close() is now close_fh()
[dbsrgits/DBM-Deep.git] / lib / DBM / Deep.pm
1 package DBM::Deep;
2
3 ##
4 # DBM::Deep
5 #
6 # Description:
7 #       Multi-level database module for storing hash trees, arrays and simple
8 #       key/value pairs into FTP-able, cross-platform binary database files.
9 #
10 #       Type `perldoc DBM::Deep` for complete documentation.
11 #
12 # Usage Examples:
13 #       my %db;
14 #       tie %db, 'DBM::Deep', 'my_database.db'; # standard tie() method
15 #       
16 #       my $db = new DBM::Deep( 'my_database.db' ); # preferred OO method
17 #
18 #       $db->{my_scalar} = 'hello world';
19 #       $db->{my_hash} = { larry => 'genius', hashes => 'fast' };
20 #       $db->{my_array} = [ 1, 2, 3, time() ];
21 #       $db->{my_complex} = [ 'hello', { perl => 'rules' }, 42, 99 ];
22 #       push @{$db->{my_array}}, 'another value';
23 #       my @key_list = keys %{$db->{my_hash}};
24 #       print "This module " . $db->{my_complex}->[1]->{perl} . "!\n";
25 #
26 # Copyright:
27 #       (c) 2002-2006 Joseph Huckaby.  All Rights Reserved.
28 #       This program is free software; you can redistribute it and/or 
29 #       modify it under the same terms as Perl itself.
30 ##
31
32 use strict;
33
34 use Fcntl qw( :DEFAULT :flock :seek );
35 use Digest::MD5 ();
36 use Scalar::Util ();
37
38 use DBM::Deep::Engine;
39
40 use vars qw( $VERSION );
41 $VERSION = q(0.99_01);
42
43
44 ##
45 # Setup file and tag signatures.  These should never change.
46 ##
47 sub SIG_FILE   () { 'DPDB' }
48 sub SIG_HASH   () { 'H' }
49 sub SIG_ARRAY  () { 'A' }
50 sub SIG_SCALAR () { 'S' }
51 sub SIG_NULL   () { 'N' }
52 sub SIG_DATA   () { 'D' }
53 sub SIG_INDEX  () { 'I' }
54 sub SIG_BLIST  () { 'B' }
55 sub SIG_SIZE   () {  1  }
56
57 ##
58 # Setup constants for users to pass to new()
59 ##
60 sub TYPE_HASH   () { SIG_HASH   }
61 sub TYPE_ARRAY  () { SIG_ARRAY  }
62 sub TYPE_SCALAR () { SIG_SCALAR }
63
64 sub _get_args {
65     my $proto = shift;
66
67     my $args;
68     if (scalar(@_) > 1) {
69         if ( @_ % 2 ) {
70             $proto->_throw_error( "Odd number of parameters to " . (caller(1))[2] );
71         }
72         $args = {@_};
73     }
74         elsif ( ref $_[0] ) {
75         unless ( eval { local $SIG{'__DIE__'}; %{$_[0]} || 1 } ) {
76             $proto->_throw_error( "Not a hashref in args to " . (caller(1))[2] );
77         }
78         $args = $_[0];
79     }
80         else {
81         $args = { file => shift };
82     }
83
84     return $args;
85 }
86
87 sub new {
88         ##
89         # Class constructor method for Perl OO interface.
90         # Calls tie() and returns blessed reference to tied hash or array,
91         # providing a hybrid OO/tie interface.
92         ##
93         my $class = shift;
94         my $args = $class->_get_args( @_ );
95         
96         ##
97         # Check if we want a tied hash or array.
98         ##
99         my $self;
100         if (defined($args->{type}) && $args->{type} eq TYPE_ARRAY) {
101         $class = 'DBM::Deep::Array';
102         require DBM::Deep::Array;
103                 tie @$self, $class, %$args;
104         }
105         else {
106         $class = 'DBM::Deep::Hash';
107         require DBM::Deep::Hash;
108                 tie %$self, $class, %$args;
109         }
110
111         return bless $self, $class;
112 }
113
114 sub _init {
115     ##
116     # Setup $self and bless into this class.
117     ##
118     my $class = shift;
119     my $args = shift;
120
121     # These are the defaults to be optionally overridden below
122     my $self = bless {
123         type        => TYPE_HASH,
124         base_offset => length(SIG_FILE),
125         engine      => DBM::Deep::Engine->new,
126     }, $class;
127
128     foreach my $param ( keys %$self ) {
129         next unless exists $args->{$param};
130         $self->{$param} = delete $args->{$param}
131     }
132     
133     # locking implicitly enables autoflush
134     if ($args->{locking}) { $args->{autoflush} = 1; }
135     
136     $self->{root} = exists $args->{root}
137         ? $args->{root}
138         : DBM::Deep::_::Root->new( $args );
139
140     $self->{engine}->setup_fh( $self );
141
142     return $self;
143 }
144
145 sub TIEHASH {
146     shift;
147     require DBM::Deep::Hash;
148     return DBM::Deep::Hash->TIEHASH( @_ );
149 }
150
151 sub TIEARRAY {
152     shift;
153     require DBM::Deep::Array;
154     return DBM::Deep::Array->TIEARRAY( @_ );
155 }
156
157 #XXX Unneeded now ...
158 #sub DESTROY {
159 #}
160
161 sub lock {
162         ##
163         # If db locking is set, flock() the db file.  If called multiple
164         # times before unlock(), then the same number of unlocks() must
165         # be called before the lock is released.
166         ##
167     my $self = $_[0]->_get_self;
168         my $type = $_[1];
169     $type = LOCK_EX unless defined $type;
170         
171         if (!defined($self->_fh)) { return; }
172
173         if ($self->_root->{locking}) {
174                 if (!$self->_root->{locked}) {
175                         flock($self->_fh, $type);
176                         
177                         # refresh end counter in case file has changed size
178                         my @stats = stat($self->_root->{file});
179                         $self->_root->{end} = $stats[7];
180                         
181                         # double-check file inode, in case another process
182                         # has optimize()d our file while we were waiting.
183                         if ($stats[1] != $self->_root->{inode}) {
184                 $self->{engine}->close_fh( $self );
185                 $self->{engine}->setup_fh( $self );
186                                 flock($self->_fh, $type); # re-lock
187
188                 # This may not be necessary after re-opening
189                                 $self->_root->{end} = (stat($self->_fh))[7]; # re-end
190                         }
191                 }
192                 $self->_root->{locked}++;
193
194         return 1;
195         }
196
197     return;
198 }
199
200 sub unlock {
201         ##
202         # If db locking is set, unlock the db file.  See note in lock()
203         # regarding calling lock() multiple times.
204         ##
205     my $self = $_[0]->_get_self;
206
207         if (!defined($self->_fh)) { return; }
208         
209         if ($self->_root->{locking} && $self->_root->{locked} > 0) {
210                 $self->_root->{locked}--;
211                 if (!$self->_root->{locked}) { flock($self->_fh, LOCK_UN); }
212
213         return 1;
214         }
215
216     return;
217 }
218
219 sub _copy_value {
220     my $self = shift->_get_self;
221     my ($spot, $value) = @_;
222
223     if ( !ref $value ) {
224         ${$spot} = $value;
225     }
226     elsif ( eval { local $SIG{__DIE__}; $value->isa( 'DBM::Deep' ) } ) {
227         my $type = $value->_type;
228         ${$spot} = $type eq TYPE_HASH ? {} : [];
229         $value->_copy_node( ${$spot} );
230     }
231     else {
232         my $r = Scalar::Util::reftype( $value );
233         my $c = Scalar::Util::blessed( $value );
234         if ( $r eq 'ARRAY' ) {
235             ${$spot} = [ @{$value} ];
236         }
237         else {
238             ${$spot} = { %{$value} };
239         }
240         ${$spot} = bless ${$spot}, $c
241             if defined $c;
242     }
243
244     return 1;
245 }
246
247 sub _copy_node {
248         ##
249         # Copy single level of keys or elements to new DB handle.
250         # Recurse for nested structures
251         ##
252     my $self = shift->_get_self;
253         my ($db_temp) = @_;
254
255         if ($self->_type eq TYPE_HASH) {
256                 my $key = $self->first_key();
257                 while ($key) {
258                         my $value = $self->get($key);
259             $self->_copy_value( \$db_temp->{$key}, $value );
260                         $key = $self->next_key($key);
261                 }
262         }
263         else {
264                 my $length = $self->length();
265                 for (my $index = 0; $index < $length; $index++) {
266                         my $value = $self->get($index);
267             $self->_copy_value( \$db_temp->[$index], $value );
268                 }
269         }
270
271     return 1;
272 }
273
274 sub export {
275         ##
276         # Recursively export into standard Perl hashes and arrays.
277         ##
278     my $self = $_[0]->_get_self;
279         
280         my $temp;
281         if ($self->_type eq TYPE_HASH) { $temp = {}; }
282         elsif ($self->_type eq TYPE_ARRAY) { $temp = []; }
283         
284         $self->lock();
285         $self->_copy_node( $temp );
286         $self->unlock();
287         
288         return $temp;
289 }
290
291 sub import {
292         ##
293         # Recursively import Perl hash/array structure
294         ##
295     #XXX This use of ref() seems to be ok
296         if (!ref($_[0])) { return; } # Perl calls import() on use -- ignore
297         
298     my $self = $_[0]->_get_self;
299         my $struct = $_[1];
300         
301     #XXX This use of ref() seems to be ok
302         if (!ref($struct)) {
303                 ##
304                 # struct is not a reference, so just import based on our type
305                 ##
306                 shift @_;
307                 
308                 if ($self->_type eq TYPE_HASH) { $struct = {@_}; }
309                 elsif ($self->_type eq TYPE_ARRAY) { $struct = [@_]; }
310         }
311         
312     my $r = Scalar::Util::reftype($struct) || '';
313         if ($r eq "HASH" && $self->_type eq TYPE_HASH) {
314                 foreach my $key (keys %$struct) { $self->put($key, $struct->{$key}); }
315         }
316         elsif ($r eq "ARRAY" && $self->_type eq TYPE_ARRAY) {
317                 $self->push( @$struct );
318         }
319         else {
320                 return $self->_throw_error("Cannot import: type mismatch");
321         }
322         
323         return 1;
324 }
325
326 sub optimize {
327         ##
328         # Rebuild entire database into new file, then move
329         # it back on top of original.
330         ##
331     my $self = $_[0]->_get_self;
332
333 #XXX Need to create a new test for this
334 #       if ($self->_root->{links} > 1) {
335 #               return $self->_throw_error("Cannot optimize: reference count is greater than 1");
336 #       }
337         
338         my $db_temp = DBM::Deep->new(
339                 file => $self->_root->{file} . '.tmp',
340                 type => $self->_type
341         );
342         if (!$db_temp) {
343                 return $self->_throw_error("Cannot optimize: failed to open temp file: $!");
344         }
345         
346         $self->lock();
347         $self->_copy_node( $db_temp );
348         undef $db_temp;
349         
350         ##
351         # Attempt to copy user, group and permissions over to new file
352         ##
353         my @stats = stat($self->_fh);
354         my $perms = $stats[2] & 07777;
355         my $uid = $stats[4];
356         my $gid = $stats[5];
357         chown( $uid, $gid, $self->_root->{file} . '.tmp' );
358         chmod( $perms, $self->_root->{file} . '.tmp' );
359         
360     # q.v. perlport for more information on this variable
361     if ( $^O eq 'MSWin32' || $^O eq 'cygwin' ) {
362                 ##
363                 # Potential race condition when optmizing on Win32 with locking.
364                 # The Windows filesystem requires that the filehandle be closed 
365                 # before it is overwritten with rename().  This could be redone
366                 # with a soft copy.
367                 ##
368                 $self->unlock();
369                 $self->{engine}->close_fh( $self );
370         }
371         
372         if (!rename $self->_root->{file} . '.tmp', $self->_root->{file}) {
373                 unlink $self->_root->{file} . '.tmp';
374                 $self->unlock();
375                 return $self->_throw_error("Optimize failed: Cannot copy temp file over original: $!");
376         }
377         
378         $self->unlock();
379         $self->{engine}->close_fh( $self );
380     $self->{engine}->setup_fh( $self );
381
382         return 1;
383 }
384
385 sub clone {
386         ##
387         # Make copy of object and return
388         ##
389     my $self = $_[0]->_get_self;
390         
391         return DBM::Deep->new(
392                 type => $self->_type,
393                 base_offset => $self->_base_offset,
394                 root => $self->_root
395         );
396 }
397
398 {
399     my %is_legal_filter = map {
400         $_ => ~~1,
401     } qw(
402         store_key store_value
403         fetch_key fetch_value
404     );
405
406     sub set_filter {
407         ##
408         # Setup filter function for storing or fetching the key or value
409         ##
410         my $self = $_[0]->_get_self;
411         my $type = lc $_[1];
412         my $func = $_[2] ? $_[2] : undef;
413         
414         if ( $is_legal_filter{$type} ) {
415             $self->_root->{"filter_$type"} = $func;
416             return 1;
417         }
418
419         return;
420     }
421 }
422
423 ##
424 # Accessor methods
425 ##
426
427 sub _root {
428         ##
429         # Get access to the root structure
430         ##
431     my $self = $_[0]->_get_self;
432         return $self->{root};
433 }
434
435 sub _fh {
436         ##
437         # Get access to the raw fh
438         ##
439     #XXX It will be useful, though, when we split out HASH and ARRAY
440     my $self = $_[0]->_get_self;
441         return $self->_root->{fh};
442 }
443
444 sub _type {
445         ##
446         # Get type of current node (TYPE_HASH or TYPE_ARRAY)
447         ##
448     my $self = $_[0]->_get_self;
449         return $self->{type};
450 }
451
452 sub _base_offset {
453         ##
454         # Get base_offset of current node (TYPE_HASH or TYPE_ARRAY)
455         ##
456     my $self = $_[0]->_get_self;
457         return $self->{base_offset};
458 }
459
460 ##
461 # Utility methods
462 ##
463
464 sub _throw_error {
465     die "DBM::Deep: $_[1]\n";
466 }
467
468 sub _is_writable {
469     my $fh = shift;
470     (O_WRONLY | O_RDWR) & fcntl( $fh, F_GETFL, my $slush = 0);
471 }
472
473 #sub _is_readable {
474 #    my $fh = shift;
475 #    (O_RDONLY | O_RDWR) & fcntl( $fh, F_GETFL, my $slush = 0);
476 #}
477
478 ##
479 # tie() methods (hashes and arrays)
480 ##
481
482 sub STORE {
483         ##
484         # Store single hash key/value or array element in database.
485         ##
486     my $self = $_[0]->_get_self;
487         my $key = $_[1];
488
489     # User may be storing a hash, in which case we do not want it run 
490     # through the filtering system
491         my $value = ($self->_root->{filter_store_value} && !ref($_[2]))
492         ? $self->_root->{filter_store_value}->($_[2])
493         : $_[2];
494         
495         my $md5 = $self->{engine}{digest}->($key);
496         
497     unless ( _is_writable( $self->_fh ) ) {
498         $self->_throw_error( 'Cannot write to a readonly filehandle' );
499     }
500         
501         ##
502         # Request exclusive lock for writing
503         ##
504         $self->lock( LOCK_EX );
505         
506         my $fh = $self->_fh;
507         
508         ##
509         # Locate offset for bucket list using digest index system
510         ##
511         my $tag = $self->{engine}->load_tag($self, $self->_base_offset);
512         if (!$tag) {
513                 $tag = $self->{engine}->create_tag($self, $self->_base_offset, SIG_INDEX, chr(0) x $self->{engine}{index_size});
514         }
515         
516         my $ch = 0;
517         while ($tag->{signature} ne SIG_BLIST) {
518                 my $num = ord(substr($md5, $ch, 1));
519
520         my $ref_loc = $tag->{offset} + ($num * $self->{engine}{long_size});
521                 my $new_tag = $self->{engine}->index_lookup($self, $tag, $num);
522
523                 if (!$new_tag) {
524                         seek($fh, $ref_loc + $self->_root->{file_offset}, SEEK_SET);
525                         print( $fh pack($self->{engine}{long_pack}, $self->_root->{end}) );
526                         
527                         $tag = $self->{engine}->create_tag(
528                 $self, $self->_root->{end},
529                 SIG_BLIST,
530                 chr(0) x $self->{engine}{bucket_list_size},
531             );
532
533                         $tag->{ref_loc} = $ref_loc;
534                         $tag->{ch} = $ch;
535
536                         last;
537                 }
538                 else {
539                         $tag = $new_tag;
540
541                         $tag->{ref_loc} = $ref_loc;
542                         $tag->{ch} = $ch;
543                 }
544                 $ch++;
545         }
546         
547         ##
548         # Add key/value to bucket list
549         ##
550         my $result = $self->{engine}->add_bucket( $self, $tag, $md5, $key, $value );
551         
552         $self->unlock();
553
554         return $result;
555 }
556
557 sub FETCH {
558         ##
559         # Fetch single value or element given plain key or array index
560         ##
561     my $self = shift->_get_self;
562     my $key = shift;
563
564         my $md5 = $self->{engine}{digest}->($key);
565
566         ##
567         # Request shared lock for reading
568         ##
569         $self->lock( LOCK_SH );
570         
571         my $tag = $self->{engine}->find_bucket_list( $self, $md5 );
572         if (!$tag) {
573                 $self->unlock();
574                 return;
575         }
576         
577         ##
578         # Get value from bucket list
579         ##
580         my $result = $self->{engine}->get_bucket_value( $self, $tag, $md5 );
581         
582         $self->unlock();
583         
584     #XXX What is ref() checking here?
585     #YYY Filters only apply on scalar values, so the ref check is making
586     #YYY sure the fetched bucket is a scalar, not a child hash or array.
587         return ($result && !ref($result) && $self->_root->{filter_fetch_value})
588         ? $self->_root->{filter_fetch_value}->($result)
589         : $result;
590 }
591
592 sub DELETE {
593         ##
594         # Delete single key/value pair or element given plain key or array index
595         ##
596     my $self = $_[0]->_get_self;
597         my $key = $_[1];
598         
599         my $md5 = $self->{engine}{digest}->($key);
600
601         ##
602         # Request exclusive lock for writing
603         ##
604         $self->lock( LOCK_EX );
605         
606         my $tag = $self->{engine}->find_bucket_list( $self, $md5 );
607         if (!$tag) {
608                 $self->unlock();
609                 return;
610         }
611         
612         ##
613         # Delete bucket
614         ##
615     my $value = $self->{engine}->get_bucket_value($self,  $tag, $md5 );
616         if ($value && !ref($value) && $self->_root->{filter_fetch_value}) {
617         $value = $self->_root->{filter_fetch_value}->($value);
618     }
619
620         my $result = $self->{engine}->delete_bucket( $self, $tag, $md5 );
621         
622         ##
623         # If this object is an array and the key deleted was on the end of the stack,
624         # decrement the length variable.
625         ##
626         
627         $self->unlock();
628         
629         return $value;
630 }
631
632 sub EXISTS {
633         ##
634         # Check if a single key or element exists given plain key or array index
635         ##
636     my $self = $_[0]->_get_self;
637         my $key = $_[1];
638         
639         my $md5 = $self->{engine}{digest}->($key);
640
641         ##
642         # Request shared lock for reading
643         ##
644         $self->lock( LOCK_SH );
645         
646         my $tag = $self->{engine}->find_bucket_list( $self, $md5 );
647         
648         ##
649         # For some reason, the built-in exists() function returns '' for false
650         ##
651         if (!$tag) {
652                 $self->unlock();
653                 return '';
654         }
655         
656         ##
657         # Check if bucket exists and return 1 or ''
658         ##
659         my $result = $self->{engine}->bucket_exists( $self, $tag, $md5 ) || '';
660         
661         $self->unlock();
662         
663         return $result;
664 }
665
666 sub CLEAR {
667         ##
668         # Clear all keys from hash, or all elements from array.
669         ##
670     my $self = $_[0]->_get_self;
671
672         ##
673         # Request exclusive lock for writing
674         ##
675         $self->lock( LOCK_EX );
676         
677     my $fh = $self->_fh;
678
679         seek($fh, $self->_base_offset + $self->_root->{file_offset}, SEEK_SET);
680         if (eof $fh) {
681                 $self->unlock();
682                 return;
683         }
684         
685         $self->{engine}->create_tag($self, $self->_base_offset, $self->_type, chr(0) x $self->{engine}{index_size});
686         
687         $self->unlock();
688         
689         return 1;
690 }
691
692 ##
693 # Public method aliases
694 ##
695 sub put { (shift)->STORE( @_ ) }
696 sub store { (shift)->STORE( @_ ) }
697 sub get { (shift)->FETCH( @_ ) }
698 sub fetch { (shift)->FETCH( @_ ) }
699 sub delete { (shift)->DELETE( @_ ) }
700 sub exists { (shift)->EXISTS( @_ ) }
701 sub clear { (shift)->CLEAR( @_ ) }
702
703 package DBM::Deep::_::Root;
704
705 sub new {
706     my $class = shift;
707     my ($args) = @_;
708
709     my $self = bless {
710         file               => undef,
711         fh                 => undef,
712         file_offset        => 0,
713         end                => 0,
714         autoflush          => undef,
715         locking            => undef,
716         locked             => 0,
717         filter_store_key   => undef,
718         filter_store_value => undef,
719         filter_fetch_key   => undef,
720         filter_fetch_value => undef,
721         autobless          => undef,
722         %$args,
723     }, $class;
724
725     if ( $self->{fh} && !$self->{file_offset} ) {
726         $self->{file_offset} = tell( $self->{fh} );
727     }
728
729     return $self;
730 }
731
732 sub DESTROY {
733     my $self = shift;
734     return unless $self;
735
736     close $self->{fh} if $self->{fh};
737
738     return;
739 }
740
741 1;
742
743 __END__
744
745 =head1 NAME
746
747 DBM::Deep - A pure perl multi-level hash/array DBM
748
749 =head1 SYNOPSIS
750
751   use DBM::Deep;
752   my $db = DBM::Deep->new( "foo.db" );
753   
754   $db->{key} = 'value'; # tie() style
755   print $db->{key};
756   
757   $db->put('key' => 'value'); # OO style
758   print $db->get('key');
759   
760   # true multi-level support
761   $db->{my_complex} = [
762         'hello', { perl => 'rules' }, 
763         42, 99,
764   ];
765
766 =head1 DESCRIPTION
767
768 A unique flat-file database module, written in pure perl.  True 
769 multi-level hash/array support (unlike MLDBM, which is faked), hybrid 
770 OO / tie() interface, cross-platform FTPable files, and quite fast.  Can 
771 handle millions of keys and unlimited hash levels without significant 
772 slow-down.  Written from the ground-up in pure perl -- this is NOT a 
773 wrapper around a C-based DBM.  Out-of-the-box compatibility with Unix, 
774 Mac OS X and Windows.
775
776 =head1 INSTALLATION
777
778 Hopefully you are using Perl's excellent CPAN module, which will download
779 and install the module for you.  If not, get the tarball, and run these 
780 commands:
781
782         tar zxf DBM-Deep-*
783         cd DBM-Deep-*
784         perl Makefile.PL
785         make
786         make test
787         make install
788
789 =head1 SETUP
790
791 Construction can be done OO-style (which is the recommended way), or using 
792 Perl's tie() function.  Both are examined here.
793
794 =head2 OO CONSTRUCTION
795
796 The recommended way to construct a DBM::Deep object is to use the new()
797 method, which gets you a blessed, tied hash or array reference.
798
799         my $db = DBM::Deep->new( "foo.db" );
800
801 This opens a new database handle, mapped to the file "foo.db".  If this
802 file does not exist, it will automatically be created.  DB files are 
803 opened in "r+" (read/write) mode, and the type of object returned is a
804 hash, unless otherwise specified (see L<OPTIONS> below).
805
806 You can pass a number of options to the constructor to specify things like
807 locking, autoflush, etc.  This is done by passing an inline hash:
808
809         my $db = DBM::Deep->new(
810                 file => "foo.db",
811                 locking => 1,
812                 autoflush => 1
813         );
814
815 Notice that the filename is now specified I<inside> the hash with
816 the "file" parameter, as opposed to being the sole argument to the 
817 constructor.  This is required if any options are specified.
818 See L<OPTIONS> below for the complete list.
819
820
821
822 You can also start with an array instead of a hash.  For this, you must
823 specify the C<type> parameter:
824
825         my $db = DBM::Deep->new(
826                 file => "foo.db",
827                 type => DBM::Deep->TYPE_ARRAY
828         );
829
830 B<Note:> Specifing the C<type> parameter only takes effect when beginning
831 a new DB file.  If you create a DBM::Deep object with an existing file, the
832 C<type> will be loaded from the file header, and an error will be thrown if
833 the wrong type is passed in.
834
835 =head2 TIE CONSTRUCTION
836
837 Alternately, you can create a DBM::Deep handle by using Perl's built-in
838 tie() function.  The object returned from tie() can be used to call methods,
839 such as lock() and unlock(), but cannot be used to assign to the DBM::Deep
840 file (as expected with most tie'd objects).
841
842         my %hash;
843         my $db = tie %hash, "DBM::Deep", "foo.db";
844         
845         my @array;
846         my $db = tie @array, "DBM::Deep", "bar.db";
847
848 As with the OO constructor, you can replace the DB filename parameter with
849 a hash containing one or more options (see L<OPTIONS> just below for the
850 complete list).
851
852         tie %hash, "DBM::Deep", {
853                 file => "foo.db",
854                 locking => 1,
855                 autoflush => 1
856         };
857
858 =head2 OPTIONS
859
860 There are a number of options that can be passed in when constructing your
861 DBM::Deep objects.  These apply to both the OO- and tie- based approaches.
862
863 =over
864
865 =item * file
866
867 Filename of the DB file to link the handle to.  You can pass a full absolute
868 filesystem path, partial path, or a plain filename if the file is in the 
869 current working directory.  This is a required parameter (though q.v. fh).
870
871 =item * fh
872
873 If you want, you can pass in the fh instead of the file. This is most useful for doing
874 something like:
875
876   my $db = DBM::Deep->new( { fh => \*DATA } );
877
878 You are responsible for making sure that the fh has been opened appropriately for your
879 needs. If you open it read-only and attempt to write, an exception will be thrown. If you
880 open it write-only or append-only, an exception will be thrown immediately as DBM::Deep
881 needs to read from the fh.
882
883 =item * file_offset
884
885 This is the offset within the file that the DBM::Deep db starts. Most of the time, you will
886 not need to set this. However, it's there if you want it.
887
888 If you pass in fh and do not set this, it will be set appropriately.
889
890 =item * type
891
892 This parameter specifies what type of object to create, a hash or array.  Use
893 one of these two constants: C<DBM::Deep-E<gt>TYPE_HASH> or C<DBM::Deep-E<gt>TYPE_ARRAY>.
894 This only takes effect when beginning a new file.  This is an optional 
895 parameter, and defaults to C<DBM::Deep-E<gt>TYPE_HASH>.
896
897 =item * locking
898
899 Specifies whether locking is to be enabled.  DBM::Deep uses Perl's Fnctl flock()
900 function to lock the database in exclusive mode for writes, and shared mode for
901 reads.  Pass any true value to enable.  This affects the base DB handle I<and 
902 any child hashes or arrays> that use the same DB file.  This is an optional 
903 parameter, and defaults to 0 (disabled).  See L<LOCKING> below for more.
904
905 =item * autoflush
906
907 Specifies whether autoflush is to be enabled on the underlying filehandle.  
908 This obviously slows down write operations, but is required if you may have 
909 multiple processes accessing the same DB file (also consider enable I<locking>).  
910 Pass any true value to enable.  This is an optional parameter, and defaults to 0 
911 (disabled).
912
913 =item * autobless
914
915 If I<autobless> mode is enabled, DBM::Deep will preserve blessed hashes, and
916 restore them when fetched.  This is an B<experimental> feature, and does have
917 side-effects.  Basically, when hashes are re-blessed into their original
918 classes, they are no longer blessed into the DBM::Deep class!  So you won't be
919 able to call any DBM::Deep methods on them.  You have been warned.
920 This is an optional parameter, and defaults to 0 (disabled).
921
922 =item * filter_*
923
924 See L<FILTERS> below.
925
926 =back
927
928 =head1 TIE INTERFACE
929
930 With DBM::Deep you can access your databases using Perl's standard hash/array
931 syntax.  Because all DBM::Deep objects are I<tied> to hashes or arrays, you can
932 treat them as such.  DBM::Deep will intercept all reads/writes and direct them
933 to the right place -- the DB file.  This has nothing to do with the
934 L<TIE CONSTRUCTION> section above.  This simply tells you how to use DBM::Deep
935 using regular hashes and arrays, rather than calling functions like C<get()>
936 and C<put()> (although those work too).  It is entirely up to you how to want
937 to access your databases.
938
939 =head2 HASHES
940
941 You can treat any DBM::Deep object like a normal Perl hash reference.  Add keys,
942 or even nested hashes (or arrays) using standard Perl syntax:
943
944         my $db = DBM::Deep->new( "foo.db" );
945         
946         $db->{mykey} = "myvalue";
947         $db->{myhash} = {};
948         $db->{myhash}->{subkey} = "subvalue";
949
950         print $db->{myhash}->{subkey} . "\n";
951
952 You can even step through hash keys using the normal Perl C<keys()> function:
953
954         foreach my $key (keys %$db) {
955                 print "$key: " . $db->{$key} . "\n";
956         }
957
958 Remember that Perl's C<keys()> function extracts I<every> key from the hash and
959 pushes them onto an array, all before the loop even begins.  If you have an 
960 extra large hash, this may exhaust Perl's memory.  Instead, consider using 
961 Perl's C<each()> function, which pulls keys/values one at a time, using very 
962 little memory:
963
964         while (my ($key, $value) = each %$db) {
965                 print "$key: $value\n";
966         }
967
968 Please note that when using C<each()>, you should always pass a direct
969 hash reference, not a lookup.  Meaning, you should B<never> do this:
970
971         # NEVER DO THIS
972         while (my ($key, $value) = each %{$db->{foo}}) { # BAD
973
974 This causes an infinite loop, because for each iteration, Perl is calling
975 FETCH() on the $db handle, resulting in a "new" hash for foo every time, so
976 it effectively keeps returning the first key over and over again. Instead, 
977 assign a temporary variable to C<$db->{foo}>, then pass that to each().
978
979 =head2 ARRAYS
980
981 As with hashes, you can treat any DBM::Deep object like a normal Perl array
982 reference.  This includes inserting, removing and manipulating elements, 
983 and the C<push()>, C<pop()>, C<shift()>, C<unshift()> and C<splice()> functions.
984 The object must have first been created using type C<DBM::Deep-E<gt>TYPE_ARRAY>, 
985 or simply be a nested array reference inside a hash.  Example:
986
987         my $db = DBM::Deep->new(
988                 file => "foo-array.db",
989                 type => DBM::Deep->TYPE_ARRAY
990         );
991         
992         $db->[0] = "foo";
993         push @$db, "bar", "baz";
994         unshift @$db, "bah";
995         
996         my $last_elem = pop @$db; # baz
997         my $first_elem = shift @$db; # bah
998         my $second_elem = $db->[1]; # bar
999         
1000         my $num_elements = scalar @$db;
1001
1002 =head1 OO INTERFACE
1003
1004 In addition to the I<tie()> interface, you can also use a standard OO interface
1005 to manipulate all aspects of DBM::Deep databases.  Each type of object (hash or
1006 array) has its own methods, but both types share the following common methods: 
1007 C<put()>, C<get()>, C<exists()>, C<delete()> and C<clear()>.
1008
1009 =over
1010
1011 =item * new() / clone()
1012
1013 These are the constructor and copy-functions.
1014
1015 =item * put() / store()
1016
1017 Stores a new hash key/value pair, or sets an array element value.  Takes two
1018 arguments, the hash key or array index, and the new value.  The value can be
1019 a scalar, hash ref or array ref.  Returns true on success, false on failure.
1020
1021         $db->put("foo", "bar"); # for hashes
1022         $db->put(1, "bar"); # for arrays
1023
1024 =item * get() / fetch()
1025
1026 Fetches the value of a hash key or array element.  Takes one argument: the hash
1027 key or array index.  Returns a scalar, hash ref or array ref, depending on the 
1028 data type stored.
1029
1030         my $value = $db->get("foo"); # for hashes
1031         my $value = $db->get(1); # for arrays
1032
1033 =item * exists()
1034
1035 Checks if a hash key or array index exists.  Takes one argument: the hash key 
1036 or array index.  Returns true if it exists, false if not.
1037
1038         if ($db->exists("foo")) { print "yay!\n"; } # for hashes
1039         if ($db->exists(1)) { print "yay!\n"; } # for arrays
1040
1041 =item * delete()
1042
1043 Deletes one hash key/value pair or array element.  Takes one argument: the hash
1044 key or array index.  Returns true on success, false if not found.  For arrays,
1045 the remaining elements located after the deleted element are NOT moved over.
1046 The deleted element is essentially just undefined, which is exactly how Perl's
1047 internal arrays work.  Please note that the space occupied by the deleted 
1048 key/value or element is B<not> reused again -- see L<UNUSED SPACE RECOVERY> 
1049 below for details and workarounds.
1050
1051         $db->delete("foo"); # for hashes
1052         $db->delete(1); # for arrays
1053
1054 =item * clear()
1055
1056 Deletes B<all> hash keys or array elements.  Takes no arguments.  No return 
1057 value.  Please note that the space occupied by the deleted keys/values or 
1058 elements is B<not> reused again -- see L<UNUSED SPACE RECOVERY> below for 
1059 details and workarounds.
1060
1061         $db->clear(); # hashes or arrays
1062
1063 =item * lock() / unlock()
1064
1065 q.v. Locking.
1066
1067 =item * optimize()
1068
1069 Recover lost disk space.
1070
1071 =item * import() / export()
1072
1073 Data going in and out.
1074
1075 =item * set_digest() / set_pack() / set_filter()
1076
1077 q.v. adjusting the interal parameters.
1078
1079 =back
1080
1081 =head2 HASHES
1082
1083 For hashes, DBM::Deep supports all the common methods described above, and the 
1084 following additional methods: C<first_key()> and C<next_key()>.
1085
1086 =over
1087
1088 =item * first_key()
1089
1090 Returns the "first" key in the hash.  As with built-in Perl hashes, keys are 
1091 fetched in an undefined order (which appears random).  Takes no arguments, 
1092 returns the key as a scalar value.
1093
1094         my $key = $db->first_key();
1095
1096 =item * next_key()
1097
1098 Returns the "next" key in the hash, given the previous one as the sole argument.
1099 Returns undef if there are no more keys to be fetched.
1100
1101         $key = $db->next_key($key);
1102
1103 =back
1104
1105 Here are some examples of using hashes:
1106
1107         my $db = DBM::Deep->new( "foo.db" );
1108         
1109         $db->put("foo", "bar");
1110         print "foo: " . $db->get("foo") . "\n";
1111         
1112         $db->put("baz", {}); # new child hash ref
1113         $db->get("baz")->put("buz", "biz");
1114         print "buz: " . $db->get("baz")->get("buz") . "\n";
1115         
1116         my $key = $db->first_key();
1117         while ($key) {
1118                 print "$key: " . $db->get($key) . "\n";
1119                 $key = $db->next_key($key);     
1120         }
1121         
1122         if ($db->exists("foo")) { $db->delete("foo"); }
1123
1124 =head2 ARRAYS
1125
1126 For arrays, DBM::Deep supports all the common methods described above, and the 
1127 following additional methods: C<length()>, C<push()>, C<pop()>, C<shift()>, 
1128 C<unshift()> and C<splice()>.
1129
1130 =over
1131
1132 =item * length()
1133
1134 Returns the number of elements in the array.  Takes no arguments.
1135
1136         my $len = $db->length();
1137
1138 =item * push()
1139
1140 Adds one or more elements onto the end of the array.  Accepts scalars, hash 
1141 refs or array refs.  No return value.
1142
1143         $db->push("foo", "bar", {});
1144
1145 =item * pop()
1146
1147 Fetches the last element in the array, and deletes it.  Takes no arguments.
1148 Returns undef if array is empty.  Returns the element value.
1149
1150         my $elem = $db->pop();
1151
1152 =item * shift()
1153
1154 Fetches the first element in the array, deletes it, then shifts all the 
1155 remaining elements over to take up the space.  Returns the element value.  This 
1156 method is not recommended with large arrays -- see L<LARGE ARRAYS> below for 
1157 details.
1158
1159         my $elem = $db->shift();
1160
1161 =item * unshift()
1162
1163 Inserts one or more elements onto the beginning of the array, shifting all 
1164 existing elements over to make room.  Accepts scalars, hash refs or array refs.  
1165 No return value.  This method is not recommended with large arrays -- see 
1166 <LARGE ARRAYS> below for details.
1167
1168         $db->unshift("foo", "bar", {});
1169
1170 =item * splice()
1171
1172 Performs exactly like Perl's built-in function of the same name.  See L<perldoc 
1173 -f splice> for usage -- it is too complicated to document here.  This method is
1174 not recommended with large arrays -- see L<LARGE ARRAYS> below for details.
1175
1176 =back
1177
1178 Here are some examples of using arrays:
1179
1180         my $db = DBM::Deep->new(
1181                 file => "foo.db",
1182                 type => DBM::Deep->TYPE_ARRAY
1183         );
1184         
1185         $db->push("bar", "baz");
1186         $db->unshift("foo");
1187         $db->put(3, "buz");
1188         
1189         my $len = $db->length();
1190         print "length: $len\n"; # 4
1191         
1192         for (my $k=0; $k<$len; $k++) {
1193                 print "$k: " . $db->get($k) . "\n";
1194         }
1195         
1196         $db->splice(1, 2, "biz", "baf");
1197         
1198         while (my $elem = shift @$db) {
1199                 print "shifted: $elem\n";
1200         }
1201
1202 =head1 LOCKING
1203
1204 Enable automatic file locking by passing a true value to the C<locking> 
1205 parameter when constructing your DBM::Deep object (see L<SETUP> above).
1206
1207         my $db = DBM::Deep->new(
1208                 file => "foo.db",
1209                 locking => 1
1210         );
1211
1212 This causes DBM::Deep to C<flock()> the underlying filehandle with exclusive 
1213 mode for writes, and shared mode for reads.  This is required if you have 
1214 multiple processes accessing the same database file, to avoid file corruption.  
1215 Please note that C<flock()> does NOT work for files over NFS.  See L<DB OVER 
1216 NFS> below for more.
1217
1218 =head2 EXPLICIT LOCKING
1219
1220 You can explicitly lock a database, so it remains locked for multiple 
1221 transactions.  This is done by calling the C<lock()> method, and passing an 
1222 optional lock mode argument (defaults to exclusive mode).  This is particularly
1223 useful for things like counters, where the current value needs to be fetched, 
1224 then incremented, then stored again.
1225
1226         $db->lock();
1227         my $counter = $db->get("counter");
1228         $counter++;
1229         $db->put("counter", $counter);
1230         $db->unlock();
1231
1232         # or...
1233         
1234         $db->lock();
1235         $db->{counter}++;
1236         $db->unlock();
1237
1238 You can pass C<lock()> an optional argument, which specifies which mode to use
1239 (exclusive or shared).  Use one of these two constants: C<DBM::Deep-E<gt>LOCK_EX> 
1240 or C<DBM::Deep-E<gt>LOCK_SH>.  These are passed directly to C<flock()>, and are the 
1241 same as the constants defined in Perl's C<Fcntl> module.
1242
1243         $db->lock( DBM::Deep->LOCK_SH );
1244         # something here
1245         $db->unlock();
1246
1247 =head1 IMPORTING/EXPORTING
1248
1249 You can import existing complex structures by calling the C<import()> method,
1250 and export an entire database into an in-memory structure using the C<export()>
1251 method.  Both are examined here.
1252
1253 =head2 IMPORTING
1254
1255 Say you have an existing hash with nested hashes/arrays inside it.  Instead of
1256 walking the structure and adding keys/elements to the database as you go, 
1257 simply pass a reference to the C<import()> method.  This recursively adds 
1258 everything to an existing DBM::Deep object for you.  Here is an example:
1259
1260         my $struct = {
1261                 key1 => "value1",
1262                 key2 => "value2",
1263                 array1 => [ "elem0", "elem1", "elem2" ],
1264                 hash1 => {
1265                         subkey1 => "subvalue1",
1266                         subkey2 => "subvalue2"
1267                 }
1268         };
1269         
1270         my $db = DBM::Deep->new( "foo.db" );
1271         $db->import( $struct );
1272         
1273         print $db->{key1} . "\n"; # prints "value1"
1274
1275 This recursively imports the entire C<$struct> object into C<$db>, including 
1276 all nested hashes and arrays.  If the DBM::Deep object contains exsiting data,
1277 keys are merged with the existing ones, replacing if they already exist.  
1278 The C<import()> method can be called on any database level (not just the base 
1279 level), and works with both hash and array DB types.
1280
1281 B<Note:> Make sure your existing structure has no circular references in it.
1282 These will cause an infinite loop when importing.
1283
1284 =head2 EXPORTING
1285
1286 Calling the C<export()> method on an existing DBM::Deep object will return 
1287 a reference to a new in-memory copy of the database.  The export is done 
1288 recursively, so all nested hashes/arrays are all exported to standard Perl
1289 objects.  Here is an example:
1290
1291         my $db = DBM::Deep->new( "foo.db" );
1292         
1293         $db->{key1} = "value1";
1294         $db->{key2} = "value2";
1295         $db->{hash1} = {};
1296         $db->{hash1}->{subkey1} = "subvalue1";
1297         $db->{hash1}->{subkey2} = "subvalue2";
1298         
1299         my $struct = $db->export();
1300         
1301         print $struct->{key1} . "\n"; # prints "value1"
1302
1303 This makes a complete copy of the database in memory, and returns a reference
1304 to it.  The C<export()> method can be called on any database level (not just 
1305 the base level), and works with both hash and array DB types.  Be careful of 
1306 large databases -- you can store a lot more data in a DBM::Deep object than an 
1307 in-memory Perl structure.
1308
1309 B<Note:> Make sure your database has no circular references in it.
1310 These will cause an infinite loop when exporting.
1311
1312 =head1 FILTERS
1313
1314 DBM::Deep has a number of hooks where you can specify your own Perl function
1315 to perform filtering on incoming or outgoing data.  This is a perfect
1316 way to extend the engine, and implement things like real-time compression or
1317 encryption.  Filtering applies to the base DB level, and all child hashes / 
1318 arrays.  Filter hooks can be specified when your DBM::Deep object is first 
1319 constructed, or by calling the C<set_filter()> method at any time.  There are 
1320 four available filter hooks, described below:
1321
1322 =over
1323
1324 =item * filter_store_key
1325
1326 This filter is called whenever a hash key is stored.  It 
1327 is passed the incoming key, and expected to return a transformed key.
1328
1329 =item * filter_store_value
1330
1331 This filter is called whenever a hash key or array element is stored.  It 
1332 is passed the incoming value, and expected to return a transformed value.
1333
1334 =item * filter_fetch_key
1335
1336 This filter is called whenever a hash key is fetched (i.e. via 
1337 C<first_key()> or C<next_key()>).  It is passed the transformed key,
1338 and expected to return the plain key.
1339
1340 =item * filter_fetch_value
1341
1342 This filter is called whenever a hash key or array element is fetched.  
1343 It is passed the transformed value, and expected to return the plain value.
1344
1345 =back
1346
1347 Here are the two ways to setup a filter hook:
1348
1349         my $db = DBM::Deep->new(
1350                 file => "foo.db",
1351                 filter_store_value => \&my_filter_store,
1352                 filter_fetch_value => \&my_filter_fetch
1353         );
1354         
1355         # or...
1356         
1357         $db->set_filter( "filter_store_value", \&my_filter_store );
1358         $db->set_filter( "filter_fetch_value", \&my_filter_fetch );
1359
1360 Your filter function will be called only when dealing with SCALAR keys or
1361 values.  When nested hashes and arrays are being stored/fetched, filtering
1362 is bypassed.  Filters are called as static functions, passed a single SCALAR 
1363 argument, and expected to return a single SCALAR value.  If you want to
1364 remove a filter, set the function reference to C<undef>:
1365
1366         $db->set_filter( "filter_store_value", undef );
1367
1368 =head2 REAL-TIME ENCRYPTION EXAMPLE
1369
1370 Here is a working example that uses the I<Crypt::Blowfish> module to 
1371 do real-time encryption / decryption of keys & values with DBM::Deep Filters.
1372 Please visit L<http://search.cpan.org/search?module=Crypt::Blowfish> for more 
1373 on I<Crypt::Blowfish>.  You'll also need the I<Crypt::CBC> module.
1374
1375         use DBM::Deep;
1376         use Crypt::Blowfish;
1377         use Crypt::CBC;
1378         
1379         my $cipher = Crypt::CBC->new({
1380                 'key'             => 'my secret key',
1381                 'cipher'          => 'Blowfish',
1382                 'iv'              => '$KJh#(}q',
1383                 'regenerate_key'  => 0,
1384                 'padding'         => 'space',
1385                 'prepend_iv'      => 0
1386         });
1387         
1388         my $db = DBM::Deep->new(
1389                 file => "foo-encrypt.db",
1390                 filter_store_key => \&my_encrypt,
1391                 filter_store_value => \&my_encrypt,
1392                 filter_fetch_key => \&my_decrypt,
1393                 filter_fetch_value => \&my_decrypt,
1394         );
1395         
1396         $db->{key1} = "value1";
1397         $db->{key2} = "value2";
1398         print "key1: " . $db->{key1} . "\n";
1399         print "key2: " . $db->{key2} . "\n";
1400         
1401         undef $db;
1402         exit;
1403         
1404         sub my_encrypt {
1405                 return $cipher->encrypt( $_[0] );
1406         }
1407         sub my_decrypt {
1408                 return $cipher->decrypt( $_[0] );
1409         }
1410
1411 =head2 REAL-TIME COMPRESSION EXAMPLE
1412
1413 Here is a working example that uses the I<Compress::Zlib> module to do real-time
1414 compression / decompression of keys & values with DBM::Deep Filters.
1415 Please visit L<http://search.cpan.org/search?module=Compress::Zlib> for 
1416 more on I<Compress::Zlib>.
1417
1418         use DBM::Deep;
1419         use Compress::Zlib;
1420         
1421         my $db = DBM::Deep->new(
1422                 file => "foo-compress.db",
1423                 filter_store_key => \&my_compress,
1424                 filter_store_value => \&my_compress,
1425                 filter_fetch_key => \&my_decompress,
1426                 filter_fetch_value => \&my_decompress,
1427         );
1428         
1429         $db->{key1} = "value1";
1430         $db->{key2} = "value2";
1431         print "key1: " . $db->{key1} . "\n";
1432         print "key2: " . $db->{key2} . "\n";
1433         
1434         undef $db;
1435         exit;
1436         
1437         sub my_compress {
1438                 return Compress::Zlib::memGzip( $_[0] ) ;
1439         }
1440         sub my_decompress {
1441                 return Compress::Zlib::memGunzip( $_[0] ) ;
1442         }
1443
1444 B<Note:> Filtering of keys only applies to hashes.  Array "keys" are
1445 actually numerical index numbers, and are not filtered.
1446
1447 =head1 ERROR HANDLING
1448
1449 Most DBM::Deep methods return a true value for success, and call die() on
1450 failure.  You can wrap calls in an eval block to catch the die.
1451
1452         my $db = DBM::Deep->new( "foo.db" ); # create hash
1453         eval { $db->push("foo"); }; # ILLEGAL -- push is array-only call
1454         
1455     print $@;           # prints error message
1456
1457 =head1 LARGEFILE SUPPORT
1458
1459 If you have a 64-bit system, and your Perl is compiled with both LARGEFILE
1460 and 64-bit support, you I<may> be able to create databases larger than 2 GB.
1461 DBM::Deep by default uses 32-bit file offset tags, but these can be changed
1462 by calling the static C<set_pack()> method before you do anything else.
1463
1464         DBM::Deep::set_pack(8, 'Q');
1465
1466 This tells DBM::Deep to pack all file offsets with 8-byte (64-bit) quad words 
1467 instead of 32-bit longs.  After setting these values your DB files have a 
1468 theoretical maximum size of 16 XB (exabytes).
1469
1470 B<Note:> Changing these values will B<NOT> work for existing database files.
1471 Only change this for new files, and make sure it stays set consistently 
1472 throughout the file's life.  If you do set these values, you can no longer 
1473 access 32-bit DB files.  You can, however, call C<set_pack(4, 'N')> to change 
1474 back to 32-bit mode.
1475
1476 B<Note:> I have not personally tested files > 2 GB -- all my systems have 
1477 only a 32-bit Perl.  However, I have received user reports that this does 
1478 indeed work!
1479
1480 =head1 LOW-LEVEL ACCESS
1481
1482 If you require low-level access to the underlying filehandle that DBM::Deep uses,
1483 you can call the C<_fh()> method, which returns the handle:
1484
1485         my $fh = $db->_fh();
1486
1487 This method can be called on the root level of the datbase, or any child
1488 hashes or arrays.  All levels share a I<root> structure, which contains things
1489 like the filehandle, a reference counter, and all the options specified
1490 when you created the object.  You can get access to this root structure by 
1491 calling the C<root()> method.
1492
1493         my $root = $db->_root();
1494
1495 This is useful for changing options after the object has already been created,
1496 such as enabling/disabling locking.  You can also store your own temporary user
1497 data in this structure (be wary of name collision), which is then accessible from
1498 any child hash or array.
1499
1500 =head1 CUSTOM DIGEST ALGORITHM
1501
1502 DBM::Deep by default uses the I<Message Digest 5> (MD5) algorithm for hashing
1503 keys.  However you can override this, and use another algorithm (such as SHA-256)
1504 or even write your own.  But please note that DBM::Deep currently expects zero 
1505 collisions, so your algorithm has to be I<perfect>, so to speak.
1506 Collision detection may be introduced in a later version.
1507
1508
1509
1510 You can specify a custom digest algorithm by calling the static C<set_digest()> 
1511 function, passing a reference to a subroutine, and the length of the algorithm's 
1512 hashes (in bytes).  This is a global static function, which affects ALL DBM::Deep 
1513 objects.  Here is a working example that uses a 256-bit hash from the 
1514 I<Digest::SHA256> module.  Please see 
1515 L<http://search.cpan.org/search?module=Digest::SHA256> for more.
1516
1517         use DBM::Deep;
1518         use Digest::SHA256;
1519         
1520         my $context = Digest::SHA256::new(256);
1521         
1522         DBM::Deep::set_digest( \&my_digest, 32 );
1523         
1524         my $db = DBM::Deep->new( "foo-sha.db" );
1525         
1526         $db->{key1} = "value1";
1527         $db->{key2} = "value2";
1528         print "key1: " . $db->{key1} . "\n";
1529         print "key2: " . $db->{key2} . "\n";
1530         
1531         undef $db;
1532         exit;
1533         
1534         sub my_digest {
1535                 return substr( $context->hash($_[0]), 0, 32 );
1536         }
1537
1538 B<Note:> Your returned digest strings must be B<EXACTLY> the number
1539 of bytes you specify in the C<set_digest()> function (in this case 32).
1540
1541 =head1 CIRCULAR REFERENCES
1542
1543 DBM::Deep has B<experimental> support for circular references.  Meaning you
1544 can have a nested hash key or array element that points to a parent object.
1545 This relationship is stored in the DB file, and is preserved between sessions.
1546 Here is an example:
1547
1548         my $db = DBM::Deep->new( "foo.db" );
1549         
1550         $db->{foo} = "bar";
1551         $db->{circle} = $db; # ref to self
1552         
1553         print $db->{foo} . "\n"; # prints "foo"
1554         print $db->{circle}->{foo} . "\n"; # prints "foo" again
1555
1556 One catch is, passing the object to a function that recursively walks the
1557 object tree (such as I<Data::Dumper> or even the built-in C<optimize()> or
1558 C<export()> methods) will result in an infinite loop.  The other catch is, 
1559 if you fetch the I<key> of a circular reference (i.e. using the C<first_key()> 
1560 or C<next_key()> methods), you will get the I<target object's key>, not the 
1561 ref's key.  This gets even more interesting with the above example, where 
1562 the I<circle> key points to the base DB object, which technically doesn't 
1563 have a key.  So I made DBM::Deep return "[base]" as the key name in that 
1564 special case.
1565
1566 =head1 CAVEATS / ISSUES / BUGS
1567
1568 This section describes all the known issues with DBM::Deep.  It you have found
1569 something that is not listed here, please send e-mail to L<jhuckaby@cpan.org>.
1570
1571 =head2 UNUSED SPACE RECOVERY
1572
1573 One major caveat with DBM::Deep is that space occupied by existing keys and
1574 values is not recovered when they are deleted.  Meaning if you keep deleting
1575 and adding new keys, your file will continuously grow.  I am working on this,
1576 but in the meantime you can call the built-in C<optimize()> method from time to 
1577 time (perhaps in a crontab or something) to recover all your unused space.
1578
1579         $db->optimize(); # returns true on success
1580
1581 This rebuilds the ENTIRE database into a new file, then moves it on top of
1582 the original.  The new file will have no unused space, thus it will take up as
1583 little disk space as possible.  Please note that this operation can take 
1584 a long time for large files, and you need enough disk space to temporarily hold 
1585 2 copies of your DB file.  The temporary file is created in the same directory 
1586 as the original, named with a ".tmp" extension, and is deleted when the 
1587 operation completes.  Oh, and if locking is enabled, the DB is automatically 
1588 locked for the entire duration of the copy.
1589
1590 B<WARNING:> Only call optimize() on the top-level node of the database, and 
1591 make sure there are no child references lying around.  DBM::Deep keeps a reference 
1592 counter, and if it is greater than 1, optimize() will abort and return undef.
1593
1594 =head2 AUTOVIVIFICATION
1595
1596 Unfortunately, autovivification doesn't work with tied hashes.  This appears to 
1597 be a bug in Perl's tie() system, as I<Jakob Schmidt> encountered the very same 
1598 issue with his I<DWH_FIle> module (see L<http://search.cpan.org/search?module=DWH_File>),
1599 and it is also mentioned in the BUGS section for the I<MLDBM> module <see 
1600 L<http://search.cpan.org/search?module=MLDBM>).  Basically, on a new db file,
1601 this does not work:
1602
1603         $db->{foo}->{bar} = "hello";
1604
1605 Since "foo" doesn't exist, you cannot add "bar" to it.  You end up with "foo"
1606 being an empty hash.  Try this instead, which works fine:
1607
1608         $db->{foo} = { bar => "hello" };
1609
1610 As of Perl 5.8.7, this bug still exists.  I have walked very carefully through
1611 the execution path, and Perl indeed passes an empty hash to the STORE() method.
1612 Probably a bug in Perl.
1613
1614 =head2 FILE CORRUPTION
1615
1616 The current level of error handling in DBM::Deep is minimal.  Files I<are> checked
1617 for a 32-bit signature when opened, but other corruption in files can cause
1618 segmentation faults.  DBM::Deep may try to seek() past the end of a file, or get
1619 stuck in an infinite loop depending on the level of corruption.  File write
1620 operations are not checked for failure (for speed), so if you happen to run
1621 out of disk space, DBM::Deep will probably fail in a bad way.  These things will 
1622 be addressed in a later version of DBM::Deep.
1623
1624 =head2 DB OVER NFS
1625
1626 Beware of using DB files over NFS.  DBM::Deep uses flock(), which works well on local
1627 filesystems, but will NOT protect you from file corruption over NFS.  I've heard 
1628 about setting up your NFS server with a locking daemon, then using lockf() to 
1629 lock your files, but your mileage may vary there as well.  From what I 
1630 understand, there is no real way to do it.  However, if you need access to the 
1631 underlying filehandle in DBM::Deep for using some other kind of locking scheme like 
1632 lockf(), see the L<LOW-LEVEL ACCESS> section above.
1633
1634 =head2 COPYING OBJECTS
1635
1636 Beware of copying tied objects in Perl.  Very strange things can happen.  
1637 Instead, use DBM::Deep's C<clone()> method which safely copies the object and 
1638 returns a new, blessed, tied hash or array to the same level in the DB.
1639
1640         my $copy = $db->clone();
1641
1642 B<Note>: Since clone() here is cloning the object, not the database location, any
1643 modifications to either $db or $copy will be visible in both.
1644
1645 =head2 LARGE ARRAYS
1646
1647 Beware of using C<shift()>, C<unshift()> or C<splice()> with large arrays.
1648 These functions cause every element in the array to move, which can be murder
1649 on DBM::Deep, as every element has to be fetched from disk, then stored again in
1650 a different location.  This will be addressed in the forthcoming version 1.00.
1651
1652 =head2 WRITEONLY FILES
1653
1654 If you pass in a filehandle to new(), you may have opened it in either a readonly or
1655 writeonly mode. STORE will verify that the filehandle is writable. However, there
1656 doesn't seem to be a good way to determine if a filehandle is readable. And, if the
1657 filehandle isn't readable, it's not clear what will happen. So, don't do that.
1658
1659 =head1 PERFORMANCE
1660
1661 This section discusses DBM::Deep's speed and memory usage.
1662
1663 =head2 SPEED
1664
1665 Obviously, DBM::Deep isn't going to be as fast as some C-based DBMs, such as 
1666 the almighty I<BerkeleyDB>.  But it makes up for it in features like true
1667 multi-level hash/array support, and cross-platform FTPable files.  Even so,
1668 DBM::Deep is still pretty fast, and the speed stays fairly consistent, even
1669 with huge databases.  Here is some test data:
1670         
1671         Adding 1,000,000 keys to new DB file...
1672         
1673         At 100 keys, avg. speed is 2,703 keys/sec
1674         At 200 keys, avg. speed is 2,642 keys/sec
1675         At 300 keys, avg. speed is 2,598 keys/sec
1676         At 400 keys, avg. speed is 2,578 keys/sec
1677         At 500 keys, avg. speed is 2,722 keys/sec
1678         At 600 keys, avg. speed is 2,628 keys/sec
1679         At 700 keys, avg. speed is 2,700 keys/sec
1680         At 800 keys, avg. speed is 2,607 keys/sec
1681         At 900 keys, avg. speed is 2,190 keys/sec
1682         At 1,000 keys, avg. speed is 2,570 keys/sec
1683         At 2,000 keys, avg. speed is 2,417 keys/sec
1684         At 3,000 keys, avg. speed is 1,982 keys/sec
1685         At 4,000 keys, avg. speed is 1,568 keys/sec
1686         At 5,000 keys, avg. speed is 1,533 keys/sec
1687         At 6,000 keys, avg. speed is 1,787 keys/sec
1688         At 7,000 keys, avg. speed is 1,977 keys/sec
1689         At 8,000 keys, avg. speed is 2,028 keys/sec
1690         At 9,000 keys, avg. speed is 2,077 keys/sec
1691         At 10,000 keys, avg. speed is 2,031 keys/sec
1692         At 20,000 keys, avg. speed is 1,970 keys/sec
1693         At 30,000 keys, avg. speed is 2,050 keys/sec
1694         At 40,000 keys, avg. speed is 2,073 keys/sec
1695         At 50,000 keys, avg. speed is 1,973 keys/sec
1696         At 60,000 keys, avg. speed is 1,914 keys/sec
1697         At 70,000 keys, avg. speed is 2,091 keys/sec
1698         At 80,000 keys, avg. speed is 2,103 keys/sec
1699         At 90,000 keys, avg. speed is 1,886 keys/sec
1700         At 100,000 keys, avg. speed is 1,970 keys/sec
1701         At 200,000 keys, avg. speed is 2,053 keys/sec
1702         At 300,000 keys, avg. speed is 1,697 keys/sec
1703         At 400,000 keys, avg. speed is 1,838 keys/sec
1704         At 500,000 keys, avg. speed is 1,941 keys/sec
1705         At 600,000 keys, avg. speed is 1,930 keys/sec
1706         At 700,000 keys, avg. speed is 1,735 keys/sec
1707         At 800,000 keys, avg. speed is 1,795 keys/sec
1708         At 900,000 keys, avg. speed is 1,221 keys/sec
1709         At 1,000,000 keys, avg. speed is 1,077 keys/sec
1710
1711 This test was performed on a PowerMac G4 1gHz running Mac OS X 10.3.2 & Perl 
1712 5.8.1, with an 80GB Ultra ATA/100 HD spinning at 7200RPM.  The hash keys and 
1713 values were between 6 - 12 chars in length.  The DB file ended up at 210MB.  
1714 Run time was 12 min 3 sec.
1715
1716 =head2 MEMORY USAGE
1717
1718 One of the great things about DBM::Deep is that it uses very little memory.
1719 Even with huge databases (1,000,000+ keys) you will not see much increased
1720 memory on your process.  DBM::Deep relies solely on the filesystem for storing
1721 and fetching data.  Here is output from I</usr/bin/top> before even opening a
1722 database handle:
1723
1724           PID USER     PRI  NI  SIZE  RSS SHARE STAT %CPU %MEM   TIME COMMAND
1725         22831 root      11   0  2716 2716  1296 R     0.0  0.2   0:07 perl
1726
1727 Basically the process is taking 2,716K of memory.  And here is the same 
1728 process after storing and fetching 1,000,000 keys:
1729
1730           PID USER     PRI  NI  SIZE  RSS SHARE STAT %CPU %MEM   TIME COMMAND
1731         22831 root      14   0  2772 2772  1328 R     0.0  0.2  13:32 perl
1732
1733 Notice the memory usage increased by only 56K.  Test was performed on a 700mHz 
1734 x86 box running Linux RedHat 7.2 & Perl 5.6.1.
1735
1736 =head1 DB FILE FORMAT
1737
1738 In case you were interested in the underlying DB file format, it is documented
1739 here in this section.  You don't need to know this to use the module, it's just 
1740 included for reference.
1741
1742 =head2 SIGNATURE
1743
1744 DBM::Deep files always start with a 32-bit signature to identify the file type.
1745 This is at offset 0.  The signature is "DPDB" in network byte order.  This is
1746 checked for when the file is opened and an error will be thrown if it's not found.
1747
1748 =head2 TAG
1749
1750 The DBM::Deep file is in a I<tagged format>, meaning each section of the file
1751 has a standard header containing the type of data, the length of data, and then 
1752 the data itself.  The type is a single character (1 byte), the length is a 
1753 32-bit unsigned long in network byte order, and the data is, well, the data.
1754 Here is how it unfolds:
1755
1756 =head2 MASTER INDEX
1757
1758 Immediately after the 32-bit file signature is the I<Master Index> record.  
1759 This is a standard tag header followed by 1024 bytes (in 32-bit mode) or 2048 
1760 bytes (in 64-bit mode) of data.  The type is I<H> for hash or I<A> for array, 
1761 depending on how the DBM::Deep object was constructed.
1762
1763 The index works by looking at a I<MD5 Hash> of the hash key (or array index 
1764 number).  The first 8-bit char of the MD5 signature is the offset into the 
1765 index, multipled by 4 in 32-bit mode, or 8 in 64-bit mode.  The value of the 
1766 index element is a file offset of the next tag for the key/element in question,
1767 which is usually a I<Bucket List> tag (see below).
1768
1769 The next tag I<could> be another index, depending on how many keys/elements
1770 exist.  See L<RE-INDEXING> below for details.
1771
1772 =head2 BUCKET LIST
1773
1774 A I<Bucket List> is a collection of 16 MD5 hashes for keys/elements, plus 
1775 file offsets to where the actual data is stored.  It starts with a standard 
1776 tag header, with type I<B>, and a data size of 320 bytes in 32-bit mode, or 
1777 384 bytes in 64-bit mode.  Each MD5 hash is stored in full (16 bytes), plus
1778 the 32-bit or 64-bit file offset for the I<Bucket> containing the actual data.
1779 When the list fills up, a I<Re-Index> operation is performed (See 
1780 L<RE-INDEXING> below).
1781
1782 =head2 BUCKET
1783
1784 A I<Bucket> is a tag containing a key/value pair (in hash mode), or a
1785 index/value pair (in array mode).  It starts with a standard tag header with
1786 type I<D> for scalar data (string, binary, etc.), or it could be a nested
1787 hash (type I<H>) or array (type I<A>).  The value comes just after the tag
1788 header.  The size reported in the tag header is only for the value, but then,
1789 just after the value is another size (32-bit unsigned long) and then the plain 
1790 key itself.  Since the value is likely to be fetched more often than the plain 
1791 key, I figured it would be I<slightly> faster to store the value first.
1792
1793 If the type is I<H> (hash) or I<A> (array), the value is another I<Master Index>
1794 record for the nested structure, where the process begins all over again.
1795
1796 =head2 RE-INDEXING
1797
1798 After a I<Bucket List> grows to 16 records, its allocated space in the file is
1799 exhausted.  Then, when another key/element comes in, the list is converted to a 
1800 new index record.  However, this index will look at the next char in the MD5 
1801 hash, and arrange new Bucket List pointers accordingly.  This process is called 
1802 I<Re-Indexing>.  Basically, a new index tag is created at the file EOF, and all 
1803 17 (16 + new one) keys/elements are removed from the old Bucket List and 
1804 inserted into the new index.  Several new Bucket Lists are created in the 
1805 process, as a new MD5 char from the key is being examined (it is unlikely that 
1806 the keys will all share the same next char of their MD5s).
1807
1808 Because of the way the I<MD5> algorithm works, it is impossible to tell exactly
1809 when the Bucket Lists will turn into indexes, but the first round tends to 
1810 happen right around 4,000 keys.  You will see a I<slight> decrease in 
1811 performance here, but it picks back up pretty quick (see L<SPEED> above).  Then 
1812 it takes B<a lot> more keys to exhaust the next level of Bucket Lists.  It's 
1813 right around 900,000 keys.  This process can continue nearly indefinitely -- 
1814 right up until the point the I<MD5> signatures start colliding with each other, 
1815 and this is B<EXTREMELY> rare -- like winning the lottery 5 times in a row AND 
1816 getting struck by lightning while you are walking to cash in your tickets.  
1817 Theoretically, since I<MD5> hashes are 128-bit values, you I<could> have up to 
1818 340,282,366,921,000,000,000,000,000,000,000,000,000 keys/elements (I believe 
1819 this is 340 unodecillion, but don't quote me).
1820
1821 =head2 STORING
1822
1823 When a new key/element is stored, the key (or index number) is first run through 
1824 I<Digest::MD5> to get a 128-bit signature (example, in hex: 
1825 b05783b0773d894396d475ced9d2f4f6).  Then, the I<Master Index> record is checked
1826 for the first char of the signature (in this case I<b0>).  If it does not exist,
1827 a new I<Bucket List> is created for our key (and the next 15 future keys that 
1828 happen to also have I<b> as their first MD5 char).  The entire MD5 is written 
1829 to the I<Bucket List> along with the offset of the new I<Bucket> record (EOF at
1830 this point, unless we are replacing an existing I<Bucket>), where the actual 
1831 data will be stored.
1832
1833 =head2 FETCHING
1834
1835 Fetching an existing key/element involves getting a I<Digest::MD5> of the key 
1836 (or index number), then walking along the indexes.  If there are enough 
1837 keys/elements in this DB level, there might be nested indexes, each linked to 
1838 a particular char of the MD5.  Finally, a I<Bucket List> is pointed to, which 
1839 contains up to 16 full MD5 hashes.  Each is checked for equality to the key in 
1840 question.  If we found a match, the I<Bucket> tag is loaded, where the value and 
1841 plain key are stored.
1842
1843 Fetching the plain key occurs when calling the I<first_key()> and I<next_key()>
1844 methods.  In this process the indexes are walked systematically, and each key
1845 fetched in increasing MD5 order (which is why it appears random).   Once the
1846 I<Bucket> is found, the value is skipped and the plain key returned instead.  
1847 B<Note:> Do not count on keys being fetched as if the MD5 hashes were 
1848 alphabetically sorted.  This only happens on an index-level -- as soon as the 
1849 I<Bucket Lists> are hit, the keys will come out in the order they went in -- 
1850 so it's pretty much undefined how the keys will come out -- just like Perl's 
1851 built-in hashes.
1852
1853 =head1 CODE COVERAGE
1854
1855 We use B<Devel::Cover> to test the code coverage of our tests, below is the
1856 B<Devel::Cover> report on this module's test suite.
1857
1858   ---------------------------- ------ ------ ------ ------ ------ ------ ------
1859   File                           stmt   bran   cond    sub    pod   time  total
1860   ---------------------------- ------ ------ ------ ------ ------ ------ ------
1861   blib/lib/DBM/Deep.pm           95.1   81.6   70.3  100.0  100.0   33.4   91.0
1862   blib/lib/DBM/Deep/Array.pm    100.0   91.1  100.0  100.0    n/a   27.8   98.0
1863   blib/lib/DBM/Deep/Engine.pm    97.8   85.6   75.0  100.0    0.0   25.8   90.8
1864   blib/lib/DBM/Deep/Hash.pm     100.0   87.5  100.0  100.0    n/a   13.0   97.2
1865   Total                          97.5   85.4   76.6  100.0   46.9  100.0   92.5
1866   ---------------------------- ------ ------ ------ ------ ------ ------ ------
1867
1868 =head1 MORE INFORMATION
1869
1870 Check out the DBM::Deep Google Group at L<http://groups.google.com/group/DBM-Deep>
1871 or send email to L<DBM-Deep@googlegroups.com>.
1872
1873 =head1 AUTHORS
1874
1875 Joseph Huckaby, L<jhuckaby@cpan.org>
1876
1877 Rob Kinyon, L<rkinyon@cpan.org>
1878
1879 Special thanks to Adam Sah and Rich Gaushell!  You know why :-)
1880
1881 =head1 SEE ALSO
1882
1883 perltie(1), Tie::Hash(3), Digest::MD5(3), Fcntl(3), flock(2), lockf(3), nfs(5),
1884 Digest::SHA256(3), Crypt::Blowfish(3), Compress::Zlib(3)
1885
1886 =head1 LICENSE
1887
1888 Copyright (c) 2002-2006 Joseph Huckaby.  All Rights Reserved.
1889 This is free software, you may use it and distribute it under the
1890 same terms as Perl itself.
1891
1892 =cut