Moved find_bucket_list, traverse_index, and get_next_key to Engine
[dbsrgits/DBM-Deep.git] / lib / DBM / Deep.pm
1 package DBM::Deep;
2
3 ##
4 # DBM::Deep
5 #
6 # Description:
7 #       Multi-level database module for storing hash trees, arrays and simple
8 #       key/value pairs into FTP-able, cross-platform binary database files.
9 #
10 #       Type `perldoc DBM::Deep` for complete documentation.
11 #
12 # Usage Examples:
13 #       my %db;
14 #       tie %db, 'DBM::Deep', 'my_database.db'; # standard tie() method
15 #       
16 #       my $db = new DBM::Deep( 'my_database.db' ); # preferred OO method
17 #
18 #       $db->{my_scalar} = 'hello world';
19 #       $db->{my_hash} = { larry => 'genius', hashes => 'fast' };
20 #       $db->{my_array} = [ 1, 2, 3, time() ];
21 #       $db->{my_complex} = [ 'hello', { perl => 'rules' }, 42, 99 ];
22 #       push @{$db->{my_array}}, 'another value';
23 #       my @key_list = keys %{$db->{my_hash}};
24 #       print "This module " . $db->{my_complex}->[1]->{perl} . "!\n";
25 #
26 # Copyright:
27 #       (c) 2002-2006 Joseph Huckaby.  All Rights Reserved.
28 #       This program is free software; you can redistribute it and/or 
29 #       modify it under the same terms as Perl itself.
30 ##
31
32 use strict;
33
34 use Fcntl qw( :DEFAULT :flock :seek );
35 use Digest::MD5 ();
36 use Scalar::Util ();
37
38 use DBM::Deep::Engine;
39
40 use vars qw( $VERSION );
41 $VERSION = q(0.99_01);
42
43 ##
44 # Set to 4 and 'N' for 32-bit offset tags (default).  Theoretical limit of 4 GB per file.
45 #       (Perl must be compiled with largefile support for files > 2 GB)
46 #
47 # Set to 8 and 'Q' for 64-bit offsets.  Theoretical limit of 16 XB per file.
48 #       (Perl must be compiled with largefile and 64-bit long support)
49 ##
50 #my $LONG_SIZE = 4;
51 #my $LONG_PACK = 'N';
52
53 ##
54 # Set to 4 and 'N' for 32-bit data length prefixes.  Limit of 4 GB for each key/value.
55 # Upgrading this is possible (see above) but probably not necessary.  If you need
56 # more than 4 GB for a single key or value, this module is really not for you :-)
57 ##
58 #my $DATA_LENGTH_SIZE = 4;
59 #my $DATA_LENGTH_PACK = 'N';
60 our ($LONG_SIZE, $LONG_PACK, $DATA_LENGTH_SIZE, $DATA_LENGTH_PACK);
61
62 ##
63 # Maximum number of buckets per list before another level of indexing is done.
64 # Increase this value for slightly greater speed, but larger database files.
65 # DO NOT decrease this value below 16, due to risk of recursive reindex overrun.
66 ##
67 our $MAX_BUCKETS = 16;
68
69 ##
70 # Better not adjust anything below here, unless you're me :-)
71 ##
72
73 ##
74 # Setup digest function for keys
75 ##
76 our ($DIGEST_FUNC, $HASH_SIZE);
77 #my $DIGEST_FUNC = \&Digest::MD5::md5;
78
79 ##
80 # Precalculate index and bucket sizes based on values above.
81 ##
82 #my $HASH_SIZE = 16;
83 our ($INDEX_SIZE, $BUCKET_SIZE, $BUCKET_LIST_SIZE);
84
85 set_digest();
86 #set_pack();
87 #_precalc_sizes();
88
89 ##
90 # Setup file and tag signatures.  These should never change.
91 ##
92 sub SIG_FILE   () { 'DPDB' }
93 sub SIG_HASH   () { 'H' }
94 sub SIG_ARRAY  () { 'A' }
95 sub SIG_SCALAR () { 'S' }
96 sub SIG_NULL   () { 'N' }
97 sub SIG_DATA   () { 'D' }
98 sub SIG_INDEX  () { 'I' }
99 sub SIG_BLIST  () { 'B' }
100 sub SIG_SIZE   () {  1  }
101
102 ##
103 # Setup constants for users to pass to new()
104 ##
105 sub TYPE_HASH   () { SIG_HASH   }
106 sub TYPE_ARRAY  () { SIG_ARRAY  }
107 sub TYPE_SCALAR () { SIG_SCALAR }
108
109 sub _get_args {
110     my $proto = shift;
111
112     my $args;
113     if (scalar(@_) > 1) {
114         if ( @_ % 2 ) {
115             $proto->_throw_error( "Odd number of parameters to " . (caller(1))[2] );
116         }
117         $args = {@_};
118     }
119         elsif ( ref $_[0] ) {
120         unless ( eval { local $SIG{'__DIE__'}; %{$_[0]} || 1 } ) {
121             $proto->_throw_error( "Not a hashref in args to " . (caller(1))[2] );
122         }
123         $args = $_[0];
124     }
125         else {
126         $args = { file => shift };
127     }
128
129     return $args;
130 }
131
132 sub new {
133         ##
134         # Class constructor method for Perl OO interface.
135         # Calls tie() and returns blessed reference to tied hash or array,
136         # providing a hybrid OO/tie interface.
137         ##
138         my $class = shift;
139         my $args = $class->_get_args( @_ );
140         
141         ##
142         # Check if we want a tied hash or array.
143         ##
144         my $self;
145         if (defined($args->{type}) && $args->{type} eq TYPE_ARRAY) {
146         $class = 'DBM::Deep::Array';
147         require DBM::Deep::Array;
148                 tie @$self, $class, %$args;
149         }
150         else {
151         $class = 'DBM::Deep::Hash';
152         require DBM::Deep::Hash;
153                 tie %$self, $class, %$args;
154         }
155
156         return bless $self, $class;
157 }
158
159 sub _init {
160     ##
161     # Setup $self and bless into this class.
162     ##
163     my $class = shift;
164     my $args = shift;
165
166     # These are the defaults to be optionally overridden below
167     my $self = bless {
168         type        => TYPE_HASH,
169         base_offset => length(SIG_FILE),
170         engine      => 'DBM::Deep::Engine',
171     }, $class;
172
173     foreach my $param ( keys %$self ) {
174         next unless exists $args->{$param};
175         $self->{$param} = delete $args->{$param}
176     }
177     
178     # locking implicitly enables autoflush
179     if ($args->{locking}) { $args->{autoflush} = 1; }
180     
181     $self->{root} = exists $args->{root}
182         ? $args->{root}
183         : DBM::Deep::_::Root->new( $args );
184
185     if (!defined($self->_fh)) { $self->{engine}->open( $self ); }
186
187     return $self;
188 }
189
190 sub TIEHASH {
191     shift;
192     require DBM::Deep::Hash;
193     return DBM::Deep::Hash->TIEHASH( @_ );
194 }
195
196 sub TIEARRAY {
197     shift;
198     require DBM::Deep::Array;
199     return DBM::Deep::Array->TIEARRAY( @_ );
200 }
201
202 #XXX Unneeded now ...
203 #sub DESTROY {
204 #}
205
206 sub lock {
207         ##
208         # If db locking is set, flock() the db file.  If called multiple
209         # times before unlock(), then the same number of unlocks() must
210         # be called before the lock is released.
211         ##
212     my $self = $_[0]->_get_self;
213         my $type = $_[1];
214     $type = LOCK_EX unless defined $type;
215         
216         if (!defined($self->_fh)) { return; }
217
218         if ($self->_root->{locking}) {
219                 if (!$self->_root->{locked}) {
220                         flock($self->_fh, $type);
221                         
222                         # refresh end counter in case file has changed size
223                         my @stats = stat($self->_root->{file});
224                         $self->_root->{end} = $stats[7];
225                         
226                         # double-check file inode, in case another process
227                         # has optimize()d our file while we were waiting.
228                         if ($stats[1] != $self->_root->{inode}) {
229                                 $self->{engine}->open( $self ); # re-open
230                                 flock($self->_fh, $type); # re-lock
231                                 $self->_root->{end} = (stat($self->_fh))[7]; # re-end
232                         }
233                 }
234                 $self->_root->{locked}++;
235
236         return 1;
237         }
238
239     return;
240 }
241
242 sub unlock {
243         ##
244         # If db locking is set, unlock the db file.  See note in lock()
245         # regarding calling lock() multiple times.
246         ##
247     my $self = $_[0]->_get_self;
248
249         if (!defined($self->_fh)) { return; }
250         
251         if ($self->_root->{locking} && $self->_root->{locked} > 0) {
252                 $self->_root->{locked}--;
253                 if (!$self->_root->{locked}) { flock($self->_fh, LOCK_UN); }
254
255         return 1;
256         }
257
258     return;
259 }
260
261 sub _copy_value {
262     my $self = shift->_get_self;
263     my ($spot, $value) = @_;
264
265     if ( !ref $value ) {
266         ${$spot} = $value;
267     }
268     elsif ( eval { local $SIG{__DIE__}; $value->isa( 'DBM::Deep' ) } ) {
269         my $type = $value->_type;
270         ${$spot} = $type eq TYPE_HASH ? {} : [];
271         $value->_copy_node( ${$spot} );
272     }
273     else {
274         my $r = Scalar::Util::reftype( $value );
275         my $c = Scalar::Util::blessed( $value );
276         if ( $r eq 'ARRAY' ) {
277             ${$spot} = [ @{$value} ];
278         }
279         else {
280             ${$spot} = { %{$value} };
281         }
282         ${$spot} = bless ${$spot}, $c
283             if defined $c;
284     }
285
286     return 1;
287 }
288
289 sub _copy_node {
290         ##
291         # Copy single level of keys or elements to new DB handle.
292         # Recurse for nested structures
293         ##
294     my $self = shift->_get_self;
295         my ($db_temp) = @_;
296
297         if ($self->_type eq TYPE_HASH) {
298                 my $key = $self->first_key();
299                 while ($key) {
300                         my $value = $self->get($key);
301             $self->_copy_value( \$db_temp->{$key}, $value );
302                         $key = $self->next_key($key);
303                 }
304         }
305         else {
306                 my $length = $self->length();
307                 for (my $index = 0; $index < $length; $index++) {
308                         my $value = $self->get($index);
309             $self->_copy_value( \$db_temp->[$index], $value );
310                 }
311         }
312
313     return 1;
314 }
315
316 sub export {
317         ##
318         # Recursively export into standard Perl hashes and arrays.
319         ##
320     my $self = $_[0]->_get_self;
321         
322         my $temp;
323         if ($self->_type eq TYPE_HASH) { $temp = {}; }
324         elsif ($self->_type eq TYPE_ARRAY) { $temp = []; }
325         
326         $self->lock();
327         $self->_copy_node( $temp );
328         $self->unlock();
329         
330         return $temp;
331 }
332
333 sub import {
334         ##
335         # Recursively import Perl hash/array structure
336         ##
337     #XXX This use of ref() seems to be ok
338         if (!ref($_[0])) { return; } # Perl calls import() on use -- ignore
339         
340     my $self = $_[0]->_get_self;
341         my $struct = $_[1];
342         
343     #XXX This use of ref() seems to be ok
344         if (!ref($struct)) {
345                 ##
346                 # struct is not a reference, so just import based on our type
347                 ##
348                 shift @_;
349                 
350                 if ($self->_type eq TYPE_HASH) { $struct = {@_}; }
351                 elsif ($self->_type eq TYPE_ARRAY) { $struct = [@_]; }
352         }
353         
354     my $r = Scalar::Util::reftype($struct) || '';
355         if ($r eq "HASH" && $self->_type eq TYPE_HASH) {
356                 foreach my $key (keys %$struct) { $self->put($key, $struct->{$key}); }
357         }
358         elsif ($r eq "ARRAY" && $self->_type eq TYPE_ARRAY) {
359                 $self->push( @$struct );
360         }
361         else {
362                 return $self->_throw_error("Cannot import: type mismatch");
363         }
364         
365         return 1;
366 }
367
368 sub optimize {
369         ##
370         # Rebuild entire database into new file, then move
371         # it back on top of original.
372         ##
373     my $self = $_[0]->_get_self;
374
375 #XXX Need to create a new test for this
376 #       if ($self->_root->{links} > 1) {
377 #               return $self->_throw_error("Cannot optimize: reference count is greater than 1");
378 #       }
379         
380         my $db_temp = DBM::Deep->new(
381                 file => $self->_root->{file} . '.tmp',
382                 type => $self->_type
383         );
384         if (!$db_temp) {
385                 return $self->_throw_error("Cannot optimize: failed to open temp file: $!");
386         }
387         
388         $self->lock();
389         $self->_copy_node( $db_temp );
390         undef $db_temp;
391         
392         ##
393         # Attempt to copy user, group and permissions over to new file
394         ##
395         my @stats = stat($self->_fh);
396         my $perms = $stats[2] & 07777;
397         my $uid = $stats[4];
398         my $gid = $stats[5];
399         chown( $uid, $gid, $self->_root->{file} . '.tmp' );
400         chmod( $perms, $self->_root->{file} . '.tmp' );
401         
402     # q.v. perlport for more information on this variable
403     if ( $^O eq 'MSWin32' || $^O eq 'cygwin' ) {
404                 ##
405                 # Potential race condition when optmizing on Win32 with locking.
406                 # The Windows filesystem requires that the filehandle be closed 
407                 # before it is overwritten with rename().  This could be redone
408                 # with a soft copy.
409                 ##
410                 $self->unlock();
411                 $self->{engine}->close( $self );
412         }
413         
414         if (!rename $self->_root->{file} . '.tmp', $self->_root->{file}) {
415                 unlink $self->_root->{file} . '.tmp';
416                 $self->unlock();
417                 return $self->_throw_error("Optimize failed: Cannot copy temp file over original: $!");
418         }
419         
420         $self->unlock();
421         $self->{engine}->close( $self );
422         $self->{engine}->open( $self );
423         
424         return 1;
425 }
426
427 sub clone {
428         ##
429         # Make copy of object and return
430         ##
431     my $self = $_[0]->_get_self;
432         
433         return DBM::Deep->new(
434                 type => $self->_type,
435                 base_offset => $self->_base_offset,
436                 root => $self->_root
437         );
438 }
439
440 {
441     my %is_legal_filter = map {
442         $_ => ~~1,
443     } qw(
444         store_key store_value
445         fetch_key fetch_value
446     );
447
448     sub set_filter {
449         ##
450         # Setup filter function for storing or fetching the key or value
451         ##
452         my $self = $_[0]->_get_self;
453         my $type = lc $_[1];
454         my $func = $_[2] ? $_[2] : undef;
455         
456         if ( $is_legal_filter{$type} ) {
457             $self->_root->{"filter_$type"} = $func;
458             return 1;
459         }
460
461         return;
462     }
463 }
464
465 ##
466 # Accessor methods
467 ##
468
469 sub _root {
470         ##
471         # Get access to the root structure
472         ##
473     my $self = $_[0]->_get_self;
474         return $self->{root};
475 }
476
477 sub _fh {
478         ##
479         # Get access to the raw fh
480         ##
481     #XXX It will be useful, though, when we split out HASH and ARRAY
482     my $self = $_[0]->_get_self;
483         return $self->_root->{fh};
484 }
485
486 sub _type {
487         ##
488         # Get type of current node (TYPE_HASH or TYPE_ARRAY)
489         ##
490     my $self = $_[0]->_get_self;
491         return $self->{type};
492 }
493
494 sub _base_offset {
495         ##
496         # Get base_offset of current node (TYPE_HASH or TYPE_ARRAY)
497         ##
498     my $self = $_[0]->_get_self;
499         return $self->{base_offset};
500 }
501
502 ##
503 # Utility methods
504 ##
505
506 sub _throw_error {
507     die "DBM::Deep: $_[1]\n";
508 }
509
510 sub _precalc_sizes {
511         ##
512         # Precalculate index, bucket and bucket list sizes
513         ##
514
515     #XXX I don't like this ...
516     set_pack() unless defined $LONG_SIZE;
517
518         $INDEX_SIZE = 256 * $LONG_SIZE;
519         $BUCKET_SIZE = $HASH_SIZE + $LONG_SIZE;
520         $BUCKET_LIST_SIZE = $MAX_BUCKETS * $BUCKET_SIZE;
521 }
522
523 sub set_pack {
524         ##
525         # Set pack/unpack modes (see file header for more)
526         ##
527     my ($long_s, $long_p, $data_s, $data_p) = @_;
528
529     $LONG_SIZE = $long_s ? $long_s : 4;
530     $LONG_PACK = $long_p ? $long_p : 'N';
531
532     $DATA_LENGTH_SIZE = $data_s ? $data_s : 4;
533     $DATA_LENGTH_PACK = $data_p ? $data_p : 'N';
534
535         _precalc_sizes();
536 }
537
538 sub set_digest {
539         ##
540         # Set key digest function (default is MD5)
541         ##
542     my ($digest_func, $hash_size) = @_;
543
544     $DIGEST_FUNC = $digest_func ? $digest_func : \&Digest::MD5::md5;
545     $HASH_SIZE = $hash_size ? $hash_size : 16;
546
547         _precalc_sizes();
548 }
549
550 sub _is_writable {
551     my $fh = shift;
552     (O_WRONLY | O_RDWR) & fcntl( $fh, F_GETFL, my $slush = 0);
553 }
554
555 #sub _is_readable {
556 #    my $fh = shift;
557 #    (O_RDONLY | O_RDWR) & fcntl( $fh, F_GETFL, my $slush = 0);
558 #}
559
560 ##
561 # tie() methods (hashes and arrays)
562 ##
563
564 sub STORE {
565         ##
566         # Store single hash key/value or array element in database.
567         ##
568     my $self = $_[0]->_get_self;
569         my $key = $_[1];
570
571     # User may be storing a hash, in which case we do not want it run 
572     # through the filtering system
573         my $value = ($self->_root->{filter_store_value} && !ref($_[2]))
574         ? $self->_root->{filter_store_value}->($_[2])
575         : $_[2];
576         
577         my $md5 = $DIGEST_FUNC->($key);
578         
579     unless ( _is_writable( $self->_fh ) ) {
580         $self->_throw_error( 'Cannot write to a readonly filehandle' );
581     }
582         
583         ##
584         # Request exclusive lock for writing
585         ##
586         $self->lock( LOCK_EX );
587         
588         my $fh = $self->_fh;
589         
590         ##
591         # Locate offset for bucket list using digest index system
592         ##
593         my $tag = $self->{engine}->load_tag($self, $self->_base_offset);
594         if (!$tag) {
595                 $tag = $self->{engine}->create_tag($self, $self->_base_offset, SIG_INDEX, chr(0) x $INDEX_SIZE);
596         }
597         
598         my $ch = 0;
599         while ($tag->{signature} ne SIG_BLIST) {
600                 my $num = ord(substr($md5, $ch, 1));
601
602         my $ref_loc = $tag->{offset} + ($num * $LONG_SIZE);
603                 my $new_tag = $self->{engine}->index_lookup($self, $tag, $num);
604
605                 if (!$new_tag) {
606                         seek($fh, $ref_loc + $self->_root->{file_offset}, SEEK_SET);
607                         print( $fh pack($LONG_PACK, $self->_root->{end}) );
608                         
609                         $tag = $self->{engine}->create_tag($self, $self->_root->{end}, SIG_BLIST, chr(0) x $BUCKET_LIST_SIZE);
610
611                         $tag->{ref_loc} = $ref_loc;
612                         $tag->{ch} = $ch;
613
614                         last;
615                 }
616                 else {
617                         $tag = $new_tag;
618
619                         $tag->{ref_loc} = $ref_loc;
620                         $tag->{ch} = $ch;
621                 }
622                 $ch++;
623         }
624         
625         ##
626         # Add key/value to bucket list
627         ##
628         my $result = $self->{engine}->add_bucket( $self, $tag, $md5, $key, $value );
629         
630         $self->unlock();
631
632         return $result;
633 }
634
635 sub FETCH {
636         ##
637         # Fetch single value or element given plain key or array index
638         ##
639     my $self = shift->_get_self;
640     my $key = shift;
641
642         my $md5 = $DIGEST_FUNC->($key);
643
644         ##
645         # Request shared lock for reading
646         ##
647         $self->lock( LOCK_SH );
648         
649         my $tag = $self->{engine}->find_bucket_list( $self, $md5 );
650         if (!$tag) {
651                 $self->unlock();
652                 return;
653         }
654         
655         ##
656         # Get value from bucket list
657         ##
658         my $result = $self->{engine}->get_bucket_value( $self, $tag, $md5 );
659         
660         $self->unlock();
661         
662     #XXX What is ref() checking here?
663     #YYY Filters only apply on scalar values, so the ref check is making
664     #YYY sure the fetched bucket is a scalar, not a child hash or array.
665         return ($result && !ref($result) && $self->_root->{filter_fetch_value})
666         ? $self->_root->{filter_fetch_value}->($result)
667         : $result;
668 }
669
670 sub DELETE {
671         ##
672         # Delete single key/value pair or element given plain key or array index
673         ##
674     my $self = $_[0]->_get_self;
675         my $key = $_[1];
676         
677         my $md5 = $DIGEST_FUNC->($key);
678
679         ##
680         # Request exclusive lock for writing
681         ##
682         $self->lock( LOCK_EX );
683         
684         my $tag = $self->{engine}->find_bucket_list( $self, $md5 );
685         if (!$tag) {
686                 $self->unlock();
687                 return;
688         }
689         
690         ##
691         # Delete bucket
692         ##
693     my $value = $self->{engine}->get_bucket_value($self,  $tag, $md5 );
694         if ($value && !ref($value) && $self->_root->{filter_fetch_value}) {
695         $value = $self->_root->{filter_fetch_value}->($value);
696     }
697
698         my $result = $self->{engine}->delete_bucket( $self, $tag, $md5 );
699         
700         ##
701         # If this object is an array and the key deleted was on the end of the stack,
702         # decrement the length variable.
703         ##
704         
705         $self->unlock();
706         
707         return $value;
708 }
709
710 sub EXISTS {
711         ##
712         # Check if a single key or element exists given plain key or array index
713         ##
714     my $self = $_[0]->_get_self;
715         my $key = $_[1];
716         
717         my $md5 = $DIGEST_FUNC->($key);
718
719         ##
720         # Request shared lock for reading
721         ##
722         $self->lock( LOCK_SH );
723         
724         my $tag = $self->{engine}->find_bucket_list( $self, $md5 );
725         
726         ##
727         # For some reason, the built-in exists() function returns '' for false
728         ##
729         if (!$tag) {
730                 $self->unlock();
731                 return '';
732         }
733         
734         ##
735         # Check if bucket exists and return 1 or ''
736         ##
737         my $result = $self->{engine}->bucket_exists( $self, $tag, $md5 ) || '';
738         
739         $self->unlock();
740         
741         return $result;
742 }
743
744 sub CLEAR {
745         ##
746         # Clear all keys from hash, or all elements from array.
747         ##
748     my $self = $_[0]->_get_self;
749
750         ##
751         # Request exclusive lock for writing
752         ##
753         $self->lock( LOCK_EX );
754         
755     my $fh = $self->_fh;
756
757         seek($fh, $self->_base_offset + $self->_root->{file_offset}, SEEK_SET);
758         if (eof $fh) {
759                 $self->unlock();
760                 return;
761         }
762         
763         $self->{engine}->create_tag($self, $self->_base_offset, $self->_type, chr(0) x $INDEX_SIZE);
764         
765         $self->unlock();
766         
767         return 1;
768 }
769
770 ##
771 # Public method aliases
772 ##
773 sub put { (shift)->STORE( @_ ) }
774 sub store { (shift)->STORE( @_ ) }
775 sub get { (shift)->FETCH( @_ ) }
776 sub fetch { (shift)->FETCH( @_ ) }
777 sub delete { (shift)->DELETE( @_ ) }
778 sub exists { (shift)->EXISTS( @_ ) }
779 sub clear { (shift)->CLEAR( @_ ) }
780
781 package DBM::Deep::_::Root;
782
783 sub new {
784     my $class = shift;
785     my ($args) = @_;
786
787     my $self = bless {
788         file => undef,
789         fh => undef,
790         file_offset => 0,
791         end => 0,
792         autoflush => undef,
793         locking => undef,
794         debug => undef,
795         filter_store_key => undef,
796         filter_store_value => undef,
797         filter_fetch_key => undef,
798         filter_fetch_value => undef,
799         autobless => undef,
800         locked => 0,
801         %$args,
802     }, $class;
803
804     if ( $self->{fh} && !$self->{file_offset} ) {
805         $self->{file_offset} = tell( $self->{fh} );
806     }
807
808     return $self;
809 }
810
811 sub DESTROY {
812     my $self = shift;
813     return unless $self;
814
815     close $self->{fh} if $self->{fh};
816
817     return;
818 }
819
820 1;
821
822 __END__
823
824 =head1 NAME
825
826 DBM::Deep - A pure perl multi-level hash/array DBM
827
828 =head1 SYNOPSIS
829
830   use DBM::Deep;
831   my $db = DBM::Deep->new( "foo.db" );
832   
833   $db->{key} = 'value'; # tie() style
834   print $db->{key};
835   
836   $db->put('key' => 'value'); # OO style
837   print $db->get('key');
838   
839   # true multi-level support
840   $db->{my_complex} = [
841         'hello', { perl => 'rules' }, 
842         42, 99,
843   ];
844
845 =head1 DESCRIPTION
846
847 A unique flat-file database module, written in pure perl.  True 
848 multi-level hash/array support (unlike MLDBM, which is faked), hybrid 
849 OO / tie() interface, cross-platform FTPable files, and quite fast.  Can 
850 handle millions of keys and unlimited hash levels without significant 
851 slow-down.  Written from the ground-up in pure perl -- this is NOT a 
852 wrapper around a C-based DBM.  Out-of-the-box compatibility with Unix, 
853 Mac OS X and Windows.
854
855 =head1 INSTALLATION
856
857 Hopefully you are using Perl's excellent CPAN module, which will download
858 and install the module for you.  If not, get the tarball, and run these 
859 commands:
860
861         tar zxf DBM-Deep-*
862         cd DBM-Deep-*
863         perl Makefile.PL
864         make
865         make test
866         make install
867
868 =head1 SETUP
869
870 Construction can be done OO-style (which is the recommended way), or using 
871 Perl's tie() function.  Both are examined here.
872
873 =head2 OO CONSTRUCTION
874
875 The recommended way to construct a DBM::Deep object is to use the new()
876 method, which gets you a blessed, tied hash or array reference.
877
878         my $db = DBM::Deep->new( "foo.db" );
879
880 This opens a new database handle, mapped to the file "foo.db".  If this
881 file does not exist, it will automatically be created.  DB files are 
882 opened in "r+" (read/write) mode, and the type of object returned is a
883 hash, unless otherwise specified (see L<OPTIONS> below).
884
885 You can pass a number of options to the constructor to specify things like
886 locking, autoflush, etc.  This is done by passing an inline hash:
887
888         my $db = DBM::Deep->new(
889                 file => "foo.db",
890                 locking => 1,
891                 autoflush => 1
892         );
893
894 Notice that the filename is now specified I<inside> the hash with
895 the "file" parameter, as opposed to being the sole argument to the 
896 constructor.  This is required if any options are specified.
897 See L<OPTIONS> below for the complete list.
898
899
900
901 You can also start with an array instead of a hash.  For this, you must
902 specify the C<type> parameter:
903
904         my $db = DBM::Deep->new(
905                 file => "foo.db",
906                 type => DBM::Deep->TYPE_ARRAY
907         );
908
909 B<Note:> Specifing the C<type> parameter only takes effect when beginning
910 a new DB file.  If you create a DBM::Deep object with an existing file, the
911 C<type> will be loaded from the file header, and an error will be thrown if
912 the wrong type is passed in.
913
914 =head2 TIE CONSTRUCTION
915
916 Alternately, you can create a DBM::Deep handle by using Perl's built-in
917 tie() function.  The object returned from tie() can be used to call methods,
918 such as lock() and unlock(), but cannot be used to assign to the DBM::Deep
919 file (as expected with most tie'd objects).
920
921         my %hash;
922         my $db = tie %hash, "DBM::Deep", "foo.db";
923         
924         my @array;
925         my $db = tie @array, "DBM::Deep", "bar.db";
926
927 As with the OO constructor, you can replace the DB filename parameter with
928 a hash containing one or more options (see L<OPTIONS> just below for the
929 complete list).
930
931         tie %hash, "DBM::Deep", {
932                 file => "foo.db",
933                 locking => 1,
934                 autoflush => 1
935         };
936
937 =head2 OPTIONS
938
939 There are a number of options that can be passed in when constructing your
940 DBM::Deep objects.  These apply to both the OO- and tie- based approaches.
941
942 =over
943
944 =item * file
945
946 Filename of the DB file to link the handle to.  You can pass a full absolute
947 filesystem path, partial path, or a plain filename if the file is in the 
948 current working directory.  This is a required parameter (though q.v. fh).
949
950 =item * fh
951
952 If you want, you can pass in the fh instead of the file. This is most useful for doing
953 something like:
954
955   my $db = DBM::Deep->new( { fh => \*DATA } );
956
957 You are responsible for making sure that the fh has been opened appropriately for your
958 needs. If you open it read-only and attempt to write, an exception will be thrown. If you
959 open it write-only or append-only, an exception will be thrown immediately as DBM::Deep
960 needs to read from the fh.
961
962 =item * file_offset
963
964 This is the offset within the file that the DBM::Deep db starts. Most of the time, you will
965 not need to set this. However, it's there if you want it.
966
967 If you pass in fh and do not set this, it will be set appropriately.
968
969 =item * type
970
971 This parameter specifies what type of object to create, a hash or array.  Use
972 one of these two constants: C<DBM::Deep-E<gt>TYPE_HASH> or C<DBM::Deep-E<gt>TYPE_ARRAY>.
973 This only takes effect when beginning a new file.  This is an optional 
974 parameter, and defaults to C<DBM::Deep-E<gt>TYPE_HASH>.
975
976 =item * locking
977
978 Specifies whether locking is to be enabled.  DBM::Deep uses Perl's Fnctl flock()
979 function to lock the database in exclusive mode for writes, and shared mode for
980 reads.  Pass any true value to enable.  This affects the base DB handle I<and 
981 any child hashes or arrays> that use the same DB file.  This is an optional 
982 parameter, and defaults to 0 (disabled).  See L<LOCKING> below for more.
983
984 =item * autoflush
985
986 Specifies whether autoflush is to be enabled on the underlying filehandle.  
987 This obviously slows down write operations, but is required if you may have 
988 multiple processes accessing the same DB file (also consider enable I<locking>).  
989 Pass any true value to enable.  This is an optional parameter, and defaults to 0 
990 (disabled).
991
992 =item * autobless
993
994 If I<autobless> mode is enabled, DBM::Deep will preserve blessed hashes, and
995 restore them when fetched.  This is an B<experimental> feature, and does have
996 side-effects.  Basically, when hashes are re-blessed into their original
997 classes, they are no longer blessed into the DBM::Deep class!  So you won't be
998 able to call any DBM::Deep methods on them.  You have been warned.
999 This is an optional parameter, and defaults to 0 (disabled).
1000
1001 =item * filter_*
1002
1003 See L<FILTERS> below.
1004
1005 =item * debug
1006
1007 Setting I<debug> mode will make all errors non-fatal, dump them out to
1008 STDERR, and continue on.  This is for debugging purposes only, and probably
1009 not what you want.  This is an optional parameter, and defaults to 0 (disabled).
1010
1011 B<NOTE>: This parameter is considered deprecated and should not be used anymore.
1012
1013 =back
1014
1015 =head1 TIE INTERFACE
1016
1017 With DBM::Deep you can access your databases using Perl's standard hash/array
1018 syntax.  Because all DBM::Deep objects are I<tied> to hashes or arrays, you can
1019 treat them as such.  DBM::Deep will intercept all reads/writes and direct them
1020 to the right place -- the DB file.  This has nothing to do with the
1021 L<TIE CONSTRUCTION> section above.  This simply tells you how to use DBM::Deep
1022 using regular hashes and arrays, rather than calling functions like C<get()>
1023 and C<put()> (although those work too).  It is entirely up to you how to want
1024 to access your databases.
1025
1026 =head2 HASHES
1027
1028 You can treat any DBM::Deep object like a normal Perl hash reference.  Add keys,
1029 or even nested hashes (or arrays) using standard Perl syntax:
1030
1031         my $db = DBM::Deep->new( "foo.db" );
1032         
1033         $db->{mykey} = "myvalue";
1034         $db->{myhash} = {};
1035         $db->{myhash}->{subkey} = "subvalue";
1036
1037         print $db->{myhash}->{subkey} . "\n";
1038
1039 You can even step through hash keys using the normal Perl C<keys()> function:
1040
1041         foreach my $key (keys %$db) {
1042                 print "$key: " . $db->{$key} . "\n";
1043         }
1044
1045 Remember that Perl's C<keys()> function extracts I<every> key from the hash and
1046 pushes them onto an array, all before the loop even begins.  If you have an 
1047 extra large hash, this may exhaust Perl's memory.  Instead, consider using 
1048 Perl's C<each()> function, which pulls keys/values one at a time, using very 
1049 little memory:
1050
1051         while (my ($key, $value) = each %$db) {
1052                 print "$key: $value\n";
1053         }
1054
1055 Please note that when using C<each()>, you should always pass a direct
1056 hash reference, not a lookup.  Meaning, you should B<never> do this:
1057
1058         # NEVER DO THIS
1059         while (my ($key, $value) = each %{$db->{foo}}) { # BAD
1060
1061 This causes an infinite loop, because for each iteration, Perl is calling
1062 FETCH() on the $db handle, resulting in a "new" hash for foo every time, so
1063 it effectively keeps returning the first key over and over again. Instead, 
1064 assign a temporary variable to C<$db->{foo}>, then pass that to each().
1065
1066 =head2 ARRAYS
1067
1068 As with hashes, you can treat any DBM::Deep object like a normal Perl array
1069 reference.  This includes inserting, removing and manipulating elements, 
1070 and the C<push()>, C<pop()>, C<shift()>, C<unshift()> and C<splice()> functions.
1071 The object must have first been created using type C<DBM::Deep-E<gt>TYPE_ARRAY>, 
1072 or simply be a nested array reference inside a hash.  Example:
1073
1074         my $db = DBM::Deep->new(
1075                 file => "foo-array.db",
1076                 type => DBM::Deep->TYPE_ARRAY
1077         );
1078         
1079         $db->[0] = "foo";
1080         push @$db, "bar", "baz";
1081         unshift @$db, "bah";
1082         
1083         my $last_elem = pop @$db; # baz
1084         my $first_elem = shift @$db; # bah
1085         my $second_elem = $db->[1]; # bar
1086         
1087         my $num_elements = scalar @$db;
1088
1089 =head1 OO INTERFACE
1090
1091 In addition to the I<tie()> interface, you can also use a standard OO interface
1092 to manipulate all aspects of DBM::Deep databases.  Each type of object (hash or
1093 array) has its own methods, but both types share the following common methods: 
1094 C<put()>, C<get()>, C<exists()>, C<delete()> and C<clear()>.
1095
1096 =over
1097
1098 =item * new() / clone()
1099
1100 These are the constructor and copy-functions.
1101
1102 =item * put() / store()
1103
1104 Stores a new hash key/value pair, or sets an array element value.  Takes two
1105 arguments, the hash key or array index, and the new value.  The value can be
1106 a scalar, hash ref or array ref.  Returns true on success, false on failure.
1107
1108         $db->put("foo", "bar"); # for hashes
1109         $db->put(1, "bar"); # for arrays
1110
1111 =item * get() / fetch()
1112
1113 Fetches the value of a hash key or array element.  Takes one argument: the hash
1114 key or array index.  Returns a scalar, hash ref or array ref, depending on the 
1115 data type stored.
1116
1117         my $value = $db->get("foo"); # for hashes
1118         my $value = $db->get(1); # for arrays
1119
1120 =item * exists()
1121
1122 Checks if a hash key or array index exists.  Takes one argument: the hash key 
1123 or array index.  Returns true if it exists, false if not.
1124
1125         if ($db->exists("foo")) { print "yay!\n"; } # for hashes
1126         if ($db->exists(1)) { print "yay!\n"; } # for arrays
1127
1128 =item * delete()
1129
1130 Deletes one hash key/value pair or array element.  Takes one argument: the hash
1131 key or array index.  Returns true on success, false if not found.  For arrays,
1132 the remaining elements located after the deleted element are NOT moved over.
1133 The deleted element is essentially just undefined, which is exactly how Perl's
1134 internal arrays work.  Please note that the space occupied by the deleted 
1135 key/value or element is B<not> reused again -- see L<UNUSED SPACE RECOVERY> 
1136 below for details and workarounds.
1137
1138         $db->delete("foo"); # for hashes
1139         $db->delete(1); # for arrays
1140
1141 =item * clear()
1142
1143 Deletes B<all> hash keys or array elements.  Takes no arguments.  No return 
1144 value.  Please note that the space occupied by the deleted keys/values or 
1145 elements is B<not> reused again -- see L<UNUSED SPACE RECOVERY> below for 
1146 details and workarounds.
1147
1148         $db->clear(); # hashes or arrays
1149
1150 =item * lock() / unlock()
1151
1152 q.v. Locking.
1153
1154 =item * optimize()
1155
1156 Recover lost disk space.
1157
1158 =item * import() / export()
1159
1160 Data going in and out.
1161
1162 =item * set_digest() / set_pack() / set_filter()
1163
1164 q.v. adjusting the interal parameters.
1165
1166 =back
1167
1168 =head2 HASHES
1169
1170 For hashes, DBM::Deep supports all the common methods described above, and the 
1171 following additional methods: C<first_key()> and C<next_key()>.
1172
1173 =over
1174
1175 =item * first_key()
1176
1177 Returns the "first" key in the hash.  As with built-in Perl hashes, keys are 
1178 fetched in an undefined order (which appears random).  Takes no arguments, 
1179 returns the key as a scalar value.
1180
1181         my $key = $db->first_key();
1182
1183 =item * next_key()
1184
1185 Returns the "next" key in the hash, given the previous one as the sole argument.
1186 Returns undef if there are no more keys to be fetched.
1187
1188         $key = $db->next_key($key);
1189
1190 =back
1191
1192 Here are some examples of using hashes:
1193
1194         my $db = DBM::Deep->new( "foo.db" );
1195         
1196         $db->put("foo", "bar");
1197         print "foo: " . $db->get("foo") . "\n";
1198         
1199         $db->put("baz", {}); # new child hash ref
1200         $db->get("baz")->put("buz", "biz");
1201         print "buz: " . $db->get("baz")->get("buz") . "\n";
1202         
1203         my $key = $db->first_key();
1204         while ($key) {
1205                 print "$key: " . $db->get($key) . "\n";
1206                 $key = $db->next_key($key);     
1207         }
1208         
1209         if ($db->exists("foo")) { $db->delete("foo"); }
1210
1211 =head2 ARRAYS
1212
1213 For arrays, DBM::Deep supports all the common methods described above, and the 
1214 following additional methods: C<length()>, C<push()>, C<pop()>, C<shift()>, 
1215 C<unshift()> and C<splice()>.
1216
1217 =over
1218
1219 =item * length()
1220
1221 Returns the number of elements in the array.  Takes no arguments.
1222
1223         my $len = $db->length();
1224
1225 =item * push()
1226
1227 Adds one or more elements onto the end of the array.  Accepts scalars, hash 
1228 refs or array refs.  No return value.
1229
1230         $db->push("foo", "bar", {});
1231
1232 =item * pop()
1233
1234 Fetches the last element in the array, and deletes it.  Takes no arguments.
1235 Returns undef if array is empty.  Returns the element value.
1236
1237         my $elem = $db->pop();
1238
1239 =item * shift()
1240
1241 Fetches the first element in the array, deletes it, then shifts all the 
1242 remaining elements over to take up the space.  Returns the element value.  This 
1243 method is not recommended with large arrays -- see L<LARGE ARRAYS> below for 
1244 details.
1245
1246         my $elem = $db->shift();
1247
1248 =item * unshift()
1249
1250 Inserts one or more elements onto the beginning of the array, shifting all 
1251 existing elements over to make room.  Accepts scalars, hash refs or array refs.  
1252 No return value.  This method is not recommended with large arrays -- see 
1253 <LARGE ARRAYS> below for details.
1254
1255         $db->unshift("foo", "bar", {});
1256
1257 =item * splice()
1258
1259 Performs exactly like Perl's built-in function of the same name.  See L<perldoc 
1260 -f splice> for usage -- it is too complicated to document here.  This method is
1261 not recommended with large arrays -- see L<LARGE ARRAYS> below for details.
1262
1263 =back
1264
1265 Here are some examples of using arrays:
1266
1267         my $db = DBM::Deep->new(
1268                 file => "foo.db",
1269                 type => DBM::Deep->TYPE_ARRAY
1270         );
1271         
1272         $db->push("bar", "baz");
1273         $db->unshift("foo");
1274         $db->put(3, "buz");
1275         
1276         my $len = $db->length();
1277         print "length: $len\n"; # 4
1278         
1279         for (my $k=0; $k<$len; $k++) {
1280                 print "$k: " . $db->get($k) . "\n";
1281         }
1282         
1283         $db->splice(1, 2, "biz", "baf");
1284         
1285         while (my $elem = shift @$db) {
1286                 print "shifted: $elem\n";
1287         }
1288
1289 =head1 LOCKING
1290
1291 Enable automatic file locking by passing a true value to the C<locking> 
1292 parameter when constructing your DBM::Deep object (see L<SETUP> above).
1293
1294         my $db = DBM::Deep->new(
1295                 file => "foo.db",
1296                 locking => 1
1297         );
1298
1299 This causes DBM::Deep to C<flock()> the underlying filehandle with exclusive 
1300 mode for writes, and shared mode for reads.  This is required if you have 
1301 multiple processes accessing the same database file, to avoid file corruption.  
1302 Please note that C<flock()> does NOT work for files over NFS.  See L<DB OVER 
1303 NFS> below for more.
1304
1305 =head2 EXPLICIT LOCKING
1306
1307 You can explicitly lock a database, so it remains locked for multiple 
1308 transactions.  This is done by calling the C<lock()> method, and passing an 
1309 optional lock mode argument (defaults to exclusive mode).  This is particularly
1310 useful for things like counters, where the current value needs to be fetched, 
1311 then incremented, then stored again.
1312
1313         $db->lock();
1314         my $counter = $db->get("counter");
1315         $counter++;
1316         $db->put("counter", $counter);
1317         $db->unlock();
1318
1319         # or...
1320         
1321         $db->lock();
1322         $db->{counter}++;
1323         $db->unlock();
1324
1325 You can pass C<lock()> an optional argument, which specifies which mode to use
1326 (exclusive or shared).  Use one of these two constants: C<DBM::Deep-E<gt>LOCK_EX> 
1327 or C<DBM::Deep-E<gt>LOCK_SH>.  These are passed directly to C<flock()>, and are the 
1328 same as the constants defined in Perl's C<Fcntl> module.
1329
1330         $db->lock( DBM::Deep->LOCK_SH );
1331         # something here
1332         $db->unlock();
1333
1334 =head1 IMPORTING/EXPORTING
1335
1336 You can import existing complex structures by calling the C<import()> method,
1337 and export an entire database into an in-memory structure using the C<export()>
1338 method.  Both are examined here.
1339
1340 =head2 IMPORTING
1341
1342 Say you have an existing hash with nested hashes/arrays inside it.  Instead of
1343 walking the structure and adding keys/elements to the database as you go, 
1344 simply pass a reference to the C<import()> method.  This recursively adds 
1345 everything to an existing DBM::Deep object for you.  Here is an example:
1346
1347         my $struct = {
1348                 key1 => "value1",
1349                 key2 => "value2",
1350                 array1 => [ "elem0", "elem1", "elem2" ],
1351                 hash1 => {
1352                         subkey1 => "subvalue1",
1353                         subkey2 => "subvalue2"
1354                 }
1355         };
1356         
1357         my $db = DBM::Deep->new( "foo.db" );
1358         $db->import( $struct );
1359         
1360         print $db->{key1} . "\n"; # prints "value1"
1361
1362 This recursively imports the entire C<$struct> object into C<$db>, including 
1363 all nested hashes and arrays.  If the DBM::Deep object contains exsiting data,
1364 keys are merged with the existing ones, replacing if they already exist.  
1365 The C<import()> method can be called on any database level (not just the base 
1366 level), and works with both hash and array DB types.
1367
1368 B<Note:> Make sure your existing structure has no circular references in it.
1369 These will cause an infinite loop when importing.
1370
1371 =head2 EXPORTING
1372
1373 Calling the C<export()> method on an existing DBM::Deep object will return 
1374 a reference to a new in-memory copy of the database.  The export is done 
1375 recursively, so all nested hashes/arrays are all exported to standard Perl
1376 objects.  Here is an example:
1377
1378         my $db = DBM::Deep->new( "foo.db" );
1379         
1380         $db->{key1} = "value1";
1381         $db->{key2} = "value2";
1382         $db->{hash1} = {};
1383         $db->{hash1}->{subkey1} = "subvalue1";
1384         $db->{hash1}->{subkey2} = "subvalue2";
1385         
1386         my $struct = $db->export();
1387         
1388         print $struct->{key1} . "\n"; # prints "value1"
1389
1390 This makes a complete copy of the database in memory, and returns a reference
1391 to it.  The C<export()> method can be called on any database level (not just 
1392 the base level), and works with both hash and array DB types.  Be careful of 
1393 large databases -- you can store a lot more data in a DBM::Deep object than an 
1394 in-memory Perl structure.
1395
1396 B<Note:> Make sure your database has no circular references in it.
1397 These will cause an infinite loop when exporting.
1398
1399 =head1 FILTERS
1400
1401 DBM::Deep has a number of hooks where you can specify your own Perl function
1402 to perform filtering on incoming or outgoing data.  This is a perfect
1403 way to extend the engine, and implement things like real-time compression or
1404 encryption.  Filtering applies to the base DB level, and all child hashes / 
1405 arrays.  Filter hooks can be specified when your DBM::Deep object is first 
1406 constructed, or by calling the C<set_filter()> method at any time.  There are 
1407 four available filter hooks, described below:
1408
1409 =over
1410
1411 =item * filter_store_key
1412
1413 This filter is called whenever a hash key is stored.  It 
1414 is passed the incoming key, and expected to return a transformed key.
1415
1416 =item * filter_store_value
1417
1418 This filter is called whenever a hash key or array element is stored.  It 
1419 is passed the incoming value, and expected to return a transformed value.
1420
1421 =item * filter_fetch_key
1422
1423 This filter is called whenever a hash key is fetched (i.e. via 
1424 C<first_key()> or C<next_key()>).  It is passed the transformed key,
1425 and expected to return the plain key.
1426
1427 =item * filter_fetch_value
1428
1429 This filter is called whenever a hash key or array element is fetched.  
1430 It is passed the transformed value, and expected to return the plain value.
1431
1432 =back
1433
1434 Here are the two ways to setup a filter hook:
1435
1436         my $db = DBM::Deep->new(
1437                 file => "foo.db",
1438                 filter_store_value => \&my_filter_store,
1439                 filter_fetch_value => \&my_filter_fetch
1440         );
1441         
1442         # or...
1443         
1444         $db->set_filter( "filter_store_value", \&my_filter_store );
1445         $db->set_filter( "filter_fetch_value", \&my_filter_fetch );
1446
1447 Your filter function will be called only when dealing with SCALAR keys or
1448 values.  When nested hashes and arrays are being stored/fetched, filtering
1449 is bypassed.  Filters are called as static functions, passed a single SCALAR 
1450 argument, and expected to return a single SCALAR value.  If you want to
1451 remove a filter, set the function reference to C<undef>:
1452
1453         $db->set_filter( "filter_store_value", undef );
1454
1455 =head2 REAL-TIME ENCRYPTION EXAMPLE
1456
1457 Here is a working example that uses the I<Crypt::Blowfish> module to 
1458 do real-time encryption / decryption of keys & values with DBM::Deep Filters.
1459 Please visit L<http://search.cpan.org/search?module=Crypt::Blowfish> for more 
1460 on I<Crypt::Blowfish>.  You'll also need the I<Crypt::CBC> module.
1461
1462         use DBM::Deep;
1463         use Crypt::Blowfish;
1464         use Crypt::CBC;
1465         
1466         my $cipher = Crypt::CBC->new({
1467                 'key'             => 'my secret key',
1468                 'cipher'          => 'Blowfish',
1469                 'iv'              => '$KJh#(}q',
1470                 'regenerate_key'  => 0,
1471                 'padding'         => 'space',
1472                 'prepend_iv'      => 0
1473         });
1474         
1475         my $db = DBM::Deep->new(
1476                 file => "foo-encrypt.db",
1477                 filter_store_key => \&my_encrypt,
1478                 filter_store_value => \&my_encrypt,
1479                 filter_fetch_key => \&my_decrypt,
1480                 filter_fetch_value => \&my_decrypt,
1481         );
1482         
1483         $db->{key1} = "value1";
1484         $db->{key2} = "value2";
1485         print "key1: " . $db->{key1} . "\n";
1486         print "key2: " . $db->{key2} . "\n";
1487         
1488         undef $db;
1489         exit;
1490         
1491         sub my_encrypt {
1492                 return $cipher->encrypt( $_[0] );
1493         }
1494         sub my_decrypt {
1495                 return $cipher->decrypt( $_[0] );
1496         }
1497
1498 =head2 REAL-TIME COMPRESSION EXAMPLE
1499
1500 Here is a working example that uses the I<Compress::Zlib> module to do real-time
1501 compression / decompression of keys & values with DBM::Deep Filters.
1502 Please visit L<http://search.cpan.org/search?module=Compress::Zlib> for 
1503 more on I<Compress::Zlib>.
1504
1505         use DBM::Deep;
1506         use Compress::Zlib;
1507         
1508         my $db = DBM::Deep->new(
1509                 file => "foo-compress.db",
1510                 filter_store_key => \&my_compress,
1511                 filter_store_value => \&my_compress,
1512                 filter_fetch_key => \&my_decompress,
1513                 filter_fetch_value => \&my_decompress,
1514         );
1515         
1516         $db->{key1} = "value1";
1517         $db->{key2} = "value2";
1518         print "key1: " . $db->{key1} . "\n";
1519         print "key2: " . $db->{key2} . "\n";
1520         
1521         undef $db;
1522         exit;
1523         
1524         sub my_compress {
1525                 return Compress::Zlib::memGzip( $_[0] ) ;
1526         }
1527         sub my_decompress {
1528                 return Compress::Zlib::memGunzip( $_[0] ) ;
1529         }
1530
1531 B<Note:> Filtering of keys only applies to hashes.  Array "keys" are
1532 actually numerical index numbers, and are not filtered.
1533
1534 =head1 ERROR HANDLING
1535
1536 Most DBM::Deep methods return a true value for success, and call die() on
1537 failure.  You can wrap calls in an eval block to catch the die.
1538
1539         my $db = DBM::Deep->new( "foo.db" ); # create hash
1540         eval { $db->push("foo"); }; # ILLEGAL -- push is array-only call
1541         
1542     print $@;           # prints error message
1543
1544 =head1 LARGEFILE SUPPORT
1545
1546 If you have a 64-bit system, and your Perl is compiled with both LARGEFILE
1547 and 64-bit support, you I<may> be able to create databases larger than 2 GB.
1548 DBM::Deep by default uses 32-bit file offset tags, but these can be changed
1549 by calling the static C<set_pack()> method before you do anything else.
1550
1551         DBM::Deep::set_pack(8, 'Q');
1552
1553 This tells DBM::Deep to pack all file offsets with 8-byte (64-bit) quad words 
1554 instead of 32-bit longs.  After setting these values your DB files have a 
1555 theoretical maximum size of 16 XB (exabytes).
1556
1557 B<Note:> Changing these values will B<NOT> work for existing database files.
1558 Only change this for new files, and make sure it stays set consistently 
1559 throughout the file's life.  If you do set these values, you can no longer 
1560 access 32-bit DB files.  You can, however, call C<set_pack(4, 'N')> to change 
1561 back to 32-bit mode.
1562
1563 B<Note:> I have not personally tested files > 2 GB -- all my systems have 
1564 only a 32-bit Perl.  However, I have received user reports that this does 
1565 indeed work!
1566
1567 =head1 LOW-LEVEL ACCESS
1568
1569 If you require low-level access to the underlying filehandle that DBM::Deep uses,
1570 you can call the C<_fh()> method, which returns the handle:
1571
1572         my $fh = $db->_fh();
1573
1574 This method can be called on the root level of the datbase, or any child
1575 hashes or arrays.  All levels share a I<root> structure, which contains things
1576 like the filehandle, a reference counter, and all the options specified
1577 when you created the object.  You can get access to this root structure by 
1578 calling the C<root()> method.
1579
1580         my $root = $db->_root();
1581
1582 This is useful for changing options after the object has already been created,
1583 such as enabling/disabling locking, or debug modes.  You can also
1584 store your own temporary user data in this structure (be wary of name 
1585 collision), which is then accessible from any child hash or array.
1586
1587 =head1 CUSTOM DIGEST ALGORITHM
1588
1589 DBM::Deep by default uses the I<Message Digest 5> (MD5) algorithm for hashing
1590 keys.  However you can override this, and use another algorithm (such as SHA-256)
1591 or even write your own.  But please note that DBM::Deep currently expects zero 
1592 collisions, so your algorithm has to be I<perfect>, so to speak.
1593 Collision detection may be introduced in a later version.
1594
1595
1596
1597 You can specify a custom digest algorithm by calling the static C<set_digest()> 
1598 function, passing a reference to a subroutine, and the length of the algorithm's 
1599 hashes (in bytes).  This is a global static function, which affects ALL DBM::Deep 
1600 objects.  Here is a working example that uses a 256-bit hash from the 
1601 I<Digest::SHA256> module.  Please see 
1602 L<http://search.cpan.org/search?module=Digest::SHA256> for more.
1603
1604         use DBM::Deep;
1605         use Digest::SHA256;
1606         
1607         my $context = Digest::SHA256::new(256);
1608         
1609         DBM::Deep::set_digest( \&my_digest, 32 );
1610         
1611         my $db = DBM::Deep->new( "foo-sha.db" );
1612         
1613         $db->{key1} = "value1";
1614         $db->{key2} = "value2";
1615         print "key1: " . $db->{key1} . "\n";
1616         print "key2: " . $db->{key2} . "\n";
1617         
1618         undef $db;
1619         exit;
1620         
1621         sub my_digest {
1622                 return substr( $context->hash($_[0]), 0, 32 );
1623         }
1624
1625 B<Note:> Your returned digest strings must be B<EXACTLY> the number
1626 of bytes you specify in the C<set_digest()> function (in this case 32).
1627
1628 =head1 CIRCULAR REFERENCES
1629
1630 DBM::Deep has B<experimental> support for circular references.  Meaning you
1631 can have a nested hash key or array element that points to a parent object.
1632 This relationship is stored in the DB file, and is preserved between sessions.
1633 Here is an example:
1634
1635         my $db = DBM::Deep->new( "foo.db" );
1636         
1637         $db->{foo} = "bar";
1638         $db->{circle} = $db; # ref to self
1639         
1640         print $db->{foo} . "\n"; # prints "foo"
1641         print $db->{circle}->{foo} . "\n"; # prints "foo" again
1642
1643 One catch is, passing the object to a function that recursively walks the
1644 object tree (such as I<Data::Dumper> or even the built-in C<optimize()> or
1645 C<export()> methods) will result in an infinite loop.  The other catch is, 
1646 if you fetch the I<key> of a circular reference (i.e. using the C<first_key()> 
1647 or C<next_key()> methods), you will get the I<target object's key>, not the 
1648 ref's key.  This gets even more interesting with the above example, where 
1649 the I<circle> key points to the base DB object, which technically doesn't 
1650 have a key.  So I made DBM::Deep return "[base]" as the key name in that 
1651 special case.
1652
1653 =head1 CAVEATS / ISSUES / BUGS
1654
1655 This section describes all the known issues with DBM::Deep.  It you have found
1656 something that is not listed here, please send e-mail to L<jhuckaby@cpan.org>.
1657
1658 =head2 UNUSED SPACE RECOVERY
1659
1660 One major caveat with DBM::Deep is that space occupied by existing keys and
1661 values is not recovered when they are deleted.  Meaning if you keep deleting
1662 and adding new keys, your file will continuously grow.  I am working on this,
1663 but in the meantime you can call the built-in C<optimize()> method from time to 
1664 time (perhaps in a crontab or something) to recover all your unused space.
1665
1666         $db->optimize(); # returns true on success
1667
1668 This rebuilds the ENTIRE database into a new file, then moves it on top of
1669 the original.  The new file will have no unused space, thus it will take up as
1670 little disk space as possible.  Please note that this operation can take 
1671 a long time for large files, and you need enough disk space to temporarily hold 
1672 2 copies of your DB file.  The temporary file is created in the same directory 
1673 as the original, named with a ".tmp" extension, and is deleted when the 
1674 operation completes.  Oh, and if locking is enabled, the DB is automatically 
1675 locked for the entire duration of the copy.
1676
1677 B<WARNING:> Only call optimize() on the top-level node of the database, and 
1678 make sure there are no child references lying around.  DBM::Deep keeps a reference 
1679 counter, and if it is greater than 1, optimize() will abort and return undef.
1680
1681 =head2 AUTOVIVIFICATION
1682
1683 Unfortunately, autovivification doesn't work with tied hashes.  This appears to 
1684 be a bug in Perl's tie() system, as I<Jakob Schmidt> encountered the very same 
1685 issue with his I<DWH_FIle> module (see L<http://search.cpan.org/search?module=DWH_File>),
1686 and it is also mentioned in the BUGS section for the I<MLDBM> module <see 
1687 L<http://search.cpan.org/search?module=MLDBM>).  Basically, on a new db file,
1688 this does not work:
1689
1690         $db->{foo}->{bar} = "hello";
1691
1692 Since "foo" doesn't exist, you cannot add "bar" to it.  You end up with "foo"
1693 being an empty hash.  Try this instead, which works fine:
1694
1695         $db->{foo} = { bar => "hello" };
1696
1697 As of Perl 5.8.7, this bug still exists.  I have walked very carefully through
1698 the execution path, and Perl indeed passes an empty hash to the STORE() method.
1699 Probably a bug in Perl.
1700
1701 =head2 FILE CORRUPTION
1702
1703 The current level of error handling in DBM::Deep is minimal.  Files I<are> checked
1704 for a 32-bit signature when opened, but other corruption in files can cause
1705 segmentation faults.  DBM::Deep may try to seek() past the end of a file, or get
1706 stuck in an infinite loop depending on the level of corruption.  File write
1707 operations are not checked for failure (for speed), so if you happen to run
1708 out of disk space, DBM::Deep will probably fail in a bad way.  These things will 
1709 be addressed in a later version of DBM::Deep.
1710
1711 =head2 DB OVER NFS
1712
1713 Beware of using DB files over NFS.  DBM::Deep uses flock(), which works well on local
1714 filesystems, but will NOT protect you from file corruption over NFS.  I've heard 
1715 about setting up your NFS server with a locking daemon, then using lockf() to 
1716 lock your files, but your mileage may vary there as well.  From what I 
1717 understand, there is no real way to do it.  However, if you need access to the 
1718 underlying filehandle in DBM::Deep for using some other kind of locking scheme like 
1719 lockf(), see the L<LOW-LEVEL ACCESS> section above.
1720
1721 =head2 COPYING OBJECTS
1722
1723 Beware of copying tied objects in Perl.  Very strange things can happen.  
1724 Instead, use DBM::Deep's C<clone()> method which safely copies the object and 
1725 returns a new, blessed, tied hash or array to the same level in the DB.
1726
1727         my $copy = $db->clone();
1728
1729 B<Note>: Since clone() here is cloning the object, not the database location, any
1730 modifications to either $db or $copy will be visible in both.
1731
1732 =head2 LARGE ARRAYS
1733
1734 Beware of using C<shift()>, C<unshift()> or C<splice()> with large arrays.
1735 These functions cause every element in the array to move, which can be murder
1736 on DBM::Deep, as every element has to be fetched from disk, then stored again in
1737 a different location.  This will be addressed in the forthcoming version 1.00.
1738
1739 =head2 WRITEONLY FILES
1740
1741 If you pass in a filehandle to new(), you may have opened it in either a readonly or
1742 writeonly mode. STORE will verify that the filehandle is writable. However, there
1743 doesn't seem to be a good way to determine if a filehandle is readable. And, if the
1744 filehandle isn't readable, it's not clear what will happen. So, don't do that.
1745
1746 =head1 PERFORMANCE
1747
1748 This section discusses DBM::Deep's speed and memory usage.
1749
1750 =head2 SPEED
1751
1752 Obviously, DBM::Deep isn't going to be as fast as some C-based DBMs, such as 
1753 the almighty I<BerkeleyDB>.  But it makes up for it in features like true
1754 multi-level hash/array support, and cross-platform FTPable files.  Even so,
1755 DBM::Deep is still pretty fast, and the speed stays fairly consistent, even
1756 with huge databases.  Here is some test data:
1757         
1758         Adding 1,000,000 keys to new DB file...
1759         
1760         At 100 keys, avg. speed is 2,703 keys/sec
1761         At 200 keys, avg. speed is 2,642 keys/sec
1762         At 300 keys, avg. speed is 2,598 keys/sec
1763         At 400 keys, avg. speed is 2,578 keys/sec
1764         At 500 keys, avg. speed is 2,722 keys/sec
1765         At 600 keys, avg. speed is 2,628 keys/sec
1766         At 700 keys, avg. speed is 2,700 keys/sec
1767         At 800 keys, avg. speed is 2,607 keys/sec
1768         At 900 keys, avg. speed is 2,190 keys/sec
1769         At 1,000 keys, avg. speed is 2,570 keys/sec
1770         At 2,000 keys, avg. speed is 2,417 keys/sec
1771         At 3,000 keys, avg. speed is 1,982 keys/sec
1772         At 4,000 keys, avg. speed is 1,568 keys/sec
1773         At 5,000 keys, avg. speed is 1,533 keys/sec
1774         At 6,000 keys, avg. speed is 1,787 keys/sec
1775         At 7,000 keys, avg. speed is 1,977 keys/sec
1776         At 8,000 keys, avg. speed is 2,028 keys/sec
1777         At 9,000 keys, avg. speed is 2,077 keys/sec
1778         At 10,000 keys, avg. speed is 2,031 keys/sec
1779         At 20,000 keys, avg. speed is 1,970 keys/sec
1780         At 30,000 keys, avg. speed is 2,050 keys/sec
1781         At 40,000 keys, avg. speed is 2,073 keys/sec
1782         At 50,000 keys, avg. speed is 1,973 keys/sec
1783         At 60,000 keys, avg. speed is 1,914 keys/sec
1784         At 70,000 keys, avg. speed is 2,091 keys/sec
1785         At 80,000 keys, avg. speed is 2,103 keys/sec
1786         At 90,000 keys, avg. speed is 1,886 keys/sec
1787         At 100,000 keys, avg. speed is 1,970 keys/sec
1788         At 200,000 keys, avg. speed is 2,053 keys/sec
1789         At 300,000 keys, avg. speed is 1,697 keys/sec
1790         At 400,000 keys, avg. speed is 1,838 keys/sec
1791         At 500,000 keys, avg. speed is 1,941 keys/sec
1792         At 600,000 keys, avg. speed is 1,930 keys/sec
1793         At 700,000 keys, avg. speed is 1,735 keys/sec
1794         At 800,000 keys, avg. speed is 1,795 keys/sec
1795         At 900,000 keys, avg. speed is 1,221 keys/sec
1796         At 1,000,000 keys, avg. speed is 1,077 keys/sec
1797
1798 This test was performed on a PowerMac G4 1gHz running Mac OS X 10.3.2 & Perl 
1799 5.8.1, with an 80GB Ultra ATA/100 HD spinning at 7200RPM.  The hash keys and 
1800 values were between 6 - 12 chars in length.  The DB file ended up at 210MB.  
1801 Run time was 12 min 3 sec.
1802
1803 =head2 MEMORY USAGE
1804
1805 One of the great things about DBM::Deep is that it uses very little memory.
1806 Even with huge databases (1,000,000+ keys) you will not see much increased
1807 memory on your process.  DBM::Deep relies solely on the filesystem for storing
1808 and fetching data.  Here is output from I</usr/bin/top> before even opening a
1809 database handle:
1810
1811           PID USER     PRI  NI  SIZE  RSS SHARE STAT %CPU %MEM   TIME COMMAND
1812         22831 root      11   0  2716 2716  1296 R     0.0  0.2   0:07 perl
1813
1814 Basically the process is taking 2,716K of memory.  And here is the same 
1815 process after storing and fetching 1,000,000 keys:
1816
1817           PID USER     PRI  NI  SIZE  RSS SHARE STAT %CPU %MEM   TIME COMMAND
1818         22831 root      14   0  2772 2772  1328 R     0.0  0.2  13:32 perl
1819
1820 Notice the memory usage increased by only 56K.  Test was performed on a 700mHz 
1821 x86 box running Linux RedHat 7.2 & Perl 5.6.1.
1822
1823 =head1 DB FILE FORMAT
1824
1825 In case you were interested in the underlying DB file format, it is documented
1826 here in this section.  You don't need to know this to use the module, it's just 
1827 included for reference.
1828
1829 =head2 SIGNATURE
1830
1831 DBM::Deep files always start with a 32-bit signature to identify the file type.
1832 This is at offset 0.  The signature is "DPDB" in network byte order.  This is
1833 checked for when the file is opened and an error will be thrown if it's not found.
1834
1835 =head2 TAG
1836
1837 The DBM::Deep file is in a I<tagged format>, meaning each section of the file
1838 has a standard header containing the type of data, the length of data, and then 
1839 the data itself.  The type is a single character (1 byte), the length is a 
1840 32-bit unsigned long in network byte order, and the data is, well, the data.
1841 Here is how it unfolds:
1842
1843 =head2 MASTER INDEX
1844
1845 Immediately after the 32-bit file signature is the I<Master Index> record.  
1846 This is a standard tag header followed by 1024 bytes (in 32-bit mode) or 2048 
1847 bytes (in 64-bit mode) of data.  The type is I<H> for hash or I<A> for array, 
1848 depending on how the DBM::Deep object was constructed.
1849
1850 The index works by looking at a I<MD5 Hash> of the hash key (or array index 
1851 number).  The first 8-bit char of the MD5 signature is the offset into the 
1852 index, multipled by 4 in 32-bit mode, or 8 in 64-bit mode.  The value of the 
1853 index element is a file offset of the next tag for the key/element in question,
1854 which is usually a I<Bucket List> tag (see below).
1855
1856 The next tag I<could> be another index, depending on how many keys/elements
1857 exist.  See L<RE-INDEXING> below for details.
1858
1859 =head2 BUCKET LIST
1860
1861 A I<Bucket List> is a collection of 16 MD5 hashes for keys/elements, plus 
1862 file offsets to where the actual data is stored.  It starts with a standard 
1863 tag header, with type I<B>, and a data size of 320 bytes in 32-bit mode, or 
1864 384 bytes in 64-bit mode.  Each MD5 hash is stored in full (16 bytes), plus
1865 the 32-bit or 64-bit file offset for the I<Bucket> containing the actual data.
1866 When the list fills up, a I<Re-Index> operation is performed (See 
1867 L<RE-INDEXING> below).
1868
1869 =head2 BUCKET
1870
1871 A I<Bucket> is a tag containing a key/value pair (in hash mode), or a
1872 index/value pair (in array mode).  It starts with a standard tag header with
1873 type I<D> for scalar data (string, binary, etc.), or it could be a nested
1874 hash (type I<H>) or array (type I<A>).  The value comes just after the tag
1875 header.  The size reported in the tag header is only for the value, but then,
1876 just after the value is another size (32-bit unsigned long) and then the plain 
1877 key itself.  Since the value is likely to be fetched more often than the plain 
1878 key, I figured it would be I<slightly> faster to store the value first.
1879
1880 If the type is I<H> (hash) or I<A> (array), the value is another I<Master Index>
1881 record for the nested structure, where the process begins all over again.
1882
1883 =head2 RE-INDEXING
1884
1885 After a I<Bucket List> grows to 16 records, its allocated space in the file is
1886 exhausted.  Then, when another key/element comes in, the list is converted to a 
1887 new index record.  However, this index will look at the next char in the MD5 
1888 hash, and arrange new Bucket List pointers accordingly.  This process is called 
1889 I<Re-Indexing>.  Basically, a new index tag is created at the file EOF, and all 
1890 17 (16 + new one) keys/elements are removed from the old Bucket List and 
1891 inserted into the new index.  Several new Bucket Lists are created in the 
1892 process, as a new MD5 char from the key is being examined (it is unlikely that 
1893 the keys will all share the same next char of their MD5s).
1894
1895 Because of the way the I<MD5> algorithm works, it is impossible to tell exactly
1896 when the Bucket Lists will turn into indexes, but the first round tends to 
1897 happen right around 4,000 keys.  You will see a I<slight> decrease in 
1898 performance here, but it picks back up pretty quick (see L<SPEED> above).  Then 
1899 it takes B<a lot> more keys to exhaust the next level of Bucket Lists.  It's 
1900 right around 900,000 keys.  This process can continue nearly indefinitely -- 
1901 right up until the point the I<MD5> signatures start colliding with each other, 
1902 and this is B<EXTREMELY> rare -- like winning the lottery 5 times in a row AND 
1903 getting struck by lightning while you are walking to cash in your tickets.  
1904 Theoretically, since I<MD5> hashes are 128-bit values, you I<could> have up to 
1905 340,282,366,921,000,000,000,000,000,000,000,000,000 keys/elements (I believe 
1906 this is 340 unodecillion, but don't quote me).
1907
1908 =head2 STORING
1909
1910 When a new key/element is stored, the key (or index number) is first run through 
1911 I<Digest::MD5> to get a 128-bit signature (example, in hex: 
1912 b05783b0773d894396d475ced9d2f4f6).  Then, the I<Master Index> record is checked
1913 for the first char of the signature (in this case I<b0>).  If it does not exist,
1914 a new I<Bucket List> is created for our key (and the next 15 future keys that 
1915 happen to also have I<b> as their first MD5 char).  The entire MD5 is written 
1916 to the I<Bucket List> along with the offset of the new I<Bucket> record (EOF at
1917 this point, unless we are replacing an existing I<Bucket>), where the actual 
1918 data will be stored.
1919
1920 =head2 FETCHING
1921
1922 Fetching an existing key/element involves getting a I<Digest::MD5> of the key 
1923 (or index number), then walking along the indexes.  If there are enough 
1924 keys/elements in this DB level, there might be nested indexes, each linked to 
1925 a particular char of the MD5.  Finally, a I<Bucket List> is pointed to, which 
1926 contains up to 16 full MD5 hashes.  Each is checked for equality to the key in 
1927 question.  If we found a match, the I<Bucket> tag is loaded, where the value and 
1928 plain key are stored.
1929
1930 Fetching the plain key occurs when calling the I<first_key()> and I<next_key()>
1931 methods.  In this process the indexes are walked systematically, and each key
1932 fetched in increasing MD5 order (which is why it appears random).   Once the
1933 I<Bucket> is found, the value is skipped and the plain key returned instead.  
1934 B<Note:> Do not count on keys being fetched as if the MD5 hashes were 
1935 alphabetically sorted.  This only happens on an index-level -- as soon as the 
1936 I<Bucket Lists> are hit, the keys will come out in the order they went in -- 
1937 so it's pretty much undefined how the keys will come out -- just like Perl's 
1938 built-in hashes.
1939
1940 =head1 CODE COVERAGE
1941
1942 We use B<Devel::Cover> to test the code coverage of our tests, below is the
1943 B<Devel::Cover> report on this module's test suite.
1944
1945   ---------------------------- ------ ------ ------ ------ ------ ------ ------
1946   File                           stmt   bran   cond    sub    pod   time  total
1947   ---------------------------- ------ ------ ------ ------ ------ ------ ------
1948   blib/lib/DBM/Deep.pm           95.2   83.8   70.0   98.2  100.0   58.0   91.0
1949   blib/lib/DBM/Deep/Array.pm    100.0   91.1  100.0  100.0    n/a   26.7   98.0
1950   blib/lib/DBM/Deep/Hash.pm      95.3   80.0  100.0  100.0    n/a   15.3   92.4
1951   Total                          96.2   84.8   74.4   98.8  100.0  100.0   92.4
1952   ---------------------------- ------ ------ ------ ------ ------ ------ ------
1953
1954 =head1 MORE INFORMATION
1955
1956 Check out the DBM::Deep Google Group at L<http://groups.google.com/group/DBM-Deep>
1957 or send email to L<DBM-Deep@googlegroups.com>.
1958
1959 =head1 AUTHORS
1960
1961 Joseph Huckaby, L<jhuckaby@cpan.org>
1962
1963 Rob Kinyon, L<rkinyon@cpan.org>
1964
1965 Special thanks to Adam Sah and Rich Gaushell!  You know why :-)
1966
1967 =head1 SEE ALSO
1968
1969 perltie(1), Tie::Hash(3), Digest::MD5(3), Fcntl(3), flock(2), lockf(3), nfs(5),
1970 Digest::SHA256(3), Crypt::Blowfish(3), Compress::Zlib(3)
1971
1972 =head1 LICENSE
1973
1974 Copyright (c) 2002-2006 Joseph Huckaby.  All Rights Reserved.
1975 This is free software, you may use it and distribute it under the
1976 same terms as Perl itself.
1977
1978 =cut