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