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