Fixed bug where overwrites weren't transaction-aware
[dbsrgits/DBM-Deep.git] / lib / DBM / Deep.pm
1 package DBM::Deep;
2
3 ##
4 # DBM::Deep
5 #
6 # Description:
7 #    Multi-level database module for storing hash trees, arrays and simple
8 #    key/value pairs into FTP-able, cross-platform binary database files.
9 #
10 #    Type `perldoc DBM::Deep` for complete documentation.
11 #
12 # Usage Examples:
13 #    my %db;
14 #    tie %db, 'DBM::Deep', 'my_database.db'; # standard tie() method
15 #
16 #    my $db = new DBM::Deep( 'my_database.db' ); # preferred OO method
17 #
18 #    $db->{my_scalar} = 'hello world';
19 #    $db->{my_hash} = { larry => 'genius', hashes => 'fast' };
20 #    $db->{my_array} = [ 1, 2, 3, time() ];
21 #    $db->{my_complex} = [ 'hello', { perl => 'rules' }, 42, 99 ];
22 #    push @{$db->{my_array}}, 'another value';
23 #    my @key_list = keys %{$db->{my_hash}};
24 #    print "This module " . $db->{my_complex}->[1]->{perl} . "!\n";
25 #
26 # Copyright:
27 #    (c) 2002-2006 Joseph Huckaby.  All Rights Reserved.
28 #    This program is free software; you can redistribute it and/or
29 #    modify it under the same terms as Perl itself.
30 ##
31
32 use 5.6.0;
33
34 use strict;
35 use warnings;
36
37 use Fcntl qw( :DEFAULT :flock :seek );
38 use Digest::MD5 ();
39 use Scalar::Util ();
40
41 use DBM::Deep::Engine;
42 use DBM::Deep::File;
43
44 use vars qw( $VERSION );
45 $VERSION = q(0.99_01);
46
47 ##
48 # Setup constants for users to pass to new()
49 ##
50 sub TYPE_HASH   () { DBM::Deep::Engine->SIG_HASH   }
51 sub TYPE_ARRAY  () { DBM::Deep::Engine->SIG_ARRAY  }
52
53 sub _get_args {
54     my $proto = shift;
55
56     my $args;
57     if (scalar(@_) > 1) {
58         if ( @_ % 2 ) {
59             $proto->_throw_error( "Odd number of parameters to " . (caller(1))[2] );
60         }
61         $args = {@_};
62     }
63     elsif ( ref $_[0] ) {
64         unless ( eval { local $SIG{'__DIE__'}; %{$_[0]} || 1 } ) {
65             $proto->_throw_error( "Not a hashref in args to " . (caller(1))[2] );
66         }
67         $args = $_[0];
68     }
69     else {
70         $args = { file => shift };
71     }
72
73     return $args;
74 }
75
76 sub new {
77     ##
78     # Class constructor method for Perl OO interface.
79     # Calls tie() and returns blessed reference to tied hash or array,
80     # providing a hybrid OO/tie interface.
81     ##
82     my $class = shift;
83     my $args = $class->_get_args( @_ );
84
85     ##
86     # Check if we want a tied hash or array.
87     ##
88     my $self;
89     if (defined($args->{type}) && $args->{type} eq TYPE_ARRAY) {
90         $class = 'DBM::Deep::Array';
91         require DBM::Deep::Array;
92         tie @$self, $class, %$args;
93     }
94     else {
95         $class = 'DBM::Deep::Hash';
96         require DBM::Deep::Hash;
97         tie %$self, $class, %$args;
98     }
99
100     return bless $self, $class;
101 }
102
103 # This initializer is called from the various TIE* methods. new() calls tie(),
104 # which allows for a single point of entry.
105 sub _init {
106     my $class = shift;
107     my ($args) = @_;
108
109     $args->{fileobj} = DBM::Deep::File->new( $args )
110         unless exists $args->{fileobj};
111
112     # locking implicitly enables autoflush
113     if ($args->{locking}) { $args->{autoflush} = 1; }
114
115     # These are the defaults to be optionally overridden below
116     my $self = bless {
117         type        => TYPE_HASH,
118         base_offset => undef,
119
120         parent      => undef,
121         parent_key  => undef,
122
123         fileobj     => undef,
124     }, $class;
125     $self->{engine} = DBM::Deep::Engine->new( { %{$args}, obj => $self } );
126
127     # Grab the parameters we want to use
128     foreach my $param ( keys %$self ) {
129         next unless exists $args->{$param};
130         $self->{$param} = $args->{$param};
131     }
132
133     $self->{engine}->setup_fh( $self );
134
135     $self->{fileobj}->set_db( $self );
136
137     return $self;
138 }
139
140 sub TIEHASH {
141     shift;
142     require DBM::Deep::Hash;
143     return DBM::Deep::Hash->TIEHASH( @_ );
144 }
145
146 sub TIEARRAY {
147     shift;
148     require DBM::Deep::Array;
149     return DBM::Deep::Array->TIEARRAY( @_ );
150 }
151
152 sub lock {
153     my $self = shift->_get_self;
154     return $self->_fileobj->lock( $self, @_ );
155 }
156
157 sub unlock {
158     my $self = shift->_get_self;
159     return $self->_fileobj->unlock( $self, @_ );
160 }
161
162 sub _copy_value {
163     my $self = shift->_get_self;
164     my ($spot, $value) = @_;
165
166     if ( !ref $value ) {
167         ${$spot} = $value;
168     }
169     elsif ( eval { local $SIG{__DIE__}; $value->isa( 'DBM::Deep' ) } ) {
170         ${$spot} = $value->_repr;
171         $value->_copy_node( ${$spot} );
172     }
173     else {
174         my $r = Scalar::Util::reftype( $value );
175         my $c = Scalar::Util::blessed( $value );
176         if ( $r eq 'ARRAY' ) {
177             ${$spot} = [ @{$value} ];
178         }
179         else {
180             ${$spot} = { %{$value} };
181         }
182         ${$spot} = bless ${$spot}, $c
183             if defined $c;
184     }
185
186     return 1;
187 }
188
189 sub _copy_node {
190     die "Must be implemented in a child class\n";
191 }
192
193 sub _repr {
194     die "Must be implemented in a child class\n";
195 }
196
197 sub export {
198     ##
199     # Recursively export into standard Perl hashes and arrays.
200     ##
201     my $self = shift->_get_self;
202
203     my $temp = $self->_repr;
204
205     $self->lock();
206     $self->_copy_node( $temp );
207     $self->unlock();
208
209     return $temp;
210 }
211
212 sub import {
213     ##
214     # Recursively import Perl hash/array structure
215     ##
216     if (!ref($_[0])) { return; } # Perl calls import() on use -- ignore
217
218     my $self = shift->_get_self;
219     my ($struct) = @_;
220
221     # struct is not a reference, so just import based on our type
222     if (!ref($struct)) {
223         $struct = $self->_repr( @_ );
224     }
225
226     return $self->_import( $struct );
227 }
228
229 sub optimize {
230     ##
231     # Rebuild entire database into new file, then move
232     # it back on top of original.
233     ##
234     my $self = shift->_get_self;
235
236 #XXX Need to create a new test for this
237 #    if ($self->_fileobj->{links} > 1) {
238 #        $self->_throw_error("Cannot optimize: reference count is greater than 1");
239 #    }
240
241     my $db_temp = DBM::Deep->new(
242         file => $self->_fileobj->{file} . '.tmp',
243         type => $self->_type
244     );
245
246     $self->lock();
247     $self->_copy_node( $db_temp );
248     undef $db_temp;
249
250     ##
251     # Attempt to copy user, group and permissions over to new file
252     ##
253     my @stats = stat($self->_fh);
254     my $perms = $stats[2] & 07777;
255     my $uid = $stats[4];
256     my $gid = $stats[5];
257     chown( $uid, $gid, $self->_fileobj->{file} . '.tmp' );
258     chmod( $perms, $self->_fileobj->{file} . '.tmp' );
259
260     # q.v. perlport for more information on this variable
261     if ( $^O eq 'MSWin32' || $^O eq 'cygwin' ) {
262         ##
263         # Potential race condition when optmizing on Win32 with locking.
264         # The Windows filesystem requires that the filehandle be closed
265         # before it is overwritten with rename().  This could be redone
266         # with a soft copy.
267         ##
268         $self->unlock();
269         $self->_fileobj->close;
270     }
271
272     if (!rename $self->_fileobj->{file} . '.tmp', $self->_fileobj->{file}) {
273         unlink $self->_fileobj->{file} . '.tmp';
274         $self->unlock();
275         $self->_throw_error("Optimize failed: Cannot copy temp file over original: $!");
276     }
277
278     $self->unlock();
279     $self->_fileobj->close;
280     $self->_fileobj->open;
281     $self->{engine}->setup_fh( $self );
282
283     return 1;
284 }
285
286 sub clone {
287     ##
288     # Make copy of object and return
289     ##
290     my $self = shift->_get_self;
291
292     return DBM::Deep->new(
293         type => $self->_type,
294         base_offset => $self->_base_offset,
295         fileobj => $self->_fileobj,
296     );
297 }
298
299 {
300     my %is_legal_filter = map {
301         $_ => ~~1,
302     } qw(
303         store_key store_value
304         fetch_key fetch_value
305     );
306
307     sub set_filter {
308         ##
309         # Setup filter function for storing or fetching the key or value
310         ##
311         my $self = shift->_get_self;
312         my $type = lc shift;
313         my $func = shift;
314
315         if ( $is_legal_filter{$type} ) {
316             $self->_fileobj->{"filter_$type"} = $func;
317             return 1;
318         }
319
320         return;
321     }
322 }
323
324 sub begin_work {
325     my $self = shift->_get_self;
326     $self->_fileobj->begin_transaction;
327     return 1;
328 }
329
330 sub rollback {
331     my $self = shift->_get_self;
332     $self->_fileobj->end_transaction;
333     return 1;
334 }
335
336 sub commit {
337     my $self = shift->_get_self;
338     $self->_fileobj->commit_transaction;
339     return 1;
340 }
341
342 ##
343 # Accessor methods
344 ##
345
346 sub _fileobj {
347     my $self = $_[0]->_get_self;
348     return $self->{fileobj};
349 }
350
351 sub _type {
352     my $self = $_[0]->_get_self;
353     return $self->{type};
354 }
355
356 sub _base_offset {
357     my $self = $_[0]->_get_self;
358     return $self->{base_offset};
359 }
360
361 sub _fh {
362     my $self = $_[0]->_get_self;
363     return $self->_fileobj->{fh};
364 }
365
366 ##
367 # Utility methods
368 ##
369
370 sub _throw_error {
371     die "DBM::Deep: $_[1]\n";
372 }
373
374 sub _is_writable {
375     my $fh = shift;
376     (O_WRONLY | O_RDWR) & fcntl( $fh, F_GETFL, my $slush = 0);
377 }
378
379 #sub _is_readable {
380 #    my $fh = shift;
381 #    (O_RDONLY | O_RDWR) & fcntl( $fh, F_GETFL, my $slush = 0);
382 #}
383
384 sub _find_parent {
385     my $self = shift;
386
387     my $base = '';
388     #XXX This if() is redundant
389     if ( my $parent = $self->{parent} ) {
390         my $child = $self;
391         while ( $parent->{parent} ) {
392             $base = (
393                 $parent->_type eq TYPE_HASH
394                     ? "\{$child->{parent_key}\}"
395                     : "\[$child->{parent_key}\]"
396             ) . $base;
397
398             $child = $parent;
399             $parent = $parent->{parent};
400         }
401         if ( $base ) {
402             $base = "\$db->get( '$child->{parent_key}' )->" . $base;
403         }
404         else {
405             $base = "\$db->get( '$child->{parent_key}' )";
406         }
407     }
408     return $base;
409 }
410
411 sub STORE {
412     ##
413     # Store single hash key/value or array element in database.
414     ##
415     my $self = shift->_get_self;
416     my ($key, $value, $orig_key) = @_;
417
418
419     if ( $^O ne 'MSWin32' && !_is_writable( $self->_fh ) ) {
420         $self->_throw_error( 'Cannot write to a readonly filehandle' );
421     }
422
423     #XXX The second condition needs to disappear
424     if ( defined $orig_key && !( $self->_type eq TYPE_ARRAY && $orig_key eq 'length') ) {
425         my $rhs;
426
427         my $r = Scalar::Util::reftype( $value ) || '';
428         if ( $r eq 'HASH' ) {
429             $rhs = '{}';
430         }
431         elsif ( $r eq 'ARRAY' ) {
432             $rhs = '[]';
433         }
434         elsif ( defined $value ) {
435             $rhs = "'$value'";
436         }
437         else {
438             $rhs = "undef";
439         }
440
441         if ( my $c = Scalar::Util::blessed( $value ) ) {
442             $rhs = "bless $rhs, '$c'";
443         }
444
445         my $lhs = $self->_find_parent;
446         if ( $lhs ) {
447             if ( $self->_type eq TYPE_HASH ) {
448                 $lhs .= "->\{$orig_key\}";
449             }
450             else {
451                 $lhs .= "->\[$orig_key\]";
452             }
453
454             $lhs .= "=$rhs;";
455         }
456         else {
457             $lhs = "\$db->put('$orig_key',$rhs);";
458         }
459
460         $self->_fileobj->audit($lhs);
461     }
462
463     ##
464     # Request exclusive lock for writing
465     ##
466     $self->lock( LOCK_EX );
467
468     my $md5 = $self->{engine}{digest}->($key);
469
470     my $tag = $self->{engine}->find_bucket_list( $self->_base_offset, $md5, { create => 1 } );
471
472     # User may be storing a hash, in which case we do not want it run
473     # through the filtering system
474     if ( !ref($value) && $self->_fileobj->{filter_store_value} ) {
475         $value = $self->_fileobj->{filter_store_value}->( $value );
476     }
477
478     ##
479     # Add key/value to bucket list
480     ##
481     my $result = $self->{engine}->add_bucket( $tag, $md5, $key, $value, undef, $orig_key ); 
482
483     $self->unlock();
484
485     return $result;
486 }
487
488 sub FETCH {
489     ##
490     # Fetch single value or element given plain key or array index
491     ##
492     my $self = shift->_get_self;
493     my ($key, $orig_key) = @_;
494
495     my $md5 = $self->{engine}{digest}->($key);
496
497     ##
498     # Request shared lock for reading
499     ##
500     $self->lock( LOCK_SH );
501
502     my $tag = $self->{engine}->find_bucket_list( $self->_base_offset, $md5 );#, { create => 1 } );
503     #XXX This needs to autovivify
504     if (!$tag) {
505         $self->unlock();
506         return;
507     }
508
509     ##
510     # Get value from bucket list
511     ##
512     my $result = $self->{engine}->get_bucket_value( $tag, $md5, $orig_key );
513
514     $self->unlock();
515
516     # Filters only apply to scalar values, so the ref check is making
517     # sure the fetched bucket is a scalar, not a child hash or array.
518     return ($result && !ref($result) && $self->_fileobj->{filter_fetch_value})
519         ? $self->_fileobj->{filter_fetch_value}->($result)
520         : $result;
521 }
522
523 sub DELETE {
524     ##
525     # Delete single key/value pair or element given plain key or array index
526     ##
527     my $self = shift->_get_self;
528     my ($key, $orig_key) = @_;
529
530     if ( $^O ne 'MSWin32' && !_is_writable( $self->_fh ) ) {
531         $self->_throw_error( 'Cannot write to a readonly filehandle' );
532     }
533
534     if ( defined $orig_key ) {
535         my $lhs = $self->_find_parent;
536         if ( $lhs ) {
537             $self->_fileobj->audit( "delete $lhs;" );
538         }
539         else {
540             $self->_fileobj->audit( "\$db->delete('$orig_key');" );
541         }
542     }
543
544     ##
545     # Request exclusive lock for writing
546     ##
547     $self->lock( LOCK_EX );
548
549     my $md5 = $self->{engine}{digest}->($key);
550
551     my $tag = $self->{engine}->find_bucket_list( $self->_base_offset, $md5 );
552     if (!$tag) {
553         $self->unlock();
554         return;
555     }
556
557     ##
558     # Delete bucket
559     ##
560     my $value = $self->{engine}->get_bucket_value( $tag, $md5 );
561
562     if (defined $value && !ref($value) && $self->_fileobj->{filter_fetch_value}) {
563         $value = $self->_fileobj->{filter_fetch_value}->($value);
564     }
565
566     my $result = $self->{engine}->delete_bucket( $tag, $md5, $orig_key );
567
568     ##
569     # If this object is an array and the key deleted was on the end of the stack,
570     # decrement the length variable.
571     ##
572
573     $self->unlock();
574
575     return $value;
576 }
577
578 sub EXISTS {
579     ##
580     # Check if a single key or element exists given plain key or array index
581     ##
582     my $self = shift->_get_self;
583     my ($key) = @_;
584
585     my $md5 = $self->{engine}{digest}->($key);
586
587     ##
588     # Request shared lock for reading
589     ##
590     $self->lock( LOCK_SH );
591
592     my $tag = $self->{engine}->find_bucket_list( $self->_base_offset, $md5 );
593     if (!$tag) {
594         $self->unlock();
595
596         ##
597         # For some reason, the built-in exists() function returns '' for false
598         ##
599         return '';
600     }
601
602     ##
603     # Check if bucket exists and return 1 or ''
604     ##
605     my $result = $self->{engine}->bucket_exists( $tag, $md5 ) || '';
606
607     $self->unlock();
608
609     return $result;
610 }
611
612 sub CLEAR {
613     ##
614     # Clear all keys from hash, or all elements from array.
615     ##
616     my $self = shift->_get_self;
617
618     if ( $^O ne 'MSWin32' && !_is_writable( $self->_fh ) ) {
619         $self->_throw_error( 'Cannot write to a readonly filehandle' );
620     }
621
622     {
623         my $lhs = $self->_find_parent;
624
625         if ( $self->_type eq TYPE_HASH ) {
626             $lhs = '%{' . $lhs . '}';
627         }
628         else {
629             $lhs = '@{' . $lhs . '}';
630         }
631
632         $self->_fileobj->audit( "$lhs = ();" );
633     }
634
635     ##
636     # Request exclusive lock for writing
637     ##
638     $self->lock( LOCK_EX );
639
640 #XXX This needs updating to use _release_space
641     $self->{engine}->write_tag(
642         $self->_base_offset, $self->_type,
643         chr(0)x$self->{engine}{index_size},
644     );
645
646     $self->unlock();
647
648     return 1;
649 }
650
651 ##
652 # Public method aliases
653 ##
654 sub put { (shift)->STORE( @_ ) }
655 sub store { (shift)->STORE( @_ ) }
656 sub get { (shift)->FETCH( @_ ) }
657 sub fetch { (shift)->FETCH( @_ ) }
658 sub delete { (shift)->DELETE( @_ ) }
659 sub exists { (shift)->EXISTS( @_ ) }
660 sub clear { (shift)->CLEAR( @_ ) }
661
662 1;
663 __END__
664
665 =head1 NAME
666
667 DBM::Deep - A pure perl multi-level hash/array DBM
668
669 =head1 SYNOPSIS
670
671   use DBM::Deep;
672   my $db = DBM::Deep->new( "foo.db" );
673
674   $db->{key} = 'value'; # tie() style
675   print $db->{key};
676
677   $db->put('key' => 'value'); # OO style
678   print $db->get('key');
679
680   # true multi-level support
681   $db->{my_complex} = [
682       'hello', { perl => 'rules' },
683       42, 99,
684   ];
685
686 =head1 DESCRIPTION
687
688 A unique flat-file database module, written in pure perl.  True
689 multi-level hash/array support (unlike MLDBM, which is faked), hybrid
690 OO / tie() interface, cross-platform FTPable files, and quite fast.  Can
691 handle millions of keys and unlimited hash levels without significant
692 slow-down.  Written from the ground-up in pure perl -- this is NOT a
693 wrapper around a C-based DBM.  Out-of-the-box compatibility with Unix,
694 Mac OS X and Windows.
695
696 =head1 VERSION DIFFERENCES
697
698 B<NOTE>: 0.99_01 and above have significant file format differences from 0.98 and
699 before. While attempts have been made to be backwards compatible, no guarantees.
700
701 =head1 INSTALLATION
702
703 Hopefully you are using Perl's excellent CPAN module, which will download
704 and install the module for you.  If not, get the tarball, and run these
705 commands:
706
707     tar zxf DBM-Deep-*
708     cd DBM-Deep-*
709     perl Makefile.PL
710     make
711     make test
712     make install
713
714 =head1 SETUP
715
716 Construction can be done OO-style (which is the recommended way), or using
717 Perl's tie() function.  Both are examined here.
718
719 =head2 OO CONSTRUCTION
720
721 The recommended way to construct a DBM::Deep object is to use the new()
722 method, which gets you a blessed, tied hash or array reference.
723
724     my $db = DBM::Deep->new( "foo.db" );
725
726 This opens a new database handle, mapped to the file "foo.db".  If this
727 file does not exist, it will automatically be created.  DB files are
728 opened in "r+" (read/write) mode, and the type of object returned is a
729 hash, unless otherwise specified (see L<OPTIONS> below).
730
731 You can pass a number of options to the constructor to specify things like
732 locking, autoflush, etc.  This is done by passing an inline hash:
733
734     my $db = DBM::Deep->new(
735         file => "foo.db",
736         locking => 1,
737         autoflush => 1
738     );
739
740 Notice that the filename is now specified I<inside> the hash with
741 the "file" parameter, as opposed to being the sole argument to the
742 constructor.  This is required if any options are specified.
743 See L<OPTIONS> below for the complete list.
744
745
746
747 You can also start with an array instead of a hash.  For this, you must
748 specify the C<type> parameter:
749
750     my $db = DBM::Deep->new(
751         file => "foo.db",
752         type => DBM::Deep->TYPE_ARRAY
753     );
754
755 B<Note:> Specifing the C<type> parameter only takes effect when beginning
756 a new DB file.  If you create a DBM::Deep object with an existing file, the
757 C<type> will be loaded from the file header, and an error will be thrown if
758 the wrong type is passed in.
759
760 =head2 TIE CONSTRUCTION
761
762 Alternately, you can create a DBM::Deep handle by using Perl's built-in
763 tie() function.  The object returned from tie() can be used to call methods,
764 such as lock() and unlock(), but cannot be used to assign to the DBM::Deep
765 file (as expected with most tie'd objects).
766
767     my %hash;
768     my $db = tie %hash, "DBM::Deep", "foo.db";
769
770     my @array;
771     my $db = tie @array, "DBM::Deep", "bar.db";
772
773 As with the OO constructor, you can replace the DB filename parameter with
774 a hash containing one or more options (see L<OPTIONS> just below for the
775 complete list).
776
777     tie %hash, "DBM::Deep", {
778         file => "foo.db",
779         locking => 1,
780         autoflush => 1
781     };
782
783 =head2 OPTIONS
784
785 There are a number of options that can be passed in when constructing your
786 DBM::Deep objects.  These apply to both the OO- and tie- based approaches.
787
788 =over
789
790 =item * file
791
792 Filename of the DB file to link the handle to.  You can pass a full absolute
793 filesystem path, partial path, or a plain filename if the file is in the
794 current working directory.  This is a required parameter (though q.v. fh).
795
796 =item * fh
797
798 If you want, you can pass in the fh instead of the file. This is most useful for doing
799 something like:
800
801   my $db = DBM::Deep->new( { fh => \*DATA } );
802
803 You are responsible for making sure that the fh has been opened appropriately for your
804 needs. If you open it read-only and attempt to write, an exception will be thrown. If you
805 open it write-only or append-only, an exception will be thrown immediately as DBM::Deep
806 needs to read from the fh.
807
808 =item * file_offset
809
810 This is the offset within the file that the DBM::Deep db starts. Most of the time, you will
811 not need to set this. However, it's there if you want it.
812
813 If you pass in fh and do not set this, it will be set appropriately.
814
815 =item * type
816
817 This parameter specifies what type of object to create, a hash or array.  Use
818 one of these two constants:
819
820 =over 4
821
822 =item * C<DBM::Deep-E<gt>TYPE_HASH>
823
824 =item * C<DBM::Deep-E<gt>TYPE_ARRAY>.
825
826 =back
827
828 This only takes effect when beginning a new file.  This is an optional
829 parameter, and defaults to C<DBM::Deep-E<gt>TYPE_HASH>.
830
831 =item * locking
832
833 Specifies whether locking is to be enabled.  DBM::Deep uses Perl's Fnctl flock()
834 function to lock the database in exclusive mode for writes, and shared mode for
835 reads.  Pass any true value to enable.  This affects the base DB handle I<and
836 any child hashes or arrays> that use the same DB file.  This is an optional
837 parameter, and defaults to 0 (disabled).  See L<LOCKING> below for more.
838
839 =item * autoflush
840
841 Specifies whether autoflush is to be enabled on the underlying filehandle.
842 This obviously slows down write operations, but is required if you may have
843 multiple processes accessing the same DB file (also consider enable I<locking>).
844 Pass any true value to enable.  This is an optional parameter, and defaults to 0
845 (disabled).
846
847 =item * autobless
848
849 If I<autobless> mode is enabled, DBM::Deep will preserve the class something
850 is blessed into, and restores it when fetched.  This is an optional parameter, and defaults to 1 (enabled).
851
852 B<Note:> If you use the OO-interface, you will not be able to call any methods
853 of DBM::Deep on the blessed item. This is considered to be a feature.
854
855 =item * filter_*
856
857 See L</FILTERS> below.
858
859 =back
860
861 =head1 TIE INTERFACE
862
863 With DBM::Deep you can access your databases using Perl's standard hash/array
864 syntax.  Because all DBM::Deep objects are I<tied> to hashes or arrays, you can
865 treat them as such.  DBM::Deep will intercept all reads/writes and direct them
866 to the right place -- the DB file.  This has nothing to do with the
867 L<TIE CONSTRUCTION> section above.  This simply tells you how to use DBM::Deep
868 using regular hashes and arrays, rather than calling functions like C<get()>
869 and C<put()> (although those work too).  It is entirely up to you how to want
870 to access your databases.
871
872 =head2 HASHES
873
874 You can treat any DBM::Deep object like a normal Perl hash reference.  Add keys,
875 or even nested hashes (or arrays) using standard Perl syntax:
876
877     my $db = DBM::Deep->new( "foo.db" );
878
879     $db->{mykey} = "myvalue";
880     $db->{myhash} = {};
881     $db->{myhash}->{subkey} = "subvalue";
882
883     print $db->{myhash}->{subkey} . "\n";
884
885 You can even step through hash keys using the normal Perl C<keys()> function:
886
887     foreach my $key (keys %$db) {
888         print "$key: " . $db->{$key} . "\n";
889     }
890
891 Remember that Perl's C<keys()> function extracts I<every> key from the hash and
892 pushes them onto an array, all before the loop even begins.  If you have an
893 extra large hash, this may exhaust Perl's memory.  Instead, consider using
894 Perl's C<each()> function, which pulls keys/values one at a time, using very
895 little memory:
896
897     while (my ($key, $value) = each %$db) {
898         print "$key: $value\n";
899     }
900
901 Please note that when using C<each()>, you should always pass a direct
902 hash reference, not a lookup.  Meaning, you should B<never> do this:
903
904     # NEVER DO THIS
905     while (my ($key, $value) = each %{$db->{foo}}) { # BAD
906
907 This causes an infinite loop, because for each iteration, Perl is calling
908 FETCH() on the $db handle, resulting in a "new" hash for foo every time, so
909 it effectively keeps returning the first key over and over again. Instead,
910 assign a temporary variable to C<$db->{foo}>, then pass that to each().
911
912 =head2 ARRAYS
913
914 As with hashes, you can treat any DBM::Deep object like a normal Perl array
915 reference.  This includes inserting, removing and manipulating elements,
916 and the C<push()>, C<pop()>, C<shift()>, C<unshift()> and C<splice()> functions.
917 The object must have first been created using type C<DBM::Deep-E<gt>TYPE_ARRAY>,
918 or simply be a nested array reference inside a hash.  Example:
919
920     my $db = DBM::Deep->new(
921         file => "foo-array.db",
922         type => DBM::Deep->TYPE_ARRAY
923     );
924
925     $db->[0] = "foo";
926     push @$db, "bar", "baz";
927     unshift @$db, "bah";
928
929     my $last_elem = pop @$db; # baz
930     my $first_elem = shift @$db; # bah
931     my $second_elem = $db->[1]; # bar
932
933     my $num_elements = scalar @$db;
934
935 =head1 OO INTERFACE
936
937 In addition to the I<tie()> interface, you can also use a standard OO interface
938 to manipulate all aspects of DBM::Deep databases.  Each type of object (hash or
939 array) has its own methods, but both types share the following common methods:
940 C<put()>, C<get()>, C<exists()>, C<delete()> and C<clear()>.
941
942 =over
943
944 =item * new() / clone()
945
946 These are the constructor and copy-functions.
947
948 =item * put() / store()
949
950 Stores a new hash key/value pair, or sets an array element value.  Takes two
951 arguments, the hash key or array index, and the new value.  The value can be
952 a scalar, hash ref or array ref.  Returns true on success, false on failure.
953
954     $db->put("foo", "bar"); # for hashes
955     $db->put(1, "bar"); # for arrays
956
957 =item * get() / fetch()
958
959 Fetches the value of a hash key or array element.  Takes one argument: the hash
960 key or array index.  Returns a scalar, hash ref or array ref, depending on the
961 data type stored.
962
963     my $value = $db->get("foo"); # for hashes
964     my $value = $db->get(1); # for arrays
965
966 =item * exists()
967
968 Checks if a hash key or array index exists.  Takes one argument: the hash key
969 or array index.  Returns true if it exists, false if not.
970
971     if ($db->exists("foo")) { print "yay!\n"; } # for hashes
972     if ($db->exists(1)) { print "yay!\n"; } # for arrays
973
974 =item * delete()
975
976 Deletes one hash key/value pair or array element.  Takes one argument: the hash
977 key or array index.  Returns true on success, false if not found.  For arrays,
978 the remaining elements located after the deleted element are NOT moved over.
979 The deleted element is essentially just undefined, which is exactly how Perl's
980 internal arrays work.  Please note that the space occupied by the deleted
981 key/value or element is B<not> reused again -- see L<UNUSED SPACE RECOVERY>
982 below for details and workarounds.
983
984     $db->delete("foo"); # for hashes
985     $db->delete(1); # for arrays
986
987 =item * clear()
988
989 Deletes B<all> hash keys or array elements.  Takes no arguments.  No return
990 value.  Please note that the space occupied by the deleted keys/values or
991 elements is B<not> reused again -- see L<UNUSED SPACE RECOVERY> below for
992 details and workarounds.
993
994     $db->clear(); # hashes or arrays
995
996 =item * lock() / unlock()
997
998 q.v. Locking.
999
1000 =item * optimize()
1001
1002 Recover lost disk space.
1003
1004 =item * import() / export()
1005
1006 Data going in and out.
1007
1008 =back
1009
1010 =head2 HASHES
1011
1012 For hashes, DBM::Deep supports all the common methods described above, and the
1013 following additional methods: C<first_key()> and C<next_key()>.
1014
1015 =over
1016
1017 =item * first_key()
1018
1019 Returns the "first" key in the hash.  As with built-in Perl hashes, keys are
1020 fetched in an undefined order (which appears random).  Takes no arguments,
1021 returns the key as a scalar value.
1022
1023     my $key = $db->first_key();
1024
1025 =item * next_key()
1026
1027 Returns the "next" key in the hash, given the previous one as the sole argument.
1028 Returns undef if there are no more keys to be fetched.
1029
1030     $key = $db->next_key($key);
1031
1032 =back
1033
1034 Here are some examples of using hashes:
1035
1036     my $db = DBM::Deep->new( "foo.db" );
1037
1038     $db->put("foo", "bar");
1039     print "foo: " . $db->get("foo") . "\n";
1040
1041     $db->put("baz", {}); # new child hash ref
1042     $db->get("baz")->put("buz", "biz");
1043     print "buz: " . $db->get("baz")->get("buz") . "\n";
1044
1045     my $key = $db->first_key();
1046     while ($key) {
1047         print "$key: " . $db->get($key) . "\n";
1048         $key = $db->next_key($key);
1049     }
1050
1051     if ($db->exists("foo")) { $db->delete("foo"); }
1052
1053 =head2 ARRAYS
1054
1055 For arrays, DBM::Deep supports all the common methods described above, and the
1056 following additional methods: C<length()>, C<push()>, C<pop()>, C<shift()>,
1057 C<unshift()> and C<splice()>.
1058
1059 =over
1060
1061 =item * length()
1062
1063 Returns the number of elements in the array.  Takes no arguments.
1064
1065     my $len = $db->length();
1066
1067 =item * push()
1068
1069 Adds one or more elements onto the end of the array.  Accepts scalars, hash
1070 refs or array refs.  No return value.
1071
1072     $db->push("foo", "bar", {});
1073
1074 =item * pop()
1075
1076 Fetches the last element in the array, and deletes it.  Takes no arguments.
1077 Returns undef if array is empty.  Returns the element value.
1078
1079     my $elem = $db->pop();
1080
1081 =item * shift()
1082
1083 Fetches the first element in the array, deletes it, then shifts all the
1084 remaining elements over to take up the space.  Returns the element value.  This
1085 method is not recommended with large arrays -- see L<LARGE ARRAYS> below for
1086 details.
1087
1088     my $elem = $db->shift();
1089
1090 =item * unshift()
1091
1092 Inserts one or more elements onto the beginning of the array, shifting all
1093 existing elements over to make room.  Accepts scalars, hash refs or array refs.
1094 No return value.  This method is not recommended with large arrays -- see
1095 <LARGE ARRAYS> below for details.
1096
1097     $db->unshift("foo", "bar", {});
1098
1099 =item * splice()
1100
1101 Performs exactly like Perl's built-in function of the same name.  See L<perldoc
1102 -f splice> for usage -- it is too complicated to document here.  This method is
1103 not recommended with large arrays -- see L<LARGE ARRAYS> below for details.
1104
1105 =back
1106
1107 Here are some examples of using arrays:
1108
1109     my $db = DBM::Deep->new(
1110         file => "foo.db",
1111         type => DBM::Deep->TYPE_ARRAY
1112     );
1113
1114     $db->push("bar", "baz");
1115     $db->unshift("foo");
1116     $db->put(3, "buz");
1117
1118     my $len = $db->length();
1119     print "length: $len\n"; # 4
1120
1121     for (my $k=0; $k<$len; $k++) {
1122         print "$k: " . $db->get($k) . "\n";
1123     }
1124
1125     $db->splice(1, 2, "biz", "baf");
1126
1127     while (my $elem = shift @$db) {
1128         print "shifted: $elem\n";
1129     }
1130
1131 =head1 LOCKING
1132
1133 Enable automatic file locking by passing a true value to the C<locking>
1134 parameter when constructing your DBM::Deep object (see L<SETUP> above).
1135
1136     my $db = DBM::Deep->new(
1137         file => "foo.db",
1138         locking => 1
1139     );
1140
1141 This causes DBM::Deep to C<flock()> the underlying filehandle with exclusive
1142 mode for writes, and shared mode for reads.  This is required if you have
1143 multiple processes accessing the same database file, to avoid file corruption.
1144 Please note that C<flock()> does NOT work for files over NFS.  See L<DB OVER
1145 NFS> below for more.
1146
1147 =head2 EXPLICIT LOCKING
1148
1149 You can explicitly lock a database, so it remains locked for multiple
1150 transactions.  This is done by calling the C<lock()> method, and passing an
1151 optional lock mode argument (defaults to exclusive mode).  This is particularly
1152 useful for things like counters, where the current value needs to be fetched,
1153 then incremented, then stored again.
1154
1155     $db->lock();
1156     my $counter = $db->get("counter");
1157     $counter++;
1158     $db->put("counter", $counter);
1159     $db->unlock();
1160
1161     # or...
1162
1163     $db->lock();
1164     $db->{counter}++;
1165     $db->unlock();
1166
1167 You can pass C<lock()> an optional argument, which specifies which mode to use
1168 (exclusive or shared).  Use one of these two constants: C<DBM::Deep-E<gt>LOCK_EX>
1169 or C<DBM::Deep-E<gt>LOCK_SH>.  These are passed directly to C<flock()>, and are the
1170 same as the constants defined in Perl's C<Fcntl> module.
1171
1172     $db->lock( DBM::Deep->LOCK_SH );
1173     # something here
1174     $db->unlock();
1175
1176 =head1 IMPORTING/EXPORTING
1177
1178 You can import existing complex structures by calling the C<import()> method,
1179 and export an entire database into an in-memory structure using the C<export()>
1180 method.  Both are examined here.
1181
1182 =head2 IMPORTING
1183
1184 Say you have an existing hash with nested hashes/arrays inside it.  Instead of
1185 walking the structure and adding keys/elements to the database as you go,
1186 simply pass a reference to the C<import()> method.  This recursively adds
1187 everything to an existing DBM::Deep object for you.  Here is an example:
1188
1189     my $struct = {
1190         key1 => "value1",
1191         key2 => "value2",
1192         array1 => [ "elem0", "elem1", "elem2" ],
1193         hash1 => {
1194             subkey1 => "subvalue1",
1195             subkey2 => "subvalue2"
1196         }
1197     };
1198
1199     my $db = DBM::Deep->new( "foo.db" );
1200     $db->import( $struct );
1201
1202     print $db->{key1} . "\n"; # prints "value1"
1203
1204 This recursively imports the entire C<$struct> object into C<$db>, including
1205 all nested hashes and arrays.  If the DBM::Deep object contains exsiting data,
1206 keys are merged with the existing ones, replacing if they already exist.
1207 The C<import()> method can be called on any database level (not just the base
1208 level), and works with both hash and array DB types.
1209
1210 B<Note:> Make sure your existing structure has no circular references in it.
1211 These will cause an infinite loop when importing.
1212
1213 =head2 EXPORTING
1214
1215 Calling the C<export()> method on an existing DBM::Deep object will return
1216 a reference to a new in-memory copy of the database.  The export is done
1217 recursively, so all nested hashes/arrays are all exported to standard Perl
1218 objects.  Here is an example:
1219
1220     my $db = DBM::Deep->new( "foo.db" );
1221
1222     $db->{key1} = "value1";
1223     $db->{key2} = "value2";
1224     $db->{hash1} = {};
1225     $db->{hash1}->{subkey1} = "subvalue1";
1226     $db->{hash1}->{subkey2} = "subvalue2";
1227
1228     my $struct = $db->export();
1229
1230     print $struct->{key1} . "\n"; # prints "value1"
1231
1232 This makes a complete copy of the database in memory, and returns a reference
1233 to it.  The C<export()> method can be called on any database level (not just
1234 the base level), and works with both hash and array DB types.  Be careful of
1235 large databases -- you can store a lot more data in a DBM::Deep object than an
1236 in-memory Perl structure.
1237
1238 B<Note:> Make sure your database has no circular references in it.
1239 These will cause an infinite loop when exporting.
1240
1241 =head1 FILTERS
1242
1243 DBM::Deep has a number of hooks where you can specify your own Perl function
1244 to perform filtering on incoming or outgoing data.  This is a perfect
1245 way to extend the engine, and implement things like real-time compression or
1246 encryption.  Filtering applies to the base DB level, and all child hashes /
1247 arrays.  Filter hooks can be specified when your DBM::Deep object is first
1248 constructed, or by calling the C<set_filter()> method at any time.  There are
1249 four available filter hooks, described below:
1250
1251 =over
1252
1253 =item * filter_store_key
1254
1255 This filter is called whenever a hash key is stored.  It
1256 is passed the incoming key, and expected to return a transformed key.
1257
1258 =item * filter_store_value
1259
1260 This filter is called whenever a hash key or array element is stored.  It
1261 is passed the incoming value, and expected to return a transformed value.
1262
1263 =item * filter_fetch_key
1264
1265 This filter is called whenever a hash key is fetched (i.e. via
1266 C<first_key()> or C<next_key()>).  It is passed the transformed key,
1267 and expected to return the plain key.
1268
1269 =item * filter_fetch_value
1270
1271 This filter is called whenever a hash key or array element is fetched.
1272 It is passed the transformed value, and expected to return the plain value.
1273
1274 =back
1275
1276 Here are the two ways to setup a filter hook:
1277
1278     my $db = DBM::Deep->new(
1279         file => "foo.db",
1280         filter_store_value => \&my_filter_store,
1281         filter_fetch_value => \&my_filter_fetch
1282     );
1283
1284     # or...
1285
1286     $db->set_filter( "filter_store_value", \&my_filter_store );
1287     $db->set_filter( "filter_fetch_value", \&my_filter_fetch );
1288
1289 Your filter function will be called only when dealing with SCALAR keys or
1290 values.  When nested hashes and arrays are being stored/fetched, filtering
1291 is bypassed.  Filters are called as static functions, passed a single SCALAR
1292 argument, and expected to return a single SCALAR value.  If you want to
1293 remove a filter, set the function reference to C<undef>:
1294
1295     $db->set_filter( "filter_store_value", undef );
1296
1297 =head2 REAL-TIME ENCRYPTION EXAMPLE
1298
1299 Here is a working example that uses the I<Crypt::Blowfish> module to
1300 do real-time encryption / decryption of keys & values with DBM::Deep Filters.
1301 Please visit L<http://search.cpan.org/search?module=Crypt::Blowfish> for more
1302 on I<Crypt::Blowfish>.  You'll also need the I<Crypt::CBC> module.
1303
1304     use DBM::Deep;
1305     use Crypt::Blowfish;
1306     use Crypt::CBC;
1307
1308     my $cipher = Crypt::CBC->new({
1309         'key'             => 'my secret key',
1310         'cipher'          => 'Blowfish',
1311         'iv'              => '$KJh#(}q',
1312         'regenerate_key'  => 0,
1313         'padding'         => 'space',
1314         'prepend_iv'      => 0
1315     });
1316
1317     my $db = DBM::Deep->new(
1318         file => "foo-encrypt.db",
1319         filter_store_key => \&my_encrypt,
1320         filter_store_value => \&my_encrypt,
1321         filter_fetch_key => \&my_decrypt,
1322         filter_fetch_value => \&my_decrypt,
1323     );
1324
1325     $db->{key1} = "value1";
1326     $db->{key2} = "value2";
1327     print "key1: " . $db->{key1} . "\n";
1328     print "key2: " . $db->{key2} . "\n";
1329
1330     undef $db;
1331     exit;
1332
1333     sub my_encrypt {
1334         return $cipher->encrypt( $_[0] );
1335     }
1336     sub my_decrypt {
1337         return $cipher->decrypt( $_[0] );
1338     }
1339
1340 =head2 REAL-TIME COMPRESSION EXAMPLE
1341
1342 Here is a working example that uses the I<Compress::Zlib> module to do real-time
1343 compression / decompression of keys & values with DBM::Deep Filters.
1344 Please visit L<http://search.cpan.org/search?module=Compress::Zlib> for
1345 more on I<Compress::Zlib>.
1346
1347     use DBM::Deep;
1348     use Compress::Zlib;
1349
1350     my $db = DBM::Deep->new(
1351         file => "foo-compress.db",
1352         filter_store_key => \&my_compress,
1353         filter_store_value => \&my_compress,
1354         filter_fetch_key => \&my_decompress,
1355         filter_fetch_value => \&my_decompress,
1356     );
1357
1358     $db->{key1} = "value1";
1359     $db->{key2} = "value2";
1360     print "key1: " . $db->{key1} . "\n";
1361     print "key2: " . $db->{key2} . "\n";
1362
1363     undef $db;
1364     exit;
1365
1366     sub my_compress {
1367         return Compress::Zlib::memGzip( $_[0] ) ;
1368     }
1369     sub my_decompress {
1370         return Compress::Zlib::memGunzip( $_[0] ) ;
1371     }
1372
1373 B<Note:> Filtering of keys only applies to hashes.  Array "keys" are
1374 actually numerical index numbers, and are not filtered.
1375
1376 =head1 ERROR HANDLING
1377
1378 Most DBM::Deep methods return a true value for success, and call die() on
1379 failure.  You can wrap calls in an eval block to catch the die.
1380
1381     my $db = DBM::Deep->new( "foo.db" ); # create hash
1382     eval { $db->push("foo"); }; # ILLEGAL -- push is array-only call
1383
1384     print $@;           # prints error message
1385
1386 =head1 LARGEFILE SUPPORT
1387
1388 If you have a 64-bit system, and your Perl is compiled with both LARGEFILE
1389 and 64-bit support, you I<may> be able to create databases larger than 2 GB.
1390 DBM::Deep by default uses 32-bit file offset tags, but these can be changed
1391 by specifying the 'pack_size' parameter when constructing the file.
1392
1393     DBM::Deep->new(
1394         filename => $filename,
1395         pack_size => 'large',
1396     );
1397
1398 This tells DBM::Deep to pack all file offsets with 8-byte (64-bit) quad words
1399 instead of 32-bit longs.  After setting these values your DB files have a
1400 theoretical maximum size of 16 XB (exabytes).
1401
1402 You can also use C<pack_size =E<gt> 'small'> in order to use 16-bit file
1403 offsets.
1404
1405 B<Note:> Changing these values will B<NOT> work for existing database files.
1406 Only change this for new files. Once the value has been set, it is stored in
1407 the file's header and cannot be changed for the life of the file. These
1408 parameters are per-file, meaning you can access 32-bit and 64-bit files, as
1409 you chose.
1410
1411 B<Note:> We have not personally tested files larger than 2 GB -- all my
1412 systems have only a 32-bit Perl.  However, I have received user reports that
1413 this does indeed work!
1414
1415 =head1 LOW-LEVEL ACCESS
1416
1417 If you require low-level access to the underlying filehandle that DBM::Deep uses,
1418 you can call the C<_fh()> method, which returns the handle:
1419
1420     my $fh = $db->_fh();
1421
1422 This method can be called on the root level of the datbase, or any child
1423 hashes or arrays.  All levels share a I<root> structure, which contains things
1424 like the filehandle, a reference counter, and all the options specified
1425 when you created the object.  You can get access to this file object by
1426 calling the C<_fileobj()> method.
1427
1428     my $file_obj = $db->_fileobj();
1429
1430 This is useful for changing options after the object has already been created,
1431 such as enabling/disabling locking.  You can also store your own temporary user
1432 data in this structure (be wary of name collision), which is then accessible from
1433 any child hash or array.
1434
1435 =head1 CUSTOM DIGEST ALGORITHM
1436
1437 DBM::Deep by default uses the I<Message Digest 5> (MD5) algorithm for hashing
1438 keys.  However you can override this, and use another algorithm (such as SHA-256)
1439 or even write your own.  But please note that DBM::Deep currently expects zero
1440 collisions, so your algorithm has to be I<perfect>, so to speak. Collision
1441 detection may be introduced in a later version.
1442
1443 You can specify a custom digest algorithm by passing it into the parameter
1444 list for new(), passing a reference to a subroutine as the 'digest' parameter,
1445 and the length of the algorithm's hashes (in bytes) as the 'hash_size'
1446 parameter. Here is a working example that uses a 256-bit hash from the
1447 I<Digest::SHA256> module.  Please see
1448 L<http://search.cpan.org/search?module=Digest::SHA256> for more information.
1449
1450     use DBM::Deep;
1451     use Digest::SHA256;
1452
1453     my $context = Digest::SHA256::new(256);
1454
1455     my $db = DBM::Deep->new(
1456         filename => "foo-sha.db",
1457         digest => \&my_digest,
1458         hash_size => 32,
1459     );
1460
1461     $db->{key1} = "value1";
1462     $db->{key2} = "value2";
1463     print "key1: " . $db->{key1} . "\n";
1464     print "key2: " . $db->{key2} . "\n";
1465
1466     undef $db;
1467     exit;
1468
1469     sub my_digest {
1470         return substr( $context->hash($_[0]), 0, 32 );
1471     }
1472
1473 B<Note:> Your returned digest strings must be B<EXACTLY> the number
1474 of bytes you specify in the hash_size parameter (in this case 32).
1475
1476 B<Note:> If you do choose to use a custom digest algorithm, you must set it
1477 every time you access this file. Otherwise, the default (MD5) will be used.
1478
1479 =head1 CIRCULAR REFERENCES
1480
1481 DBM::Deep has B<experimental> support for circular references.  Meaning you
1482 can have a nested hash key or array element that points to a parent object.
1483 This relationship is stored in the DB file, and is preserved between sessions.
1484 Here is an example:
1485
1486     my $db = DBM::Deep->new( "foo.db" );
1487
1488     $db->{foo} = "bar";
1489     $db->{circle} = $db; # ref to self
1490
1491     print $db->{foo} . "\n"; # prints "bar"
1492     print $db->{circle}->{foo} . "\n"; # prints "bar" again
1493
1494 B<Note>: Passing the object to a function that recursively walks the
1495 object tree (such as I<Data::Dumper> or even the built-in C<optimize()> or
1496 C<export()> methods) will result in an infinite loop. This will be fixed in
1497 a future release.
1498
1499 =head1 CAVEATS / ISSUES / BUGS
1500
1501 This section describes all the known issues with DBM::Deep.  It you have found
1502 something that is not listed here, please send e-mail to L<jhuckaby@cpan.org>.
1503
1504 =head2 UNUSED SPACE RECOVERY
1505
1506 One major caveat with DBM::Deep is that space occupied by existing keys and
1507 values is not recovered when they are deleted.  Meaning if you keep deleting
1508 and adding new keys, your file will continuously grow.  I am working on this,
1509 but in the meantime you can call the built-in C<optimize()> method from time to
1510 time (perhaps in a crontab or something) to recover all your unused space.
1511
1512     $db->optimize(); # returns true on success
1513
1514 This rebuilds the ENTIRE database into a new file, then moves it on top of
1515 the original.  The new file will have no unused space, thus it will take up as
1516 little disk space as possible.  Please note that this operation can take
1517 a long time for large files, and you need enough disk space to temporarily hold
1518 2 copies of your DB file.  The temporary file is created in the same directory
1519 as the original, named with a ".tmp" extension, and is deleted when the
1520 operation completes.  Oh, and if locking is enabled, the DB is automatically
1521 locked for the entire duration of the copy.
1522
1523 B<WARNING:> Only call optimize() on the top-level node of the database, and
1524 make sure there are no child references lying around.  DBM::Deep keeps a reference
1525 counter, and if it is greater than 1, optimize() will abort and return undef.
1526
1527 =head2 REFERENCES
1528
1529 (The reasons given assume a high level of Perl understanding, specifically of
1530 references. You can safely skip this section.)
1531
1532 Currently, the only references supported are HASH and ARRAY. The other reference
1533 types (SCALAR, CODE, GLOB, and REF) cannot be supported for various reasons.
1534
1535 =over 4
1536
1537 =item * GLOB
1538
1539 These are things like filehandles and other sockets. They can't be supported
1540 because it's completely unclear how DBM::Deep should serialize them.
1541
1542 =item * SCALAR / REF
1543
1544 The discussion here refers to the following type of example:
1545
1546   my $x = 25;
1547   $db->{key1} = \$x;
1548
1549   $x = 50;
1550
1551   # In some other process ...
1552
1553   my $val = ${ $db->{key1} };
1554
1555   is( $val, 50, "What actually gets stored in the DB file?" );
1556
1557 The problem is one of synchronization. When the variable being referred to
1558 changes value, the reference isn't notified. This means that the new value won't
1559 be stored in the datafile for other processes to read. There is no TIEREF.
1560
1561 It is theoretically possible to store references to values already within a
1562 DBM::Deep object because everything already is synchronized, but the change to
1563 the internals would be quite large. Specifically, DBM::Deep would have to tie
1564 every single value that is stored. This would bloat the RAM footprint of
1565 DBM::Deep at least twofold (if not more) and be a significant performance drain,
1566 all to support a feature that has never been requested.
1567
1568 =item * CODE
1569
1570 L<http://search.cpan.org/search?module=Data::Dump::Streamer> provides a
1571 mechanism for serializing coderefs, including saving off all closure state.
1572 However, just as for SCALAR and REF, that closure state may change without
1573 notifying the DBM::Deep object storing the reference.
1574
1575 =back
1576
1577 =head2 FILE CORRUPTION
1578
1579 The current level of error handling in DBM::Deep is minimal.  Files I<are> checked
1580 for a 32-bit signature when opened, but other corruption in files can cause
1581 segmentation faults.  DBM::Deep may try to seek() past the end of a file, or get
1582 stuck in an infinite loop depending on the level of corruption.  File write
1583 operations are not checked for failure (for speed), so if you happen to run
1584 out of disk space, DBM::Deep will probably fail in a bad way.  These things will
1585 be addressed in a later version of DBM::Deep.
1586
1587 =head2 DB OVER NFS
1588
1589 Beware of using DB files over NFS.  DBM::Deep uses flock(), which works well on local
1590 filesystems, but will NOT protect you from file corruption over NFS.  I've heard
1591 about setting up your NFS server with a locking daemon, then using lockf() to
1592 lock your files, but your mileage may vary there as well.  From what I
1593 understand, there is no real way to do it.  However, if you need access to the
1594 underlying filehandle in DBM::Deep for using some other kind of locking scheme like
1595 lockf(), see the L<LOW-LEVEL ACCESS> section above.
1596
1597 =head2 COPYING OBJECTS
1598
1599 Beware of copying tied objects in Perl.  Very strange things can happen.
1600 Instead, use DBM::Deep's C<clone()> method which safely copies the object and
1601 returns a new, blessed, tied hash or array to the same level in the DB.
1602
1603     my $copy = $db->clone();
1604
1605 B<Note>: Since clone() here is cloning the object, not the database location, any
1606 modifications to either $db or $copy will be visible in both.
1607
1608 =head2 LARGE ARRAYS
1609
1610 Beware of using C<shift()>, C<unshift()> or C<splice()> with large arrays.
1611 These functions cause every element in the array to move, which can be murder
1612 on DBM::Deep, as every element has to be fetched from disk, then stored again in
1613 a different location.  This will be addressed in the forthcoming version 1.00.
1614
1615 =head2 WRITEONLY FILES
1616
1617 If you pass in a filehandle to new(), you may have opened it in either a readonly or
1618 writeonly mode. STORE will verify that the filehandle is writable. However, there
1619 doesn't seem to be a good way to determine if a filehandle is readable. And, if the
1620 filehandle isn't readable, it's not clear what will happen. So, don't do that.
1621
1622 =head1 PERFORMANCE
1623
1624 This section discusses DBM::Deep's speed and memory usage.
1625
1626 =head2 SPEED
1627
1628 Obviously, DBM::Deep isn't going to be as fast as some C-based DBMs, such as
1629 the almighty I<BerkeleyDB>.  But it makes up for it in features like true
1630 multi-level hash/array support, and cross-platform FTPable files.  Even so,
1631 DBM::Deep is still pretty fast, and the speed stays fairly consistent, even
1632 with huge databases.  Here is some test data:
1633
1634     Adding 1,000,000 keys to new DB file...
1635
1636     At 100 keys, avg. speed is 2,703 keys/sec
1637     At 200 keys, avg. speed is 2,642 keys/sec
1638     At 300 keys, avg. speed is 2,598 keys/sec
1639     At 400 keys, avg. speed is 2,578 keys/sec
1640     At 500 keys, avg. speed is 2,722 keys/sec
1641     At 600 keys, avg. speed is 2,628 keys/sec
1642     At 700 keys, avg. speed is 2,700 keys/sec
1643     At 800 keys, avg. speed is 2,607 keys/sec
1644     At 900 keys, avg. speed is 2,190 keys/sec
1645     At 1,000 keys, avg. speed is 2,570 keys/sec
1646     At 2,000 keys, avg. speed is 2,417 keys/sec
1647     At 3,000 keys, avg. speed is 1,982 keys/sec
1648     At 4,000 keys, avg. speed is 1,568 keys/sec
1649     At 5,000 keys, avg. speed is 1,533 keys/sec
1650     At 6,000 keys, avg. speed is 1,787 keys/sec
1651     At 7,000 keys, avg. speed is 1,977 keys/sec
1652     At 8,000 keys, avg. speed is 2,028 keys/sec
1653     At 9,000 keys, avg. speed is 2,077 keys/sec
1654     At 10,000 keys, avg. speed is 2,031 keys/sec
1655     At 20,000 keys, avg. speed is 1,970 keys/sec
1656     At 30,000 keys, avg. speed is 2,050 keys/sec
1657     At 40,000 keys, avg. speed is 2,073 keys/sec
1658     At 50,000 keys, avg. speed is 1,973 keys/sec
1659     At 60,000 keys, avg. speed is 1,914 keys/sec
1660     At 70,000 keys, avg. speed is 2,091 keys/sec
1661     At 80,000 keys, avg. speed is 2,103 keys/sec
1662     At 90,000 keys, avg. speed is 1,886 keys/sec
1663     At 100,000 keys, avg. speed is 1,970 keys/sec
1664     At 200,000 keys, avg. speed is 2,053 keys/sec
1665     At 300,000 keys, avg. speed is 1,697 keys/sec
1666     At 400,000 keys, avg. speed is 1,838 keys/sec
1667     At 500,000 keys, avg. speed is 1,941 keys/sec
1668     At 600,000 keys, avg. speed is 1,930 keys/sec
1669     At 700,000 keys, avg. speed is 1,735 keys/sec
1670     At 800,000 keys, avg. speed is 1,795 keys/sec
1671     At 900,000 keys, avg. speed is 1,221 keys/sec
1672     At 1,000,000 keys, avg. speed is 1,077 keys/sec
1673
1674 This test was performed on a PowerMac G4 1gHz running Mac OS X 10.3.2 & Perl
1675 5.8.1, with an 80GB Ultra ATA/100 HD spinning at 7200RPM.  The hash keys and
1676 values were between 6 - 12 chars in length.  The DB file ended up at 210MB.
1677 Run time was 12 min 3 sec.
1678
1679 =head2 MEMORY USAGE
1680
1681 One of the great things about DBM::Deep is that it uses very little memory.
1682 Even with huge databases (1,000,000+ keys) you will not see much increased
1683 memory on your process.  DBM::Deep relies solely on the filesystem for storing
1684 and fetching data.  Here is output from I</usr/bin/top> before even opening a
1685 database handle:
1686
1687       PID USER     PRI  NI  SIZE  RSS SHARE STAT %CPU %MEM   TIME COMMAND
1688     22831 root      11   0  2716 2716  1296 R     0.0  0.2   0:07 perl
1689
1690 Basically the process is taking 2,716K of memory.  And here is the same
1691 process after storing and fetching 1,000,000 keys:
1692
1693       PID USER     PRI  NI  SIZE  RSS SHARE STAT %CPU %MEM   TIME COMMAND
1694     22831 root      14   0  2772 2772  1328 R     0.0  0.2  13:32 perl
1695
1696 Notice the memory usage increased by only 56K.  Test was performed on a 700mHz
1697 x86 box running Linux RedHat 7.2 & Perl 5.6.1.
1698
1699 =head1 DB FILE FORMAT
1700
1701 In case you were interested in the underlying DB file format, it is documented
1702 here in this section.  You don't need to know this to use the module, it's just
1703 included for reference.
1704
1705 =head2 SIGNATURE
1706
1707 DBM::Deep files always start with a 32-bit signature to identify the file type.
1708 This is at offset 0.  The signature is "DPDB" in network byte order.  This is
1709 checked for when the file is opened and an error will be thrown if it's not found.
1710
1711 =head2 TAG
1712
1713 The DBM::Deep file is in a I<tagged format>, meaning each section of the file
1714 has a standard header containing the type of data, the length of data, and then
1715 the data itself.  The type is a single character (1 byte), the length is a
1716 32-bit unsigned long in network byte order, and the data is, well, the data.
1717 Here is how it unfolds:
1718
1719 =head2 MASTER INDEX
1720
1721 Immediately after the 32-bit file signature is the I<Master Index> record.
1722 This is a standard tag header followed by 1024 bytes (in 32-bit mode) or 2048
1723 bytes (in 64-bit mode) of data.  The type is I<H> for hash or I<A> for array,
1724 depending on how the DBM::Deep object was constructed.
1725
1726 The index works by looking at a I<MD5 Hash> of the hash key (or array index
1727 number).  The first 8-bit char of the MD5 signature is the offset into the
1728 index, multipled by 4 in 32-bit mode, or 8 in 64-bit mode.  The value of the
1729 index element is a file offset of the next tag for the key/element in question,
1730 which is usually a I<Bucket List> tag (see below).
1731
1732 The next tag I<could> be another index, depending on how many keys/elements
1733 exist.  See L<RE-INDEXING> below for details.
1734
1735 =head2 BUCKET LIST
1736
1737 A I<Bucket List> is a collection of 16 MD5 hashes for keys/elements, plus
1738 file offsets to where the actual data is stored.  It starts with a standard
1739 tag header, with type I<B>, and a data size of 320 bytes in 32-bit mode, or
1740 384 bytes in 64-bit mode.  Each MD5 hash is stored in full (16 bytes), plus
1741 the 32-bit or 64-bit file offset for the I<Bucket> containing the actual data.
1742 When the list fills up, a I<Re-Index> operation is performed (See
1743 L<RE-INDEXING> below).
1744
1745 =head2 BUCKET
1746
1747 A I<Bucket> is a tag containing a key/value pair (in hash mode), or a
1748 index/value pair (in array mode).  It starts with a standard tag header with
1749 type I<D> for scalar data (string, binary, etc.), or it could be a nested
1750 hash (type I<H>) or array (type I<A>).  The value comes just after the tag
1751 header.  The size reported in the tag header is only for the value, but then,
1752 just after the value is another size (32-bit unsigned long) and then the plain
1753 key itself.  Since the value is likely to be fetched more often than the plain
1754 key, I figured it would be I<slightly> faster to store the value first.
1755
1756 If the type is I<H> (hash) or I<A> (array), the value is another I<Master Index>
1757 record for the nested structure, where the process begins all over again.
1758
1759 =head2 RE-INDEXING
1760
1761 After a I<Bucket List> grows to 16 records, its allocated space in the file is
1762 exhausted.  Then, when another key/element comes in, the list is converted to a
1763 new index record.  However, this index will look at the next char in the MD5
1764 hash, and arrange new Bucket List pointers accordingly.  This process is called
1765 I<Re-Indexing>.  Basically, a new index tag is created at the file EOF, and all
1766 17 (16 + new one) keys/elements are removed from the old Bucket List and
1767 inserted into the new index.  Several new Bucket Lists are created in the
1768 process, as a new MD5 char from the key is being examined (it is unlikely that
1769 the keys will all share the same next char of their MD5s).
1770
1771 Because of the way the I<MD5> algorithm works, it is impossible to tell exactly
1772 when the Bucket Lists will turn into indexes, but the first round tends to
1773 happen right around 4,000 keys.  You will see a I<slight> decrease in
1774 performance here, but it picks back up pretty quick (see L<SPEED> above).  Then
1775 it takes B<a lot> more keys to exhaust the next level of Bucket Lists.  It's
1776 right around 900,000 keys.  This process can continue nearly indefinitely --
1777 right up until the point the I<MD5> signatures start colliding with each other,
1778 and this is B<EXTREMELY> rare -- like winning the lottery 5 times in a row AND
1779 getting struck by lightning while you are walking to cash in your tickets.
1780 Theoretically, since I<MD5> hashes are 128-bit values, you I<could> have up to
1781 340,282,366,921,000,000,000,000,000,000,000,000,000 keys/elements (I believe
1782 this is 340 unodecillion, but don't quote me).
1783
1784 =head2 STORING
1785
1786 When a new key/element is stored, the key (or index number) is first run through
1787 I<Digest::MD5> to get a 128-bit signature (example, in hex:
1788 b05783b0773d894396d475ced9d2f4f6).  Then, the I<Master Index> record is checked
1789 for the first char of the signature (in this case I<b0>).  If it does not exist,
1790 a new I<Bucket List> is created for our key (and the next 15 future keys that
1791 happen to also have I<b> as their first MD5 char).  The entire MD5 is written
1792 to the I<Bucket List> along with the offset of the new I<Bucket> record (EOF at
1793 this point, unless we are replacing an existing I<Bucket>), where the actual
1794 data will be stored.
1795
1796 =head2 FETCHING
1797
1798 Fetching an existing key/element involves getting a I<Digest::MD5> of the key
1799 (or index number), then walking along the indexes.  If there are enough
1800 keys/elements in this DB level, there might be nested indexes, each linked to
1801 a particular char of the MD5.  Finally, a I<Bucket List> is pointed to, which
1802 contains up to 16 full MD5 hashes.  Each is checked for equality to the key in
1803 question.  If we found a match, the I<Bucket> tag is loaded, where the value and
1804 plain key are stored.
1805
1806 Fetching the plain key occurs when calling the I<first_key()> and I<next_key()>
1807 methods.  In this process the indexes are walked systematically, and each key
1808 fetched in increasing MD5 order (which is why it appears random).   Once the
1809 I<Bucket> is found, the value is skipped and the plain key returned instead.
1810 B<Note:> Do not count on keys being fetched as if the MD5 hashes were
1811 alphabetically sorted.  This only happens on an index-level -- as soon as the
1812 I<Bucket Lists> are hit, the keys will come out in the order they went in --
1813 so it's pretty much undefined how the keys will come out -- just like Perl's
1814 built-in hashes.
1815
1816 =head1 CODE COVERAGE
1817
1818 We use B<Devel::Cover> to test the code coverage of our tests, below is the
1819 B<Devel::Cover> report on this module's test suite.
1820
1821   ----------------------------------- ------ ------ ------ ------ ------ ------
1822   File                                  stmt   bran   cond    sub   time  total
1823   ----------------------------------- ------ ------ ------ ------ ------ ------
1824   blib/lib/DBM/Deep.pm                  94.9   80.6   73.0  100.0   37.9   90.4
1825   blib/lib/DBM/Deep/Array.pm           100.0   91.1  100.0  100.0   18.2   98.1
1826   blib/lib/DBM/Deep/Engine.pm           98.9   87.3   80.0  100.0   34.2   95.2
1827   blib/lib/DBM/Deep/Hash.pm            100.0   87.5  100.0  100.0    9.7   97.3
1828   Total                                 97.9   85.9   79.7  100.0  100.0   94.3
1829   ----------------------------------- ------ ------ ------ ------ ------ ------
1830
1831 =head1 MORE INFORMATION
1832
1833 Check out the DBM::Deep Google Group at L<http://groups.google.com/group/DBM-Deep>
1834 or send email to L<DBM-Deep@googlegroups.com>.
1835
1836 =head1 AUTHORS
1837
1838 Joseph Huckaby, L<jhuckaby@cpan.org>
1839
1840 Rob Kinyon, L<rkinyon@cpan.org>
1841
1842 Special thanks to Adam Sah and Rich Gaushell!  You know why :-)
1843
1844 =head1 SEE ALSO
1845
1846 perltie(1), Tie::Hash(3), Digest::MD5(3), Fcntl(3), flock(2), lockf(3), nfs(5),
1847 Digest::SHA256(3), Crypt::Blowfish(3), Compress::Zlib(3)
1848
1849 =head1 LICENSE
1850
1851 Copyright (c) 2002-2006 Joseph Huckaby.  All Rights Reserved.
1852 This is free software, you may use it and distribute it under the
1853 same terms as Perl itself.
1854
1855 =cut