834
1835 =head1 MORE INFORMATION
1836
1837 Check out the DBM::Deep Google Group at L<http://groups.google.com/group/DBM-Deep>
1838 or send email to L<DBM-Deep@googlegroups.com>.
1839
1840 =head1 AUTHORS
1841
1842 Joseph Huckaby, L<jhuckaby@cpan.org>
1843
1844 Rob Kinyon, L<rkinyon@cpan.org>
1845
1846 Special thanks to Adam Sah and Rich Gaushell!  You know why :-)
1847
1848 =head1 SEE ALSO
1849
1850 perltie(1), Tie::Hash(3), Digest::MD5(3), Fcntl(3), flock(2), lockf(3), nfs(5),
1851 Digest::SHA256(3), Crypt::Blowfish(3), Compress::Zlib(3)
1852
1853 =head1 LICENSE
1854
1855 Copyright (c) 2002-2006 Joseph Huckaby.  All Rights Reserved.
1856 This is free software, you may use it and distribute it under the
1857 same terms as Perl itself.
1858
1859 =cut