Moved all constants into DBM::Deep::Engine
[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',
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( $args );
139
140     if (!defined($self->_fh)) { $self->{engine}->open( $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}->open( $self ); # re-open
185                                 flock($self->_fh, $type); # re-lock
186                                 $self->_root->{end} = (stat($self->_fh))[7]; # re-end
187                         }
188                 }
189                 $self->_root->{locked}++;
190
191         return 1;
192         }
193
194     return;
195 }
196
197 sub unlock {
198         ##
199         # If db locking is set, unlock the db file.  See note in lock()
200         # regarding calling lock() multiple times.
201         ##
202     my $self = $_[0]->_get_self;
203
204         if (!defined($self->_fh)) { return; }
205         
206         if ($self->_root->{locking} && $self->_root->{locked} > 0) {
207                 $self->_root->{locked}--;
208                 if (!$self->_root->{locked}) { flock($self->_fh, LOCK_UN); }
209
210         return 1;
211         }
212
213     return;
214 }
215
216 sub _copy_value {
217     my $self = shift->_get_self;
218     my ($spot, $value) = @_;
219
220     if ( !ref $value ) {
221         ${$spot} = $value;
222     }
223     elsif ( eval { local $SIG{__DIE__}; $value->isa( 'DBM::Deep' ) } ) {
224         my $type = $value->_type;
225         ${$spot} = $type eq TYPE_HASH ? {} : [];
226         $value->_copy_node( ${$spot} );
227     }
228     else {
229         my $r = Scalar::Util::reftype( $value );
230         my $c = Scalar::Util::blessed( $value );
231         if ( $r eq 'ARRAY' ) {
232             ${$spot} = [ @{$value} ];
233         }
234         else {
235             ${$spot} = { %{$value} };
236         }
237         ${$spot} = bless ${$spot}, $c
238             if defined $c;
239     }
240
241     return 1;
242 }
243
244 sub _copy_node {
245         ##
246         # Copy single level of keys or elements to new DB handle.
247         # Recurse for nested structures
248         ##
249     my $self = shift->_get_self;
250         my ($db_temp) = @_;
251
252         if ($self->_type eq TYPE_HASH) {
253                 my $key = $self->first_key();
254                 while ($key) {
255                         my $value = $self->get($key);
256             $self->_copy_value( \$db_temp->{$key}, $value );
257                         $key = $self->next_key($key);
258                 }
259         }
260         else {
261                 my $length = $self->length();
262                 for (my $index = 0; $index < $length; $index++) {
263                         my $value = $self->get($index);
264             $self->_copy_value( \$db_temp->[$index], $value );
265                 }
266         }
267
268     return 1;
269 }
270
271 sub export {
272         ##
273         # Recursively export into standard Perl hashes and arrays.
274         ##
275     my $self = $_[0]->_get_self;
276         
277         my $temp;
278         if ($self->_type eq TYPE_HASH) { $temp = {}; }
279         elsif ($self->_type eq TYPE_ARRAY) { $temp = []; }
280         
281         $self->lock();
282         $self->_copy_node( $temp );
283         $self->unlock();
284         
285         return $temp;
286 }
287
288 sub import {
289         ##
290         # Recursively import Perl hash/array structure
291         ##
292     #XXX This use of ref() seems to be ok
293         if (!ref($_[0])) { return; } # Perl calls import() on use -- ignore
294         
295     my $self = $_[0]->_get_self;
296         my $struct = $_[1];
297         
298     #XXX This use of ref() seems to be ok
299         if (!ref($struct)) {
300                 ##
301                 # struct is not a reference, so just import based on our type
302                 ##
303                 shift @_;
304                 
305                 if ($self->_type eq TYPE_HASH) { $struct = {@_}; }
306                 elsif ($self->_type eq TYPE_ARRAY) { $struct = [@_]; }
307         }
308         
309     my $r = Scalar::Util::reftype($struct) || '';
310         if ($r eq "HASH" && $self->_type eq TYPE_HASH) {
311                 foreach my $key (keys %$struct) { $self->put($key, $struct->{$key}); }
312         }
313         elsif ($r eq "ARRAY" && $self->_type eq TYPE_ARRAY) {
314                 $self->push( @$struct );
315         }
316         else {
317                 return $self->_throw_error("Cannot import: type mismatch");
318         }
319         
320         return 1;
321 }
322
323 sub optimize {
324         ##
325         # Rebuild entire database into new file, then move
326         # it back on top of original.
327         ##
328     my $self = $_[0]->_get_self;
329
330 #XXX Need to create a new test for this
331 #       if ($self->_root->{links} > 1) {
332 #               return $self->_throw_error("Cannot optimize: reference count is greater than 1");
333 #       }
334         
335         my $db_temp = DBM::Deep->new(
336                 file => $self->_root->{file} . '.tmp',
337                 type => $self->_type
338         );
339         if (!$db_temp) {
340                 return $self->_throw_error("Cannot optimize: failed to open temp file: $!");
341         }
342         
343         $self->lock();
344         $self->_copy_node( $db_temp );
345         undef $db_temp;
346         
347         ##
348         # Attempt to copy user, group and permissions over to new file
349         ##
350         my @stats = stat($self->_fh);
351         my $perms = $stats[2] & 07777;
352         my $uid = $stats[4];
353         my $gid = $stats[5];
354         chown( $uid, $gid, $self->_root->{file} . '.tmp' );
355         chmod( $perms, $self->_root->{file} . '.tmp' );
356         
357     # q.v. perlport for more information on this variable
358     if ( $^O eq 'MSWin32' || $^O eq 'cygwin' ) {
359                 ##
360                 # Potential race condition when optmizing on Win32 with locking.
361                 # The Windows filesystem requires that the filehandle be closed 
362                 # before it is overwritten with rename().  This could be redone
363                 # with a soft copy.
364                 ##
365                 $self->unlock();
366                 $self->{engine}->close( $self );
367         }
368         
369         if (!rename $self->_root->{file} . '.tmp', $self->_root->{file}) {
370                 unlink $self->_root->{file} . '.tmp';
371                 $self->unlock();
372                 return $self->_throw_error("Optimize failed: Cannot copy temp file over original: $!");
373         }
374         
375         $self->unlock();
376         $self->{engine}->close( $self );
377         $self->{engine}->open( $self );
378         
379         return 1;
380 }
381
382 sub clone {
383         ##
384         # Make copy of object and return
385         ##
386     my $self = $_[0]->_get_self;
387         
388         return DBM::Deep->new(
389                 type => $self->_type,
390                 base_offset => $self->_base_offset,
391                 root => $self->_root
392         );
393 }
394
395 {
396     my %is_legal_filter = map {
397         $_ => ~~1,
398     } qw(
399         store_key store_value
400         fetch_key fetch_value
401     );
402
403     sub set_filter {
404         ##
405         # Setup filter function for storing or fetching the key or value
406         ##
407         my $self = $_[0]->_get_self;
408         my $type = lc $_[1];
409         my $func = $_[2] ? $_[2] : undef;
410         
411         if ( $is_legal_filter{$type} ) {
412             $self->_root->{"filter_$type"} = $func;
413             return 1;
414         }
415
416         return;
417     }
418 }
419
420 ##
421 # Accessor methods
422 ##
423
424 sub _root {
425         ##
426         # Get access to the root structure
427         ##
428     my $self = $_[0]->_get_self;
429         return $self->{root};
430 }
431
432 sub _fh {
433         ##
434         # Get access to the raw fh
435         ##
436     #XXX It will be useful, though, when we split out HASH and ARRAY
437     my $self = $_[0]->_get_self;
438         return $self->_root->{fh};
439 }
440
441 sub _type {
442         ##
443         # Get type of current node (TYPE_HASH or TYPE_ARRAY)
444         ##
445     my $self = $_[0]->_get_self;
446         return $self->{type};
447 }
448
449 sub _base_offset {
450         ##
451         # Get base_offset of current node (TYPE_HASH or TYPE_ARRAY)
452         ##
453     my $self = $_[0]->_get_self;
454         return $self->{base_offset};
455 }
456
457 ##
458 # Utility methods
459 ##
460
461 sub _throw_error {
462     die "DBM::Deep: $_[1]\n";
463 }
464
465 sub _is_writable {
466     my $fh = shift;
467     (O_WRONLY | O_RDWR) & fcntl( $fh, F_GETFL, my $slush = 0);
468 }
469
470 #sub _is_readable {
471 #    my $fh = shift;
472 #    (O_RDONLY | O_RDWR) & fcntl( $fh, F_GETFL, my $slush = 0);
473 #}
474
475 ##
476 # tie() methods (hashes and arrays)
477 ##
478
479 sub STORE {
480         ##
481         # Store single hash key/value or array element in database.
482         ##
483     my $self = $_[0]->_get_self;
484         my $key = $_[1];
485
486     # User may be storing a hash, in which case we do not want it run 
487     # through the filtering system
488         my $value = ($self->_root->{filter_store_value} && !ref($_[2]))
489         ? $self->_root->{filter_store_value}->($_[2])
490         : $_[2];
491         
492         my $md5 = $DBM::Deep::Engine::DIGEST_FUNC->($key);
493         
494     unless ( _is_writable( $self->_fh ) ) {
495         $self->_throw_error( 'Cannot write to a readonly filehandle' );
496     }
497         
498         ##
499         # Request exclusive lock for writing
500         ##
501         $self->lock( LOCK_EX );
502         
503         my $fh = $self->_fh;
504         
505         ##
506         # Locate offset for bucket list using digest index system
507         ##
508         my $tag = $self->{engine}->load_tag($self, $self->_base_offset);
509         if (!$tag) {
510                 $tag = $self->{engine}->create_tag($self, $self->_base_offset, SIG_INDEX, chr(0) x $DBM::Deep::Engine::INDEX_SIZE);
511         }
512         
513         my $ch = 0;
514         while ($tag->{signature} ne SIG_BLIST) {
515                 my $num = ord(substr($md5, $ch, 1));
516
517         my $ref_loc = $tag->{offset} + ($num * $DBM::Deep::Engine::LONG_SIZE);
518                 my $new_tag = $self->{engine}->index_lookup($self, $tag, $num);
519
520                 if (!$new_tag) {
521                         seek($fh, $ref_loc + $self->_root->{file_offset}, SEEK_SET);
522                         print( $fh pack($DBM::Deep::Engine::LONG_PACK, $self->_root->{end}) );
523                         
524                         $tag = $self->{engine}->create_tag($self, $self->_root->{end}, SIG_BLIST, chr(0) x $DBM::Deep::Engine::BUCKET_LIST_SIZE);
525
526                         $tag->{ref_loc} = $ref_loc;
527                         $tag->{ch} = $ch;
528
529                         last;
530                 }
531                 else {
532                         $tag = $new_tag;
533
534                         $tag->{ref_loc} = $ref_loc;
535                         $tag->{ch} = $ch;
536                 }
537                 $ch++;
538         }
539         
540         ##
541         # Add key/value to bucket list
542         ##
543         my $result = $self->{engine}->add_bucket( $self, $tag, $md5, $key, $value );
544         
545         $self->unlock();
546
547         return $result;
548 }
549
550 sub FETCH {
551         ##
552         # Fetch single value or element given plain key or array index
553         ##
554     my $self = shift->_get_self;
555     my $key = shift;
556
557         my $md5 = $DBM::Deep::Engine::DIGEST_FUNC->($key);
558
559         ##
560         # Request shared lock for reading
561         ##
562         $self->lock( LOCK_SH );
563         
564         my $tag = $self->{engine}->find_bucket_list( $self, $md5 );
565         if (!$tag) {
566                 $self->unlock();
567                 return;
568         }
569         
570         ##
571         # Get value from bucket list
572         ##
573         my $result = $self->{engine}->get_bucket_value( $self, $tag, $md5 );
574         
575         $self->unlock();
576         
577     #XXX What is ref() checking here?
578     #YYY Filters only apply on scalar values, so the ref check is making
579     #YYY sure the fetched bucket is a scalar, not a child hash or array.
580         return ($result && !ref($result) && $self->_root->{filter_fetch_value})
581         ? $self->_root->{filter_fetch_value}->($result)
582         : $result;
583 }
584
585 sub DELETE {
586         ##
587         # Delete single key/value pair or element given plain key or array index
588         ##
589     my $self = $_[0]->_get_self;
590         my $key = $_[1];
591         
592         my $md5 = $DBM::Deep::Engine::DIGEST_FUNC->($key);
593
594         ##
595         # Request exclusive lock for writing
596         ##
597         $self->lock( LOCK_EX );
598         
599         my $tag = $self->{engine}->find_bucket_list( $self, $md5 );
600         if (!$tag) {
601                 $self->unlock();
602                 return;
603         }
604         
605         ##
606         # Delete bucket
607         ##
608     my $value = $self->{engine}->get_bucket_value($self,  $tag, $md5 );
609         if ($value && !ref($value) && $self->_root->{filter_fetch_value}) {
610         $value = $self->_root->{filter_fetch_value}->($value);
611     }
612
613         my $result = $self->{engine}->delete_bucket( $self, $tag, $md5 );
614         
615         ##
616         # If this object is an array and the key deleted was on the end of the stack,
617         # decrement the length variable.
618         ##
619         
620         $self->unlock();
621         
622         return $value;
623 }
624
625 sub EXISTS {
626         ##
627         # Check if a single key or element exists given plain key or array index
628         ##
629     my $self = $_[0]->_get_self;
630         my $key = $_[1];
631         
632         my $md5 = $DBM::Deep::Engine::DIGEST_FUNC->($key);
633
634         ##
635         # Request shared lock for reading
636         ##
637         $self->lock( LOCK_SH );
638         
639         my $tag = $self->{engine}->find_bucket_list( $self, $md5 );
640         
641         ##
642         # For some reason, the built-in exists() function returns '' for false
643         ##
644         if (!$tag) {
645                 $self->unlock();
646                 return '';
647         }
648         
649         ##
650         # Check if bucket exists and return 1 or ''
651         ##
652         my $result = $self->{engine}->bucket_exists( $self, $tag, $md5 ) || '';
653         
654         $self->unlock();
655         
656         return $result;
657 }
658
659 sub CLEAR {
660         ##
661         # Clear all keys from hash, or all elements from array.
662         ##
663     my $self = $_[0]->_get_self;
664
665         ##
666         # Request exclusive lock for writing
667         ##
668         $self->lock( LOCK_EX );
669         
670     my $fh = $self->_fh;
671
672         seek($fh, $self->_base_offset + $self->_root->{file_offset}, SEEK_SET);
673         if (eof $fh) {
674                 $self->unlock();
675                 return;
676         }
677         
678         $self->{engine}->create_tag($self, $self->_base_offset, $self->_type, chr(0) x $DBM::Deep::Engine::INDEX_SIZE);
679         
680         $self->unlock();
681         
682         return 1;
683 }
684
685 ##
686 # Public method aliases
687 ##
688 sub put { (shift)->STORE( @_ ) }
689 sub store { (shift)->STORE( @_ ) }
690 sub get { (shift)->FETCH( @_ ) }
691 sub fetch { (shift)->FETCH( @_ ) }
692 sub delete { (shift)->DELETE( @_ ) }
693 sub exists { (shift)->EXISTS( @_ ) }
694 sub clear { (shift)->CLEAR( @_ ) }
695
696 package DBM::Deep::_::Root;
697
698 sub new {
699     my $class = shift;
700     my ($args) = @_;
701
702     my $self = bless {
703         file => undef,
704         fh => undef,
705         file_offset => 0,
706         end => 0,
707         autoflush => undef,
708         locking => undef,
709         debug => undef,
710         filter_store_key => undef,
711         filter_store_value => undef,
712         filter_fetch_key => undef,
713         filter_fetch_value => undef,
714         autobless => undef,
715         locked => 0,
716         %$args,
717     }, $class;
718
719     if ( $self->{fh} && !$self->{file_offset} ) {
720         $self->{file_offset} = tell( $self->{fh} );
721     }
722
723     return $self;
724 }
725
726 sub DESTROY {
727     my $self = shift;
728     return unless $self;
729
730     close $self->{fh} if $self->{fh};
731
732     return;
733 }
734
735 1;
736
737 __END__
738
739 =head1 NAME
740
741 DBM::Deep - A pure perl multi-level hash/array DBM
742
743 =head1 SYNOPSIS
744
745   use DBM::Deep;
746   my $db = DBM::Deep->new( "foo.db" );
747   
748   $db->{key} = 'value'; # tie() style
749   print $db->{key};
750   
751   $db->put('key' => 'value'); # OO style
752   print $db->get('key');
753   
754   # true multi-level support
755   $db->{my_complex} = [
756         'hello', { perl => 'rules' }, 
757         42, 99,
758   ];
759
760 =head1 DESCRIPTION
761
762 A unique flat-file database module, written in pure perl.  True 
763 multi-level hash/array support (unlike MLDBM, which is faked), hybrid 
764 OO / tie() interface, cross-platform FTPable files, and quite fast.  Can 
765 handle millions of keys and unlimited hash levels without significant 
766 slow-down.  Written from the ground-up in pure perl -- this is NOT a 
767 wrapper around a C-based DBM.  Out-of-the-box compatibility with Unix, 
768 Mac OS X and Windows.
769
770 =head1 INSTALLATION
771
772 Hopefully you are using Perl's excellent CPAN module, which will download
773 and install the module for you.  If not, get the tarball, and run these 
774 commands:
775
776         tar zxf DBM-Deep-*
777         cd DBM-Deep-*
778         perl Makefile.PL
779         make
780         make test
781         make install
782
783 =head1 SETUP
784
785 Construction can be done OO-style (which is the recommended way), or using 
786 Perl's tie() function.  Both are examined here.
787
788 =head2 OO CONSTRUCTION
789
790 The recommended way to construct a DBM::Deep object is to use the new()
791 method, which gets you a blessed, tied hash or array reference.
792
793         my $db = DBM::Deep->new( "foo.db" );
794
795 This opens a new database handle, mapped to the file "foo.db".  If this
796 file does not exist, it will automatically be created.  DB files are 
797 opened in "r+" (read/write) mode, and the type of object returned is a
798 hash, unless otherwise specified (see L<OPTIONS> below).
799
800 You can pass a number of options to the constructor to specify things like
801 locking, autoflush, etc.  This is done by passing an inline hash:
802
803         my $db = DBM::Deep->new(
804                 file => "foo.db",
805                 locking => 1,
806                 autoflush => 1
807         );
808
809 Notice that the filename is now specified I<inside> the hash with
810 the "file" parameter, as opposed to being the sole argument to the 
811 constructor.  This is required if any options are specified.
812 See L<OPTIONS> below for the complete list.
813
814
815
816 You can also start with an array instead of a hash.  For this, you must
817 specify the C<type> parameter:
818
819         my $db = DBM::Deep->new(
820                 file => "foo.db",
821                 type => DBM::Deep->TYPE_ARRAY
822         );
823
824 B<Note:> Specifing the C<type> parameter only takes effect when beginning
825 a new DB file.  If you create a DBM::Deep object with an existing file, the
826 C<type> will be loaded from the file header, and an error will be thrown if
827 the wrong type is passed in.
828
829 =head2 TIE CONSTRUCTION
830
831 Alternately, you can create a DBM::Deep handle by using Perl's built-in
832 tie() function.  The object returned from tie() can be used to call methods,
833 such as lock() and unlock(), but cannot be used to assign to the DBM::Deep
834 file (as expected with most tie'd objects).
835
836         my %hash;
837         my $db = tie %hash, "DBM::Deep", "foo.db";
838         
839         my @array;
840         my $db = tie @array, "DBM::Deep", "bar.db";
841
842 As with the OO constructor, you can replace the DB filename parameter with
843 a hash containing one or more options (see L<OPTIONS> just below for the
844 complete list).
845
846         tie %hash, "DBM::Deep", {
847                 file => "foo.db",
848                 locking => 1,
849                 autoflush => 1
850         };
851
852 =head2 OPTIONS
853
854 There are a number of options that can be passed in when constructing your
855 DBM::Deep objects.  These apply to both the OO- and tie- based approaches.
856
857 =over
858
859 =item * file
860
861 Filename of the DB file to link the handle to.  You can pass a full absolute
862 filesystem path, partial path, or a plain filename if the file is in the 
863 current working directory.  This is a required parameter (though q.v. fh).
864
865 =item * fh
866
867 If you want, you can pass in the fh instead of the file. This is most useful for doing
868 something like:
869
870   my $db = DBM::Deep->new( { fh => \*DATA } );
871
872 You are responsible for making sure that the fh has been opened appropriately for your
873 needs. If you open it read-only and attempt to write, an exception will be thrown. If you
874 open it write-only or append-only, an exception will be thrown immediately as DBM::Deep
875 needs to read from the fh.
876
877 =item * file_offset
878
879 This is the offset within the file that the DBM::Deep db starts. Most of the time, you will
880 not need to set this. However, it's there if you want it.
881
882 If you pass in fh and do not set this, it will be set appropriately.
883
884 =item * type
885
886 This parameter specifies what type of object to create, a hash or array.  Use
887 one of these two constants: C<DBM::Deep-E<gt>TYPE_HASH> or C<DBM::Deep-E<gt>TYPE_ARRAY>.
888 This only takes effect when beginning a new file.  This is an optional 
889 parameter, and defaults to C<DBM::Deep-E<gt>TYPE_HASH>.
890
891 =item * locking
892
893 Specifies whether locking is to be enabled.  DBM::Deep uses Perl's Fnctl flock()
894 function to lock the database in exclusive mode for writes, and shared mode for
895 reads.  Pass any true value to enable.  This affects the base DB handle I<and 
896 any child hashes or arrays> that use the same DB file.  This is an optional 
897 parameter, and defaults to 0 (disabled).  See L<LOCKING> below for more.
898
899 =item * autoflush
900
901 Specifies whether autoflush is to be enabled on the underlying filehandle.  
902 This obviously slows down write operations, but is required if you may have 
903 multiple processes accessing the same DB file (also consider enable I<locking>).  
904 Pass any true value to enable.  This is an optional parameter, and defaults to 0 
905 (disabled).
906
907 =item * autobless
908
909 If I<autobless> mode is enabled, DBM::Deep will preserve blessed hashes, and
910 restore them when fetched.  This is an B<experimental> feature, and does have
911 side-effects.  Basically, when hashes are re-blessed into their original
912 classes, they are no longer blessed into the DBM::Deep class!  So you won't be
913 able to call any DBM::Deep methods on them.  You have been warned.
914 This is an optional parameter, and defaults to 0 (disabled).
915
916 =item * filter_*
917
918 See L<FILTERS> below.
919
920 =item * debug
921
922 Setting I<debug> mode will make all errors non-fatal, dump them out to
923 STDERR, and continue on.  This is for debugging purposes only, and probably
924 not what you want.  This is an optional parameter, and defaults to 0 (disabled).
925
926 B<NOTE>: This parameter is considered deprecated and should not be used anymore.
927
928 =back
929
930 =head1 TIE INTERFACE
931
932 With DBM::Deep you can access your databases using Perl's standard hash/array
933 syntax.  Because all DBM::Deep objects are I<tied> to hashes or arrays, you can
934 treat them as such.  DBM::Deep will intercept all reads/writes and direct them
935 to the right place -- the DB file.  This has nothing to do with the
936 L<TIE CONSTRUCTION> section above.  This simply tells you how to use DBM::Deep
937 using regular hashes and arrays, rather than calling functions like C<get()>
938 and C<put()> (although those work too).  It is entirely up to you how to want
939 to access your databases.
940
941 =head2 HASHES
942
943 You can treat any DBM::Deep object like a normal Perl hash reference.  Add keys,
944 or even nested hashes (or arrays) using standard Perl syntax:
945
946         my $db = DBM::Deep->new( "foo.db" );
947         
948         $db->{mykey} = "myvalue";
949         $db->{myhash} = {};
950         $db->{myhash}->{subkey} = "subvalue";
951
952         print $db->{myhash}->{subkey} . "\n";
953
954 You can even step through hash keys using the normal Perl C<keys()> function:
955
956         foreach my $key (keys %$db) {
957                 print "$key: " . $db->{$key} . "\n";
958         }
959
960 Remember that Perl's C<keys()> function extracts I<every> key from the hash and
961 pushes them onto an array, all before the loop even begins.  If you have an 
962 extra large hash, this may exhaust Perl's memory.  Instead, consider using 
963 Perl's C<each()> function, which pulls keys/values one at a time, using very 
964 little memory:
965
966         while (my ($key, $value) = each %$db) {
967                 print "$key: $value\n";
968         }
969
970 Please note that when using C<each()>, you should always pass a direct
971 hash reference, not a lookup.  Meaning, you should B<never> do this:
972
973         # NEVER DO THIS
974         while (my ($key, $value) = each %{$db->{foo}}) { # BAD
975
976 This causes an infinite loop, because for each iteration, Perl is calling
977 FETCH() on the $db handle, resulting in a "new" hash for foo every time, so
978 it effectively keeps returning the first key over and over again. Instead, 
979 assign a temporary variable to C<$db->{foo}>, then pass that to each().
980
981 =head2 ARRAYS
982
983 As with hashes, you can treat any DBM::Deep object like a normal Perl array
984 reference.  This includes inserting, removing and manipulating elements, 
985 and the C<push()>, C<pop()>, C<shift()>, C<unshift()> and C<splice()> functions.
986 The object must have first been created using type C<DBM::Deep-E<gt>TYPE_ARRAY>, 
987 or simply be a nested array reference inside a hash.  Example:
988
989         my $db = DBM::Deep->new(
990                 file => "foo-array.db",
991                 type => DBM::Deep->TYPE_ARRAY
992         );
993         
994         $db->[0] = "foo";
995         push @$db, "bar", "baz";
996         unshift @$db, "bah";
997         
998         my $last_elem = pop @$db; # baz
999         my $first_elem = shift @$db; # bah
1000         my $second_elem = $db->[1]; # bar
1001         
1002         my $num_elements = scalar @$db;
1003
1004 =head1 OO INTERFACE
1005
1006 In addition to the I<tie()> interface, you can also use a standard OO interface
1007 to manipulate all aspects of DBM::Deep databases.  Each type of object (hash or
1008 array) has its own methods, but both types share the following common methods: 
1009 C<put()>, C<get()>, C<exists()>, C<delete()> and C<clear()>.
1010
1011 =over
1012
1013 =item * new() / clone()
1014
1015 These are the constructor and copy-functions.
1016
1017 =item * put() / store()
1018
1019 Stores a new hash key/value pair, or sets an array element value.  Takes two
1020 arguments, the hash key or array index, and the new value.  The value can be
1021 a scalar, hash ref or array ref.  Returns true on success, false on failure.
1022
1023         $db->put("foo", "bar"); # for hashes
1024         $db->put(1, "bar"); # for arrays
1025
1026 =item * get() / fetch()
1027
1028 Fetches the value of a hash key or array element.  Takes one argument: the hash
1029 key or array index.  Returns a scalar, hash ref or array ref, depending on the 
1030 data type stored.
1031
1032         my $value = $db->get("foo"); # for hashes
1033         my $value = $db->get(1); # for arrays
1034
1035 =item * exists()
1036
1037 Checks if a hash key or array index exists.  Takes one argument: the hash key 
1038 or array index.  Returns true if it exists, false if not.
1039
1040         if ($db->exists("foo")) { print "yay!\n"; } # for hashes
1041         if ($db->exists(1)) { print "yay!\n"; } # for arrays
1042
1043 =item * delete()
1044
1045 Deletes one hash key/value pair or array element.  Takes one argument: the hash
1046 key or array index.  Returns true on success, false if not found.  For arrays,
1047 the remaining elements located after the deleted element are NOT moved over.
1048 The deleted element is essentially just undefined, which is exactly how Perl's
1049 internal arrays work.  Please note that the space occupied by the deleted 
1050 key/value or element is B<not> reused again -- see L<UNUSED SPACE RECOVERY> 
1051 below for details and workarounds.
1052
1053         $db->delete("foo"); # for hashes
1054         $db->delete(1); # for arrays
1055
1056 =item * clear()
1057
1058 Deletes B<all> hash keys or array elements.  Takes no arguments.  No return 
1059 value.  Please note that the space occupied by the deleted keys/values or 
1060 elements is B<not> reused again -- see L<UNUSED SPACE RECOVERY> below for 
1061 details and workarounds.
1062
1063         $db->clear(); # hashes or arrays
1064
1065 =item * lock() / unlock()
1066
1067 q.v. Locking.
1068
1069 =item * optimize()
1070
1071 Recover lost disk space.
1072
1073 =item * import() / export()
1074
1075 Data going in and out.
1076
1077 =item * set_digest() / set_pack() / set_filter()
1078
1079 q.v. adjusting the interal parameters.
1080
1081 =back
1082
1083 =head2 HASHES
1084
1085 For hashes, DBM::Deep supports all the common methods described above, and the 
1086 following additional methods: C<first_key()> and C<next_key()>.
1087
1088 =over
1089
1090 =item * first_key()
1091
1092 Returns the "first" key in the hash.  As with built-in Perl hashes, keys are 
1093 fetched in an undefined order (which appears random).  Takes no arguments, 
1094 returns the key as a scalar value.
1095
1096         my $key = $db->first_key();
1097
1098 =item * next_key()
1099
1100 Returns the "next" key in the hash, given the previous one as the sole argument.
1101 Returns undef if there are no more keys to be fetched.
1102
1103         $key = $db->next_key($key);
1104
1105 =back
1106
1107 Here are some examples of using hashes:
1108
1109         my $db = DBM::Deep->new( "foo.db" );
1110         
1111         $db->put("foo", "bar");
1112         print "foo: " . $db->get("foo") . "\n";
1113         
1114         $db->put("baz", {}); # new child hash ref
1115         $db->get("baz")->put("buz", "biz");
1116         print "buz: " . $db->get("baz")->get("buz") . "\n";
1117         
1118         my $key = $db->first_key();
1119         while ($key) {
1120                 print "$key: " . $db->get($key) . "\n";
1121                 $key = $db->next_key($key);     
1122         }
1123         
1124         if ($db->exists("foo")) { $db->delete("foo"); }
1125
1126 =head2 ARRAYS
1127
1128 For arrays, DBM::Deep supports all the common methods described above, and the 
1129 following additional methods: C<length()>, C<push()>, C<pop()>, C<shift()>, 
1130 C<unshift()> and C<splice()>.
1131
1132 =over
1133
1134 =item * length()
1135
1136 Returns the number of elements in the array.  Takes no arguments.
1137
1138         my $len = $db->length();
1139
1140 =item * push()
1141
1142 Adds one or more elements onto the end of the array.  Accepts scalars, hash 
1143 refs or array refs.  No return value.
1144
1145         $db->push("foo", "bar", {});
1146
1147 =item * pop()
1148
1149 Fetches the last element in the array, and deletes it.  Takes no arguments.
1150 Returns undef if array is empty.  Returns the element value.
1151
1152         my $elem = $db->pop();
1153
1154 =item * shift()
1155
1156 Fetches the first element in the array, deletes it, then shifts all the 
1157 remaining elements over to take up the space.  Returns the element value.  This 
1158 method is not recommended with large arrays -- see L<LARGE ARRAYS> below for 
1159 details.
1160
1161         my $elem = $db->shift();
1162
1163 =item * unshift()
1164
1165 Inserts one or more elements onto the beginning of the array, shifting all 
1166 existing elements over to make room.  Accepts scalars, hash refs or array refs.  
1167 No return value.  This method is not recommended with large arrays -- see 
1168 <LARGE ARRAYS> below for details.
1169
1170         $db->unshift("foo", "bar", {});
1171
1172 =item * splice()
1173
1174 Performs exactly like Perl's built-in function of the same name.  See L<perldoc 
1175 -f splice> for usage -- it is too complicated to document here.  This method is
1176 not recommended with large arrays -- see L<LARGE ARRAYS> below for details.
1177
1178 =back
1179
1180 Here are some examples of using arrays:
1181
1182         my $db = DBM::Deep->new(
1183                 file => "foo.db",
1184                 type => DBM::Deep->TYPE_ARRAY
1185         );
1186         
1187         $db->push("bar", "baz");
1188         $db->unshift("foo");
1189         $db->put(3, "buz");
1190         
1191         my $len = $db->length();
1192         print "length: $len\n"; # 4
1193         
1194         for (my $k=0; $k<$len; $k++) {
1195                 print "$k: " . $db->get($k) . "\n";
1196         }
1197         
1198         $db->splice(1, 2, "biz", "baf");
1199         
1200         while (my $elem = shift @$db) {
1201                 print "shifted: $elem\n";
1202         }
1203
1204 =head1 LOCKING
1205
1206 Enable automatic file locking by passing a true value to the C<locking> 
1207 parameter when constructing your DBM::Deep object (see L<SETUP> above).
1208
1209         my $db = DBM::Deep->new(
1210                 file => "foo.db",
1211                 locking => 1
1212         );
1213
1214 This causes DBM::Deep to C<flock()> the underlying filehandle with exclusive 
1215 mode for writes, and shared mode for reads.  This is required if you have 
1216 multiple processes accessing the same database file, to avoid file corruption.  
1217 Please note that C<flock()> does NOT work for files over NFS.  See L<DB OVER 
1218 NFS> below for more.
1219
1220 =head2 EXPLICIT LOCKING
1221
1222 You can explicitly lock a database, so it remains locked for multiple 
1223 transactions.  This is done by calling the C<lock()> method, and passing an 
1224 optional lock mode argument (defaults to exclusive mode).  This is particularly
1225 useful for things like counters, where the current value needs to be fetched, 
1226 then incremented, then stored again.
1227
1228         $db->lock();
1229         my $counter = $db->get("counter");
1230         $counter++;
1231         $db->put("counter", $counter);
1232         $db->unlock();
1233
1234         # or...
1235         
1236         $db->lock();
1237         $db->{counter}++;
1238         $db->unlock();
1239
1240 You can pass C<lock()> an optional argument, which specifies which mode to use
1241 (exclusive or shared).  Use one of these two constants: C<DBM::Deep-E<gt>LOCK_EX> 
1242 or C<DBM::Deep-E<gt>LOCK_SH>.  These are passed directly to C<flock()>, and are the 
1243 same as the constants defined in Perl's C<Fcntl> module.
1244
1245         $db->lock( DBM::Deep->LOCK_SH );
1246         # something here
1247         $db->unlock();
1248
1249 =head1 IMPORTING/EXPORTING
1250
1251 You can import existing complex structures by calling the C<import()> method,
1252 and export an entire database into an in-memory structure using the C<export()>
1253 method.  Both are examined here.
1254
1255 =head2 IMPORTING
1256
1257 Say you have an existing hash with nested hashes/arrays inside it.  Instead of
1258 walking the structure and adding keys/elements to the database as you go, 
1259 simply pass a reference to the C<import()> method.  This recursively adds 
1260 everything to an existing DBM::Deep object for you.  Here is an example:
1261
1262         my $struct = {
1263                 key1 => "value1",
1264                 key2 => "value2",
1265                 array1 => [ "elem0", "elem1", "elem2" ],
1266                 hash1 => {
1267                         subkey1 => "subvalue1",
1268                         subkey2 => "subvalue2"
1269                 }
1270         };
1271         
1272         my $db = DBM::Deep->new( "foo.db" );
1273         $db->import( $struct );
1274         
1275         print $db->{key1} . "\n"; # prints "value1"
1276
1277 This recursively imports the entire C<$struct> object into C<$db>, including 
1278 all nested hashes and arrays.  If the DBM::Deep object contains exsiting data,
1279 keys are merged with the existing ones, replacing if they already exist.  
1280 The C<import()> method can be called on any database level (not just the base 
1281 level), and works with both hash and array DB types.
1282
1283 B<Note:> Make sure your existing structure has no circular references in it.
1284 These will cause an infinite loop when importing.
1285
1286 =head2 EXPORTING
1287
1288 Calling the C<export()> method on an existing DBM::Deep object will return 
1289 a reference to a new in-memory copy of the database.  The export is done 
1290 recursively, so all nested hashes/arrays are all exported to standard Perl
1291 objects.  Here is an example:
1292
1293         my $db = DBM::Deep->new( "foo.db" );
1294         
1295         $db->{key1} = "value1";
1296         $db->{key2} = "value2";
1297         $db->{hash1} = {};
1298         $db->{hash1}->{subkey1} = "subvalue1";
1299         $db->{hash1}->{subkey2} = "subvalue2";
1300         
1301         my $struct = $db->export();
1302         
1303         print $struct->{key1} . "\n"; # prints "value1"
1304
1305 This makes a complete copy of the database in memory, and returns a reference
1306 to it.  The C<export()> method can be called on any database level (not just 
1307 the base level), and works with both hash and array DB types.  Be careful of 
1308 large databases -- you can store a lot more data in a DBM::Deep object than an 
1309 in-memory Perl structure.
1310
1311 B<Note:> Make sure your database has no circular references in it.
1312 These will cause an infinite loop when exporting.
1313
1314 =head1 FILTERS
1315
1316 DBM::Deep has a number of hooks where you can specify your own Perl function
1317 to perform filtering on incoming or outgoing data.  This is a perfect
1318 way to extend the engine, and implement things like real-time compression or
1319 encryption.  Filtering applies to the base DB level, and all child hashes / 
1320 arrays.  Filter hooks can be specified when your DBM::Deep object is first 
1321 constructed, or by calling the C<set_filter()> method at any time.  There are 
1322 four available filter hooks, described below:
1323
1324 =over
1325
1326 =item * filter_store_key
1327
1328 This filter is called whenever a hash key is stored.  It 
1329 is passed the incoming key, and expected to return a transformed key.
1330
1331 =item * filter_store_value
1332
1333 This filter is called whenever a hash key or array element is stored.  It 
1334 is passed the incoming value, and expected to return a transformed value.
1335
1336 =item * filter_fetch_key
1337
1338 This filter is called whenever a hash key is fetched (i.e. via 
1339 C<first_key()> or C<next_key()>).  It is passed the transformed key,
1340 and expected to return the plain key.
1341
1342 =item * filter_fetch_value
1343
1344 This filter is called whenever a hash key or array element is fetched.  
1345 It is passed the transformed value, and expected to return the plain value.
1346
1347 =back
1348
1349 Here are the two ways to setup a filter hook:
1350
1351         my $db = DBM::Deep->new(
1352                 file => "foo.db",
1353                 filter_store_value => \&my_filter_store,
1354                 filter_fetch_value => \&my_filter_fetch
1355         );
1356         
1357         # or...
1358         
1359         $db->set_filter( "filter_store_value", \&my_filter_store );
1360         $db->set_filter( "filter_fetch_value", \&my_filter_fetch );
1361
1362 Your filter function will be called only when dealing with SCALAR keys or
1363 values.  When nested hashes and arrays are being stored/fetched, filtering
1364 is bypassed.  Filters are called as static functions, passed a single SCALAR 
1365 argument, and expected to return a single SCALAR value.  If you want to
1366 remove a filter, set the function reference to C<undef>:
1367
1368         $db->set_filter( "filter_store_value", undef );
1369
1370 =head2 REAL-TIME ENCRYPTION EXAMPLE
1371
1372 Here is a working example that uses the I<Crypt::Blowfish> module to 
1373 do real-time encryption / decryption of keys & values with DBM::Deep Filters.
1374 Please visit L<http://search.cpan.org/search?module=Crypt::Blowfish> for more 
1375 on I<Crypt::Blowfish>.  You'll also need the I<Crypt::CBC> module.
1376
1377         use DBM::Deep;
1378         use Crypt::Blowfish;
1379         use Crypt::CBC;
1380         
1381         my $cipher = Crypt::CBC->new({
1382                 'key'             => 'my secret key',
1383                 'cipher'          => 'Blowfish',
1384                 'iv'              => '$KJh#(}q',
1385                 'regenerate_key'  => 0,
1386                 'padding'         => 'space',
1387                 'prepend_iv'      => 0
1388         });
1389         
1390         my $db = DBM::Deep->new(
1391                 file => "foo-encrypt.db",
1392                 filter_store_key => \&my_encrypt,
1393                 filter_store_value => \&my_encrypt,
1394                 filter_fetch_key => \&my_decrypt,
1395                 filter_fetch_value => \&my_decrypt,
1396         );
1397         
1398         $db->{key1} = "value1";
1399         $db->{key2} = "value2";
1400         print "key1: " . $db->{key1} . "\n";
1401         print "key2: " . $db->{key2} . "\n";
1402         
1403         undef $db;
1404         exit;
1405         
1406         sub my_encrypt {
1407                 return $cipher->encrypt( $_[0] );
1408         }
1409         sub my_decrypt {
1410                 return $cipher->decrypt( $_[0] );
1411         }
1412
1413 =head2 REAL-TIME COMPRESSION EXAMPLE
1414
1415 Here is a working example that uses the I<Compress::Zlib> module to do real-time
1416 compression / decompression of keys & values with DBM::Deep Filters.
1417 Please visit L<http://search.cpan.org/search?module=Compress::Zlib> for 
1418 more on I<Compress::Zlib>.
1419
1420         use DBM::Deep;
1421         use Compress::Zlib;
1422         
1423         my $db = DBM::Deep->new(
1424                 file => "foo-compress.db",
1425                 filter_store_key => \&my_compress,
1426                 filter_store_value => \&my_compress,
1427                 filter_fetch_key => \&my_decompress,
1428                 filter_fetch_value => \&my_decompress,
1429         );
1430         
1431         $db->{key1} = "value1";
1432         $db->{key2} = "value2";
1433         print "key1: " . $db->{key1} . "\n";
1434         print "key2: " . $db->{key2} . "\n";
1435         
1436         undef $db;
1437         exit;
1438         
1439         sub my_compress {
1440                 return Compress::Zlib::memGzip( $_[0] ) ;
1441         }
1442         sub my_decompress {
1443                 return Compress::Zlib::memGunzip( $_[0] ) ;
1444         }
1445
1446 B<Note:> Filtering of keys only applies to hashes.  Array "keys" are
1447 actually numerical index numbers, and are not filtered.
1448
1449 =head1 ERROR HANDLING
1450
1451 Most DBM::Deep methods return a true value for success, and call die() on
1452 failure.  You can wrap calls in an eval block to catch the die.
1453
1454         my $db = DBM::Deep->new( "foo.db" ); # create hash
1455         eval { $db->push("foo"); }; # ILLEGAL -- push is array-only call
1456         
1457     print $@;           # prints error message
1458
1459 =head1 LARGEFILE SUPPORT
1460
1461 If you have a 64-bit system, and your Perl is compiled with both LARGEFILE
1462 and 64-bit support, you I<may> be able to create databases larger than 2 GB.
1463 DBM::Deep by default uses 32-bit file offset tags, but these can be changed
1464 by calling the static C<set_pack()> method before you do anything else.
1465
1466         DBM::Deep::set_pack(8, 'Q');
1467
1468 This tells DBM::Deep to pack all file offsets with 8-byte (64-bit) quad words 
1469 instead of 32-bit longs.  After setting these values your DB files have a 
1470 theoretical maximum size of 16 XB (exabytes).
1471
1472 B<Note:> Changing these values will B<NOT> work for existing database files.
1473 Only change this for new files, and make sure it stays set consistently 
1474 throughout the file's life.  If you do set these values, you can no longer 
1475 access 32-bit DB files.  You can, however, call C<set_pack(4, 'N')> to change 
1476 back to 32-bit mode.
1477
1478 B<Note:> I have not personally tested files > 2 GB -- all my systems have 
1479 only a 32-bit Perl.  However, I have received user reports that this does 
1480 indeed work!
1481
1482 =head1 LOW-LEVEL ACCESS
1483
1484 If you require low-level access to the underlying filehandle that DBM::Deep uses,
1485 you can call the C<_fh()> method, which returns the handle:
1486
1487         my $fh = $db->_fh();
1488
1489 This method can be called on the root level of the datbase, or any child
1490 hashes or arrays.  All levels share a I<root> structure, which contains things
1491 like the filehandle, a reference counter, and all the options specified
1492 when you created the object.  You can get access to this root structure by 
1493 calling the C<root()> method.
1494
1495         my $root = $db->_root();
1496
1497 This is useful for changing options after the object has already been created,
1498 such as enabling/disabling locking, or debug modes.  You can also
1499 store your own temporary user data in this structure (be wary of name 
1500 collision), which is then accessible from any child hash or array.
1501
1502 =head1 CUSTOM DIGEST ALGORITHM
1503
1504 DBM::Deep by default uses the I<Message Digest 5> (MD5) algorithm for hashing
1505 keys.  However you can override this, and use another algorithm (such as SHA-256)
1506 or even write your own.  But please note that DBM::Deep currently expects zero 
1507 collisions, so your algorithm has to be I<perfect>, so to speak.
1508 Collision detection may be introduced in a later version.
1509
1510
1511
1512 You can specify a custom digest algorithm by calling the static C<set_digest()> 
1513 function, passing a reference to a subroutine, and the length of the algorithm's 
1514 hashes (in bytes).  This is a global static function, which affects ALL DBM::Deep 
1515 objects.  Here is a working example that uses a 256-bit hash from the 
1516 I<Digest::SHA256> module.  Please see 
1517 L<http://search.cpan.org/search?module=Digest::SHA256> for more.
1518
1519         use DBM::Deep;
1520         use Digest::SHA256;
1521         
1522         my $context = Digest::SHA256::new(256);
1523         
1524         DBM::Deep::set_digest( \&my_digest, 32 );
1525         
1526         my $db = DBM::Deep->new( "foo-sha.db" );
1527         
1528         $db->{key1} = "value1";
1529         $db->{key2} = "value2";
1530         print "key1: " . $db->{key1} . "\n";
1531         print "key2: " . $db->{key2} . "\n";
1532         
1533         undef $db;
1534         exit;
1535         
1536         sub my_digest {
1537                 return substr( $context->hash($_[0]), 0, 32 );
1538         }
1539
1540 B<Note:> Your returned digest strings must be B<EXACTLY> the number
1541 of bytes you specify in the C<set_digest()> function (in this case 32).
1542
1543 =head1 CIRCULAR REFERENCES
1544
1545 DBM::Deep has B<experimental> support for circular references.  Meaning you
1546 can have a nested hash key or array element that points to a parent object.
1547 This relationship is stored in the DB file, and is preserved between sessions.
1548 Here is an example:
1549
1550         my $db = DBM::Deep->new( "foo.db" );
1551         
1552         $db->{foo} = "bar";
1553         $db->{circle} = $db; # ref to self
1554         
1555         print $db->{foo} . "\n"; # prints "foo"
1556         print $db->{circle}->{foo} . "\n"; # prints "foo" again
1557
1558 One catch is, passing the object to a function that recursively walks the
1559 object tree (such as I<Data::Dumper> or even the built-in C<optimize()> or
1560 C<export()> methods) will result in an infinite loop.  The other catch is, 
1561 if you fetch the I<key> of a circular reference (i.e. using the C<first_key()> 
1562 or C<next_key()> methods), you will get the I<target object's key>, not the 
1563 ref's key.  This gets even more interesting with the above example, where 
1564 the I<circle> key points to the base DB object, which technically doesn't 
1565 have a key.  So I made DBM::Deep return "[base]" as the key name in that 
1566 special case.
1567
1568 =head1 CAVEATS / ISSUES / BUGS
1569
1570 This section describes all the known issues with DBM::Deep.  It you have found
1571 something that is not listed here, please send e-mail to L<jhuckaby@cpan.org>.
1572
1573 =head2 UNUSED SPACE RECOVERY
1574
1575 One major caveat with DBM::Deep is that space occupied by existing keys and
1576 values is not recovered when they are deleted.  Meaning if you keep deleting
1577 and adding new keys, your file will continuously grow.  I am working on this,
1578 but in the meantime you can call the built-in C<optimize()> method from time to 
1579 time (perhaps in a crontab or something) to recover all your unused space.
1580
1581         $db->optimize(); # returns true on success
1582
1583 This rebuilds the ENTIRE database into a new file, then moves it on top of
1584 the original.  The new file will have no unused space, thus it will take up as
1585 little disk space as possible.  Please note that this operation can take 
1586 a long time for large files, and you need enough disk space to temporarily hold 
1587 2 copies of your DB file.  The temporary file is created in the same directory 
1588 as the original, named with a ".tmp" extension, and is deleted when the 
1589 operation completes.  Oh, and if locking is enabled, the DB is automatically 
1590 locked for the entire duration of the copy.
1591
1592 B<WARNING:> Only call optimize() on the top-level node of the database, and 
1593 make sure there are no child references lying around.  DBM::Deep keeps a reference 
1594 counter, and if it is greater than 1, optimize() will abort and return undef.
1595
1596 =head2 AUTOVIVIFICATION
1597
1598 Unfortunately, autovivification doesn't work with tied hashes.  This appears to 
1599 be a bug in Perl's tie() system, as I<Jakob Schmidt> encountered the very same 
1600 issue with his I<DWH_FIle> module (see L<http://search.cpan.org/search?module=DWH_File>),
1601 and it is also mentioned in the BUGS section for the I<MLDBM> module <see 
1602 L<http://search.cpan.org/search?module=MLDBM>).  Basically, on a new db file,
1603 this does not work:
1604
1605         $db->{foo}->{bar} = "hello";
1606
1607 Since "foo" doesn't exist, you cannot add "bar" to it.  You end up with "foo"
1608 being an empty hash.  Try this instead, which works fine:
1609
1610         $db->{foo} = { bar => "hello" };
1611
1612 As of Perl 5.8.7, this bug still exists.  I have walked very carefully through
1613 the execution path, and Perl indeed passes an empty hash to the STORE() method.
1614 Probably a bug in Perl.
1615
1616 =head2 FILE CORRUPTION
1617
1618 The current level of error handling in DBM::Deep is minimal.  Files I<are> checked
1619 for a 32-bit signature when opened, but other corruption in files can cause
1620 segmentation faults.  DBM::Deep may try to seek() past the end of a file, or get
1621 stuck in an infinite loop depending on the level of corruption.  File write
1622 operations are not checked for failure (for speed), so if you happen to run
1623 out of disk space, DBM::Deep will probably fail in a bad way.  These things will 
1624 be addressed in a later version of DBM::Deep.
1625
1626 =head2 DB OVER NFS
1627
1628 Beware of using DB files over NFS.  DBM::Deep uses flock(), which works well on local
1629 filesystems, but will NOT protect you from file corruption over NFS.  I've heard 
1630 about setting up your NFS server with a locking daemon, then using lockf() to 
1631 lock your files, but your mileage may vary there as well.  From what I 
1632 understand, there is no real way to do it.  However, if you need access to the 
1633 underlying filehandle in DBM::Deep for using some other kind of locking scheme like 
1634 lockf(), see the L<LOW-LEVEL ACCESS> section above.
1635
1636 =head2 COPYING OBJECTS
1637
1638 Beware of copying tied objects in Perl.  Very strange things can happen.  
1639 Instead, use DBM::Deep's C<clone()> method which safely copies the object and 
1640 returns a new, blessed, tied hash or array to the same level in the DB.
1641
1642         my $copy = $db->clone();
1643
1644 B<Note>: Since clone() here is cloning the object, not the database location, any
1645 modifications to either $db or $copy will be visible in both.
1646
1647 =head2 LARGE ARRAYS
1648
1649 Beware of using C<shift()>, C<unshift()> or C<splice()> with large arrays.
1650 These functions cause every element in the array to move, which can be murder
1651 on DBM::Deep, as every element has to be fetched from disk, then stored again in
1652 a different location.  This will be addressed in the forthcoming version 1.00.
1653
1654 =head2 WRITEONLY FILES
1655
1656 If you pass in a filehandle to new(), you may have opened it in either a readonly or
1657 writeonly mode. STORE will verify that the filehandle is writable. However, there
1658 doesn't seem to be a good way to determine if a filehandle is readable. And, if the
1659 filehandle isn't readable, it's not clear what will happen. So, don't do that.
1660
1661 =head1 PERFORMANCE
1662
1663 This section discusses DBM::Deep's speed and memory usage.
1664
1665 =head2 SPEED
1666
1667 Obviously, DBM::Deep isn't going to be as fast as some C-based DBMs, such as 
1668 the almighty I<BerkeleyDB>.  But it makes up for it in features like true
1669 multi-level hash/array support, and cross-platform FTPable files.  Even so,
1670 DBM::Deep is still pretty fast, and the speed stays fairly consistent, even
1671 with huge databases.  Here is some test data:
1672         
1673         Adding 1,000,000 keys to new DB file...
1674         
1675         At 100 keys, avg. speed is 2,703 keys/sec
1676         At 200 keys, avg. speed is 2,642 keys/sec
1677         At 300 keys, avg. speed is 2,598 keys/sec
1678         At 400 keys, avg. speed is 2,578 keys/sec
1679         At 500 keys, avg. speed is 2,722 keys/sec
1680         At 600 keys, avg. speed is 2,628 keys/sec
1681         At 700 keys, avg. speed is 2,700 keys/sec
1682         At 800 keys, avg. speed is 2,607 keys/sec
1683         At 900 keys, avg. speed is 2,190 keys/sec
1684         At 1,000 keys, avg. speed is 2,570 keys/sec
1685         At 2,000 keys, avg. speed is 2,417 keys/sec
1686         At 3,000 keys, avg. speed is 1,982 keys/sec
1687         At 4,000 keys, avg. speed is 1,568 keys/sec
1688         At 5,000 keys, avg. speed is 1,533 keys/sec
1689         At 6,000 keys, avg. speed is 1,787 keys/sec
1690         At 7,000 keys, avg. speed is 1,977 keys/sec
1691         At 8,000 keys, avg. speed is 2,028 keys/sec
1692         At 9,000 keys, avg. speed is 2,077 keys/sec
1693         At 10,000 keys, avg. speed is 2,031 keys/sec
1694         At 20,000 keys, avg. speed is 1,970 keys/sec
1695         At 30,000 keys, avg. speed is 2,050 keys/sec
1696         At 40,000 keys, avg. speed is 2,073 keys/sec
1697         At 50,000 keys, avg. speed is 1,973 keys/sec
1698         At 60,000 keys, avg. speed is 1,914 keys/sec
1699         At 70,000 keys, avg. speed is 2,091 keys/sec
1700         At 80,000 keys, avg. speed is 2,103 keys/sec
1701         At 90,000 keys, avg. speed is 1,886 keys/sec
1702         At 100,000 keys, avg. speed is 1,970 keys/sec
1703         At 200,000 keys, avg. speed is 2,053 keys/sec
1704         At 300,000 keys, avg. speed is 1,697 keys/sec
1705         At 400,000 keys, avg. speed is 1,838 keys/sec
1706         At 500,000 keys, avg. speed is 1,941 keys/sec
1707         At 600,000 keys, avg. speed is 1,930 keys/sec
1708         At 700,000 keys, avg. speed is 1,735 keys/sec
1709         At 800,000 keys, avg. speed is 1,795 keys/sec
1710         At 900,000 keys, avg. speed is 1,221 keys/sec
1711         At 1,000,000 keys, avg. speed is 1,077 keys/sec
1712
1713 This test was performed on a PowerMac G4 1gHz running Mac OS X 10.3.2 & Perl 
1714 5.8.1, with an 80GB Ultra ATA/100 HD spinning at 7200RPM.  The hash keys and 
1715 values were between 6 - 12 chars in length.  The DB file ended up at 210MB.  
1716 Run time was 12 min 3 sec.
1717
1718 =head2 MEMORY USAGE
1719
1720 One of the great things about DBM::Deep is that it uses very little memory.
1721 Even with huge databases (1,000,000+ keys) you will not see much increased
1722 memory on your process.  DBM::Deep relies solely on the filesystem for storing
1723 and fetching data.  Here is output from I</usr/bin/top> before even opening a
1724 database handle:
1725
1726           PID USER     PRI  NI  SIZE  RSS SHARE STAT %CPU %MEM   TIME COMMAND
1727         22831 root      11   0  2716 2716  1296 R     0.0  0.2   0:07 perl
1728
1729 Basically the process is taking 2,716K of memory.  And here is the same 
1730 process after storing and fetching 1,000,000 keys:
1731
1732           PID USER     PRI  NI  SIZE  RSS SHARE STAT %CPU %MEM   TIME COMMAND
1733         22831 root      14   0  2772 2772  1328 R     0.0  0.2  13:32 perl
1734
1735 Notice the memory usage increased by only 56K.  Test was performed on a 700mHz 
1736 x86 box running Linux RedHat 7.2 & Perl 5.6.1.
1737
1738 =head1 DB FILE FORMAT
1739
1740 In case you were interested in the underlying DB file format, it is documented
1741 here in this section.  You don't need to know this to use the module, it's just 
1742 included for reference.
1743
1744 =head2 SIGNATURE
1745
1746 DBM::Deep files always start with a 32-bit signature to identify the file type.
1747 This is at offset 0.  The signature is "DPDB" in network byte order.  This is
1748 checked for when the file is opened and an error will be thrown if it's not found.
1749
1750 =head2 TAG
1751
1752 The DBM::Deep file is in a I<tagged format>, meaning each section of the file
1753 has a standard header containing the type of data, the length of data, and then 
1754 the data itself.  The type is a single character (1 byte), the length is a 
1755 32-bit unsigned long in network byte order, and the data is, well, the data.
1756 Here is how it unfolds:
1757
1758 =head2 MASTER INDEX
1759
1760 Immediately after the 32-bit file signature is the I<Master Index> record.  
1761 This is a standard tag header followed by 1024 bytes (in 32-bit mode) or 2048 
1762 bytes (in 64-bit mode) of data.  The type is I<H> for hash or I<A> for array, 
1763 depending on how the DBM::Deep object was constructed.
1764
1765 The index works by looking at a I<MD5 Hash> of the hash key (or array index 
1766 number).  The first 8-bit char of the MD5 signature is the offset into the 
1767 index, multipled by 4 in 32-bit mode, or 8 in 64-bit mode.  The value of the 
1768 index element is a file offset of the next tag for the key/element in question,
1769 which is usually a I<Bucket List> tag (see below).
1770
1771 The next tag I<could> be another index, depending on how many keys/elements
1772 exist.  See L<RE-INDEXING> below for details.
1773
1774 =head2 BUCKET LIST
1775
1776 A I<Bucket List> is a collection of 16 MD5 hashes for keys/elements, plus 
1777 file offsets to where the actual data is stored.  It starts with a standard 
1778 tag header, with type I<B>, and a data size of 320 bytes in 32-bit mode, or 
1779 384 bytes in 64-bit mode.  Each MD5 hash is stored in full (16 bytes), plus
1780 the 32-bit or 64-bit file offset for the I<Bucket> containing the actual data.
1781 When the list fills up, a I<Re-Index> operation is performed (See 
1782 L<RE-INDEXING> below).
1783
1784 =head2 BUCKET
1785
1786 A I<Bucket> is a tag containing a key/value pair (in hash mode), or a
1787 index/value pair (in array mode).  It starts with a standard tag header with
1788 type I<D> for scalar data (string, binary, etc.), or it could be a nested
1789 hash (type I<H>) or array (type I<A>).  The value comes just after the tag
1790 header.  The size reported in the tag header is only for the value, but then,
1791 just after the value is another size (32-bit unsigned long) and then the plain 
1792 key itself.  Since the value is likely to be fetched more often than the plain 
1793 key, I figured it would be I<slightly> faster to store the value first.
1794
1795 If the type is I<H> (hash) or I<A> (array), the value is another I<Master Index>
1796 record for the nested structure, where the process begins all over again.
1797
1798 =head2 RE-INDEXING
1799
1800 After a I<Bucket List> grows to 16 records, its allocated space in the file is
1801 exhausted.  Then, when another key/element comes in, the list is converted to a 
1802 new index record.  However, this index will look at the next char in the MD5 
1803 hash, and arrange new Bucket List pointers accordingly.  This process is called 
1804 I<Re-Indexing>.  Basically, a new index tag is created at the file EOF, and all 
1805 17 (16 + new one) keys/elements are removed from the old Bucket List and 
1806 inserted into the new index.  Several new Bucket Lists are created in the 
1807 process, as a new MD5 char from the key is being examined (it is unlikely that 
1808 the keys will all share the same next char of their MD5s).
1809
1810 Because of the way the I<MD5> algorithm works, it is impossible to tell exactly
1811 when the Bucket Lists will turn into indexes, but the first round tends to 
1812 happen right around 4,000 keys.  You will see a I<slight> decrease in 
1813 performance here, but it picks back up pretty quick (see L<SPEED> above).  Then 
1814 it takes B<a lot> more keys to exhaust the next level of Bucket Lists.  It's 
1815 right around 900,000 keys.  This process can continue nearly indefinitely -- 
1816 right up until the point the I<MD5> signatures start colliding with each other, 
1817 and this is B<EXTREMELY> rare -- like winning the lottery 5 times in a row AND 
1818 getting struck by lightning while you are walking to cash in your tickets.  
1819 Theoretically, since I<MD5> hashes are 128-bit values, you I<could> have up to 
1820 340,282,366,921,000,000,000,000,000,000,000,000,000 keys/elements (I believe 
1821 this is 340 unodecillion, but don't quote me).
1822
1823 =head2 STORING
1824
1825 When a new key/element is stored, the key (or index number) is first run through 
1826 I<Digest::MD5> to get a 128-bit signature (example, in hex: 
1827 b05783b0773d894396d475ced9d2f4f6).  Then, the I<Master Index> record is checked
1828 for the first char of the signature (in this case I<b0>).  If it does not exist,
1829 a new I<Bucket List> is created for our key (and the next 15 future keys that 
1830 happen to also have I<b> as their first MD5 char).  The entire MD5 is written 
1831 to the I<Bucket List> along with the offset of the new I<Bucket> record (EOF at
1832 this point, unless we are replacing an existing I<Bucket>), where the actual 
1833 data will be stored.
1834
1835 =head2 FETCHING
1836
1837 Fetching an existing key/element involves getting a I<Digest::MD5> of the key 
1838 (or index number), then walking along the indexes.  If there are enough 
1839 keys/elements in this DB level, there might be nested indexes, each linked to 
1840 a particular char of the MD5.  Finally, a I<Bucket List> is pointed to, which 
1841 contains up to 16 full MD5 hashes.  Each is checked for equality to the key in 
1842 question.  If we found a match, the I<Bucket> tag is loaded, where the value and 
1843 plain key are stored.
1844
1845 Fetching the plain key occurs when calling the I<first_key()> and I<next_key()>
1846 methods.  In this process the indexes are walked systematically, and each key
1847 fetched in increasing MD5 order (which is why it appears random).   Once the
1848 I<Bucket> is found, the value is skipped and the plain key returned instead.  
1849 B<Note:> Do not count on keys being fetched as if the MD5 hashes were 
1850 alphabetically sorted.  This only happens on an index-level -- as soon as the 
1851 I<Bucket Lists> are hit, the keys will come out in the order they went in -- 
1852 so it's pretty much undefined how the keys will come out -- just like Perl's 
1853 built-in hashes.
1854
1855 =head1 CODE COVERAGE
1856
1857 We use B<Devel::Cover> to test the code coverage of our tests, below is the
1858 B<Devel::Cover> report on this module's test suite.
1859
1860   ---------------------------- ------ ------ ------ ------ ------ ------ ------
1861   File                           stmt   bran   cond    sub    pod   time  total
1862   ---------------------------- ------ ------ ------ ------ ------ ------ ------
1863   blib/lib/DBM/Deep.pm           95.2   83.8   70.0   98.2  100.0   58.0   91.0
1864   blib/lib/DBM/Deep/Array.pm    100.0   91.1  100.0  100.0    n/a   26.7   98.0
1865   blib/lib/DBM/Deep/Hash.pm      95.3   80.0  100.0  100.0    n/a   15.3   92.4
1866   Total                          96.2   84.8   74.4   98.8  100.0  100.0   92.4
1867   ---------------------------- ------ ------ ------ ------ ------ ------ ------
1868
1869 =head1 MORE INFORMATION
1870
1871 Check out the DBM::Deep Google Group at L<http://groups.google.com/group/DBM-Deep>
1872 or send email to L<DBM-Deep@googlegroups.com>.
1873
1874 =head1 AUTHORS
1875
1876 Joseph Huckaby, L<jhuckaby@cpan.org>
1877
1878 Rob Kinyon, L<rkinyon@cpan.org>
1879
1880 Special thanks to Adam Sah and Rich Gaushell!  You know why :-)
1881
1882 =head1 SEE ALSO
1883
1884 perltie(1), Tie::Hash(3), Digest::MD5(3), Fcntl(3), flock(2), lockf(3), nfs(5),
1885 Digest::SHA256(3), Crypt::Blowfish(3), Compress::Zlib(3)
1886
1887 =head1 LICENSE
1888
1889 Copyright (c) 2002-2006 Joseph Huckaby.  All Rights Reserved.
1890 This is free software, you may use it and distribute it under the
1891 same terms as Perl itself.
1892
1893 =cut