Moved _get_bucket_value 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 _delete_bucket {
207         ##
208         # Delete single key/value pair given tag and MD5 digested key.
209         ##
210         my $self = shift;
211         my ($tag, $md5) = @_;
212         my $keys = $tag->{content};
213
214     my $fh = $self->_fh;
215         
216         ##
217         # Iterate through buckets, looking for a key match
218         ##
219     BUCKET:
220         for (my $i=0; $i<$MAX_BUCKETS; $i++) {
221                 my $key = substr($keys, $i * $BUCKET_SIZE, $HASH_SIZE);
222                 my $subloc = unpack($LONG_PACK, substr($keys, ($i * $BUCKET_SIZE) + $HASH_SIZE, $LONG_SIZE));
223
224                 if (!$subloc) {
225                         ##
226                         # Hit end of list, no match
227                         ##
228                         return;
229                 }
230
231         if ( $md5 ne $key ) {
232             next BUCKET;
233         }
234
235         ##
236         # Matched key -- delete bucket and return
237         ##
238         seek($fh, $tag->{offset} + ($i * $BUCKET_SIZE) + $self->_root->{file_offset}, SEEK_SET);
239         print( $fh substr($keys, ($i+1) * $BUCKET_SIZE ) );
240         print( $fh chr(0) x $BUCKET_SIZE );
241         
242         return 1;
243         } # i loop
244
245         return;
246 }
247
248 sub _bucket_exists {
249         ##
250         # Check existence of single key given tag and MD5 digested key.
251         ##
252         my $self = shift;
253         my ($tag, $md5) = @_;
254         my $keys = $tag->{content};
255         
256         ##
257         # Iterate through buckets, looking for a key match
258         ##
259     BUCKET:
260         for (my $i=0; $i<$MAX_BUCKETS; $i++) {
261                 my $key = substr($keys, $i * $BUCKET_SIZE, $HASH_SIZE);
262                 my $subloc = unpack($LONG_PACK, substr($keys, ($i * $BUCKET_SIZE) + $HASH_SIZE, $LONG_SIZE));
263
264                 if (!$subloc) {
265                         ##
266                         # Hit end of list, no match
267                         ##
268                         return;
269                 }
270
271         if ( $md5 ne $key ) {
272             next BUCKET;
273         }
274
275         ##
276         # Matched key -- return true
277         ##
278         return 1;
279         } # i loop
280
281         return;
282 }
283
284 sub _find_bucket_list {
285         ##
286         # Locate offset for bucket list, given digested key
287         ##
288         my $self = shift;
289         my $md5 = shift;
290         
291         ##
292         # Locate offset for bucket list using digest index system
293         ##
294         my $ch = 0;
295         my $tag = $self->{engine}->load_tag($self, $self->_base_offset);
296         if (!$tag) { return; }
297         
298         while ($tag->{signature} ne SIG_BLIST) {
299                 $tag = $self->{engine}->index_lookup($self, $tag, ord(substr($md5, $ch, 1)));
300                 if (!$tag) { return; }
301                 $ch++;
302         }
303         
304         return $tag;
305 }
306
307 sub _traverse_index {
308         ##
309         # Scan index and recursively step into deeper levels, looking for next key.
310         ##
311     my ($self, $offset, $ch, $force_return_next) = @_;
312     $force_return_next = undef unless $force_return_next;
313         
314         my $tag = $self->{engine}->load_tag($self,  $offset );
315
316     my $fh = $self->_fh;
317         
318         if ($tag->{signature} ne SIG_BLIST) {
319                 my $content = $tag->{content};
320                 my $start;
321                 if ($self->{return_next}) { $start = 0; }
322                 else { $start = ord(substr($self->{prev_md5}, $ch, 1)); }
323                 
324                 for (my $index = $start; $index < 256; $index++) {
325                         my $subloc = unpack($LONG_PACK, substr($content, $index * $LONG_SIZE, $LONG_SIZE) );
326                         if ($subloc) {
327                                 my $result = $self->_traverse_index( $subloc, $ch + 1, $force_return_next );
328                                 if (defined($result)) { return $result; }
329                         }
330                 } # index loop
331                 
332                 $self->{return_next} = 1;
333         } # tag is an index
334         
335         elsif ($tag->{signature} eq SIG_BLIST) {
336                 my $keys = $tag->{content};
337                 if ($force_return_next) { $self->{return_next} = 1; }
338                 
339                 ##
340                 # Iterate through buckets, looking for a key match
341                 ##
342                 for (my $i=0; $i<$MAX_BUCKETS; $i++) {
343                         my $key = substr($keys, $i * $BUCKET_SIZE, $HASH_SIZE);
344                         my $subloc = unpack($LONG_PACK, substr($keys, ($i * $BUCKET_SIZE) + $HASH_SIZE, $LONG_SIZE));
345         
346                         if (!$subloc) {
347                                 ##
348                                 # End of bucket list -- return to outer loop
349                                 ##
350                                 $self->{return_next} = 1;
351                                 last;
352                         }
353                         elsif ($key eq $self->{prev_md5}) {
354                                 ##
355                                 # Located previous key -- return next one found
356                                 ##
357                                 $self->{return_next} = 1;
358                                 next;
359                         }
360                         elsif ($self->{return_next}) {
361                                 ##
362                                 # Seek to bucket location and skip over signature
363                                 ##
364                                 seek($fh, $subloc + SIG_SIZE + $self->_root->{file_offset}, SEEK_SET);
365                                 
366                                 ##
367                                 # Skip over value to get to plain key
368                                 ##
369                                 my $size;
370                                 read( $fh, $size, $DATA_LENGTH_SIZE); $size = unpack($DATA_LENGTH_PACK, $size);
371                                 if ($size) { seek($fh, $size, SEEK_CUR); }
372                                 
373                                 ##
374                                 # Read in plain key and return as scalar
375                                 ##
376                                 my $plain_key;
377                                 read( $fh, $size, $DATA_LENGTH_SIZE); $size = unpack($DATA_LENGTH_PACK, $size);
378                                 if ($size) { read( $fh, $plain_key, $size); }
379                                 
380                                 return $plain_key;
381                         }
382                 } # bucket loop
383                 
384                 $self->{return_next} = 1;
385         } # tag is a bucket list
386         
387         return;
388 }
389
390 sub _get_next_key {
391         ##
392         # Locate next key, given digested previous one
393         ##
394     my $self = $_[0]->_get_self;
395         
396         $self->{prev_md5} = $_[1] ? $_[1] : undef;
397         $self->{return_next} = 0;
398         
399         ##
400         # If the previous key was not specifed, start at the top and
401         # return the first one found.
402         ##
403         if (!$self->{prev_md5}) {
404                 $self->{prev_md5} = chr(0) x $HASH_SIZE;
405                 $self->{return_next} = 1;
406         }
407         
408         return $self->_traverse_index( $self->_base_offset, 0 );
409 }
410
411 sub lock {
412         ##
413         # If db locking is set, flock() the db file.  If called multiple
414         # times before unlock(), then the same number of unlocks() must
415         # be called before the lock is released.
416         ##
417     my $self = $_[0]->_get_self;
418         my $type = $_[1];
419     $type = LOCK_EX unless defined $type;
420         
421         if (!defined($self->_fh)) { return; }
422
423         if ($self->_root->{locking}) {
424                 if (!$self->_root->{locked}) {
425                         flock($self->_fh, $type);
426                         
427                         # refresh end counter in case file has changed size
428                         my @stats = stat($self->_root->{file});
429                         $self->_root->{end} = $stats[7];
430                         
431                         # double-check file inode, in case another process
432                         # has optimize()d our file while we were waiting.
433                         if ($stats[1] != $self->_root->{inode}) {
434                                 $self->{engine}->open( $self ); # re-open
435                                 flock($self->_fh, $type); # re-lock
436                                 $self->_root->{end} = (stat($self->_fh))[7]; # re-end
437                         }
438                 }
439                 $self->_root->{locked}++;
440
441         return 1;
442         }
443
444     return;
445 }
446
447 sub unlock {
448         ##
449         # If db locking is set, unlock the db file.  See note in lock()
450         # regarding calling lock() multiple times.
451         ##
452     my $self = $_[0]->_get_self;
453
454         if (!defined($self->_fh)) { return; }
455         
456         if ($self->_root->{locking} && $self->_root->{locked} > 0) {
457                 $self->_root->{locked}--;
458                 if (!$self->_root->{locked}) { flock($self->_fh, LOCK_UN); }
459
460         return 1;
461         }
462
463     return;
464 }
465
466 sub _copy_value {
467     my $self = shift->_get_self;
468     my ($spot, $value) = @_;
469
470     if ( !ref $value ) {
471         ${$spot} = $value;
472     }
473     elsif ( eval { local $SIG{__DIE__}; $value->isa( 'DBM::Deep' ) } ) {
474         my $type = $value->_type;
475         ${$spot} = $type eq TYPE_HASH ? {} : [];
476         $value->_copy_node( ${$spot} );
477     }
478     else {
479         my $r = Scalar::Util::reftype( $value );
480         my $c = Scalar::Util::blessed( $value );
481         if ( $r eq 'ARRAY' ) {
482             ${$spot} = [ @{$value} ];
483         }
484         else {
485             ${$spot} = { %{$value} };
486         }
487         ${$spot} = bless ${$spot}, $c
488             if defined $c;
489     }
490
491     return 1;
492 }
493
494 sub _copy_node {
495         ##
496         # Copy single level of keys or elements to new DB handle.
497         # Recurse for nested structures
498         ##
499     my $self = shift->_get_self;
500         my ($db_temp) = @_;
501
502         if ($self->_type eq TYPE_HASH) {
503                 my $key = $self->first_key();
504                 while ($key) {
505                         my $value = $self->get($key);
506             $self->_copy_value( \$db_temp->{$key}, $value );
507                         $key = $self->next_key($key);
508                 }
509         }
510         else {
511                 my $length = $self->length();
512                 for (my $index = 0; $index < $length; $index++) {
513                         my $value = $self->get($index);
514             $self->_copy_value( \$db_temp->[$index], $value );
515                 }
516         }
517
518     return 1;
519 }
520
521 sub export {
522         ##
523         # Recursively export into standard Perl hashes and arrays.
524         ##
525     my $self = $_[0]->_get_self;
526         
527         my $temp;
528         if ($self->_type eq TYPE_HASH) { $temp = {}; }
529         elsif ($self->_type eq TYPE_ARRAY) { $temp = []; }
530         
531         $self->lock();
532         $self->_copy_node( $temp );
533         $self->unlock();
534         
535         return $temp;
536 }
537
538 sub import {
539         ##
540         # Recursively import Perl hash/array structure
541         ##
542     #XXX This use of ref() seems to be ok
543         if (!ref($_[0])) { return; } # Perl calls import() on use -- ignore
544         
545     my $self = $_[0]->_get_self;
546         my $struct = $_[1];
547         
548     #XXX This use of ref() seems to be ok
549         if (!ref($struct)) {
550                 ##
551                 # struct is not a reference, so just import based on our type
552                 ##
553                 shift @_;
554                 
555                 if ($self->_type eq TYPE_HASH) { $struct = {@_}; }
556                 elsif ($self->_type eq TYPE_ARRAY) { $struct = [@_]; }
557         }
558         
559     my $r = Scalar::Util::reftype($struct) || '';
560         if ($r eq "HASH" && $self->_type eq TYPE_HASH) {
561                 foreach my $key (keys %$struct) { $self->put($key, $struct->{$key}); }
562         }
563         elsif ($r eq "ARRAY" && $self->_type eq TYPE_ARRAY) {
564                 $self->push( @$struct );
565         }
566         else {
567                 return $self->_throw_error("Cannot import: type mismatch");
568         }
569         
570         return 1;
571 }
572
573 sub optimize {
574         ##
575         # Rebuild entire database into new file, then move
576         # it back on top of original.
577         ##
578     my $self = $_[0]->_get_self;
579
580 #XXX Need to create a new test for this
581 #       if ($self->_root->{links} > 1) {
582 #               return $self->_throw_error("Cannot optimize: reference count is greater than 1");
583 #       }
584         
585         my $db_temp = DBM::Deep->new(
586                 file => $self->_root->{file} . '.tmp',
587                 type => $self->_type
588         );
589         if (!$db_temp) {
590                 return $self->_throw_error("Cannot optimize: failed to open temp file: $!");
591         }
592         
593         $self->lock();
594         $self->_copy_node( $db_temp );
595         undef $db_temp;
596         
597         ##
598         # Attempt to copy user, group and permissions over to new file
599         ##
600         my @stats = stat($self->_fh);
601         my $perms = $stats[2] & 07777;
602         my $uid = $stats[4];
603         my $gid = $stats[5];
604         chown( $uid, $gid, $self->_root->{file} . '.tmp' );
605         chmod( $perms, $self->_root->{file} . '.tmp' );
606         
607     # q.v. perlport for more information on this variable
608     if ( $^O eq 'MSWin32' || $^O eq 'cygwin' ) {
609                 ##
610                 # Potential race condition when optmizing on Win32 with locking.
611                 # The Windows filesystem requires that the filehandle be closed 
612                 # before it is overwritten with rename().  This could be redone
613                 # with a soft copy.
614                 ##
615                 $self->unlock();
616                 $self->{engine}->close( $self );
617         }
618         
619         if (!rename $self->_root->{file} . '.tmp', $self->_root->{file}) {
620                 unlink $self->_root->{file} . '.tmp';
621                 $self->unlock();
622                 return $self->_throw_error("Optimize failed: Cannot copy temp file over original: $!");
623         }
624         
625         $self->unlock();
626         $self->{engine}->close( $self );
627         $self->{engine}->open( $self );
628         
629         return 1;
630 }
631
632 sub clone {
633         ##
634         # Make copy of object and return
635         ##
636     my $self = $_[0]->_get_self;
637         
638         return DBM::Deep->new(
639                 type => $self->_type,
640                 base_offset => $self->_base_offset,
641                 root => $self->_root
642         );
643 }
644
645 {
646     my %is_legal_filter = map {
647         $_ => ~~1,
648     } qw(
649         store_key store_value
650         fetch_key fetch_value
651     );
652
653     sub set_filter {
654         ##
655         # Setup filter function for storing or fetching the key or value
656         ##
657         my $self = $_[0]->_get_self;
658         my $type = lc $_[1];
659         my $func = $_[2] ? $_[2] : undef;
660         
661         if ( $is_legal_filter{$type} ) {
662             $self->_root->{"filter_$type"} = $func;
663             return 1;
664         }
665
666         return;
667     }
668 }
669
670 ##
671 # Accessor methods
672 ##
673
674 sub _root {
675         ##
676         # Get access to the root structure
677         ##
678     my $self = $_[0]->_get_self;
679         return $self->{root};
680 }
681
682 sub _fh {
683         ##
684         # Get access to the raw fh
685         ##
686     #XXX It will be useful, though, when we split out HASH and ARRAY
687     my $self = $_[0]->_get_self;
688         return $self->_root->{fh};
689 }
690
691 sub _type {
692         ##
693         # Get type of current node (TYPE_HASH or TYPE_ARRAY)
694         ##
695     my $self = $_[0]->_get_self;
696         return $self->{type};
697 }
698
699 sub _base_offset {
700         ##
701         # Get base_offset of current node (TYPE_HASH or TYPE_ARRAY)
702         ##
703     my $self = $_[0]->_get_self;
704         return $self->{base_offset};
705 }
706
707 ##
708 # Utility methods
709 ##
710
711 sub _throw_error {
712     die "DBM::Deep: $_[1]\n";
713 }
714
715 sub _precalc_sizes {
716         ##
717         # Precalculate index, bucket and bucket list sizes
718         ##
719
720     #XXX I don't like this ...
721     set_pack() unless defined $LONG_SIZE;
722
723         $INDEX_SIZE = 256 * $LONG_SIZE;
724         $BUCKET_SIZE = $HASH_SIZE + $LONG_SIZE;
725         $BUCKET_LIST_SIZE = $MAX_BUCKETS * $BUCKET_SIZE;
726 }
727
728 sub set_pack {
729         ##
730         # Set pack/unpack modes (see file header for more)
731         ##
732     my ($long_s, $long_p, $data_s, $data_p) = @_;
733
734     $LONG_SIZE = $long_s ? $long_s : 4;
735     $LONG_PACK = $long_p ? $long_p : 'N';
736
737     $DATA_LENGTH_SIZE = $data_s ? $data_s : 4;
738     $DATA_LENGTH_PACK = $data_p ? $data_p : 'N';
739
740         _precalc_sizes();
741 }
742
743 sub set_digest {
744         ##
745         # Set key digest function (default is MD5)
746         ##
747     my ($digest_func, $hash_size) = @_;
748
749     $DIGEST_FUNC = $digest_func ? $digest_func : \&Digest::MD5::md5;
750     $HASH_SIZE = $hash_size ? $hash_size : 16;
751
752         _precalc_sizes();
753 }
754
755 sub _is_writable {
756     my $fh = shift;
757     (O_WRONLY | O_RDWR) & fcntl( $fh, F_GETFL, my $slush = 0);
758 }
759
760 #sub _is_readable {
761 #    my $fh = shift;
762 #    (O_RDONLY | O_RDWR) & fcntl( $fh, F_GETFL, my $slush = 0);
763 #}
764
765 ##
766 # tie() methods (hashes and arrays)
767 ##
768
769 sub STORE {
770         ##
771         # Store single hash key/value or array element in database.
772         ##
773     my $self = $_[0]->_get_self;
774         my $key = $_[1];
775
776     # User may be storing a hash, in which case we do not want it run 
777     # through the filtering system
778         my $value = ($self->_root->{filter_store_value} && !ref($_[2]))
779         ? $self->_root->{filter_store_value}->($_[2])
780         : $_[2];
781         
782         my $md5 = $DIGEST_FUNC->($key);
783         
784     unless ( _is_writable( $self->_fh ) ) {
785         $self->_throw_error( 'Cannot write to a readonly filehandle' );
786     }
787         
788         ##
789         # Request exclusive lock for writing
790         ##
791         $self->lock( LOCK_EX );
792         
793         my $fh = $self->_fh;
794         
795         ##
796         # Locate offset for bucket list using digest index system
797         ##
798         my $tag = $self->{engine}->load_tag($self, $self->_base_offset);
799         if (!$tag) {
800                 $tag = $self->{engine}->create_tag($self, $self->_base_offset, SIG_INDEX, chr(0) x $INDEX_SIZE);
801         }
802         
803         my $ch = 0;
804         while ($tag->{signature} ne SIG_BLIST) {
805                 my $num = ord(substr($md5, $ch, 1));
806
807         my $ref_loc = $tag->{offset} + ($num * $LONG_SIZE);
808                 my $new_tag = $self->{engine}->index_lookup($self, $tag, $num);
809
810                 if (!$new_tag) {
811                         seek($fh, $ref_loc + $self->_root->{file_offset}, SEEK_SET);
812                         print( $fh pack($LONG_PACK, $self->_root->{end}) );
813                         
814                         $tag = $self->{engine}->create_tag($self, $self->_root->{end}, SIG_BLIST, chr(0) x $BUCKET_LIST_SIZE);
815
816                         $tag->{ref_loc} = $ref_loc;
817                         $tag->{ch} = $ch;
818
819                         last;
820                 }
821                 else {
822                         $tag = $new_tag;
823
824                         $tag->{ref_loc} = $ref_loc;
825                         $tag->{ch} = $ch;
826                 }
827                 $ch++;
828         }
829         
830         ##
831         # Add key/value to bucket list
832         ##
833         my $result = $self->{engine}->add_bucket( $self, $tag, $md5, $key, $value );
834         
835         $self->unlock();
836
837         return $result;
838 }
839
840 sub FETCH {
841         ##
842         # Fetch single value or element given plain key or array index
843         ##
844     my $self = shift->_get_self;
845     my $key = shift;
846
847         my $md5 = $DIGEST_FUNC->($key);
848
849         ##
850         # Request shared lock for reading
851         ##
852         $self->lock( LOCK_SH );
853         
854         my $tag = $self->_find_bucket_list( $md5 );
855         if (!$tag) {
856                 $self->unlock();
857                 return;
858         }
859         
860         ##
861         # Get value from bucket list
862         ##
863         my $result = $self->{engine}->get_bucket_value( $self, $tag, $md5 );
864         
865         $self->unlock();
866         
867     #XXX What is ref() checking here?
868     #YYY Filters only apply on scalar values, so the ref check is making
869     #YYY sure the fetched bucket is a scalar, not a child hash or array.
870         return ($result && !ref($result) && $self->_root->{filter_fetch_value})
871         ? $self->_root->{filter_fetch_value}->($result)
872         : $result;
873 }
874
875 sub DELETE {
876         ##
877         # Delete single key/value pair or element given plain key or array index
878         ##
879     my $self = $_[0]->_get_self;
880         my $key = $_[1];
881         
882         my $md5 = $DIGEST_FUNC->($key);
883
884         ##
885         # Request exclusive lock for writing
886         ##
887         $self->lock( LOCK_EX );
888         
889         my $tag = $self->_find_bucket_list( $md5 );
890         if (!$tag) {
891                 $self->unlock();
892                 return;
893         }
894         
895         ##
896         # Delete bucket
897         ##
898     my $value = $self->{engine}->get_bucket_value($self,  $tag, $md5 );
899         if ($value && !ref($value) && $self->_root->{filter_fetch_value}) {
900         $value = $self->_root->{filter_fetch_value}->($value);
901     }
902
903         my $result = $self->_delete_bucket( $tag, $md5 );
904         
905         ##
906         # If this object is an array and the key deleted was on the end of the stack,
907         # decrement the length variable.
908         ##
909         
910         $self->unlock();
911         
912         return $value;
913 }
914
915 sub EXISTS {
916         ##
917         # Check if a single key or element exists given plain key or array index
918         ##
919     my $self = $_[0]->_get_self;
920         my $key = $_[1];
921         
922         my $md5 = $DIGEST_FUNC->($key);
923
924         ##
925         # Request shared lock for reading
926         ##
927         $self->lock( LOCK_SH );
928         
929         my $tag = $self->_find_bucket_list( $md5 );
930         
931         ##
932         # For some reason, the built-in exists() function returns '' for false
933         ##
934         if (!$tag) {
935                 $self->unlock();
936                 return '';
937         }
938         
939         ##
940         # Check if bucket exists and return 1 or ''
941         ##
942         my $result = $self->_bucket_exists( $tag, $md5 ) || '';
943         
944         $self->unlock();
945         
946         return $result;
947 }
948
949 sub CLEAR {
950         ##
951         # Clear all keys from hash, or all elements from array.
952         ##
953     my $self = $_[0]->_get_self;
954
955         ##
956         # Request exclusive lock for writing
957         ##
958         $self->lock( LOCK_EX );
959         
960     my $fh = $self->_fh;
961
962         seek($fh, $self->_base_offset + $self->_root->{file_offset}, SEEK_SET);
963         if (eof $fh) {
964                 $self->unlock();
965                 return;
966         }
967         
968         $self->{engine}->create_tag($self, $self->_base_offset, $self->_type, chr(0) x $INDEX_SIZE);
969         
970         $self->unlock();
971         
972         return 1;
973 }
974
975 ##
976 # Public method aliases
977 ##
978 sub put { (shift)->STORE( @_ ) }
979 sub store { (shift)->STORE( @_ ) }
980 sub get { (shift)->FETCH( @_ ) }
981 sub fetch { (shift)->FETCH( @_ ) }
982 sub delete { (shift)->DELETE( @_ ) }
983 sub exists { (shift)->EXISTS( @_ ) }
984 sub clear { (shift)->CLEAR( @_ ) }
985
986 package DBM::Deep::_::Root;
987
988 sub new {
989     my $class = shift;
990     my ($args) = @_;
991
992     my $self = bless {
993         file => undef,
994         fh => undef,
995         file_offset => 0,
996         end => 0,
997         autoflush => undef,
998         locking => undef,
999         debug => undef,
1000         filter_store_key => undef,
1001         filter_store_value => undef,
1002         filter_fetch_key => undef,
1003         filter_fetch_value => undef,
1004         autobless => undef,
1005         locked => 0,
1006         %$args,
1007     }, $class;
1008
1009     if ( $self->{fh} && !$self->{file_offset} ) {
1010         $self->{file_offset} = tell( $self->{fh} );
1011     }
1012
1013     return $self;
1014 }
1015
1016 sub DESTROY {
1017     my $self = shift;
1018     return unless $self;
1019
1020     close $self->{fh} if $self->{fh};
1021
1022     return;
1023 }
1024
1025 1;
1026
1027 __END__
1028
1029 =head1 NAME
1030
1031 DBM::Deep - A pure perl multi-level hash/array DBM
1032
1033 =head1 SYNOPSIS
1034
1035   use DBM::Deep;
1036   my $db = DBM::Deep->new( "foo.db" );
1037   
1038   $db->{key} = 'value'; # tie() style
1039   print $db->{key};
1040   
1041   $db->put('key' => 'value'); # OO style
1042   print $db->get('key');
1043   
1044   # true multi-level support
1045   $db->{my_complex} = [
1046         'hello', { perl => 'rules' }, 
1047         42, 99,
1048   ];
1049
1050 =head1 DESCRIPTION
1051
1052 A unique flat-file database module, written in pure perl.  True 
1053 multi-level hash/array support (unlike MLDBM, which is faked), hybrid 
1054 OO / tie() interface, cross-platform FTPable files, and quite fast.  Can 
1055 handle millions of keys and unlimited hash levels without significant 
1056 slow-down.  Written from the ground-up in pure perl -- this is NOT a 
1057 wrapper around a C-based DBM.  Out-of-the-box compatibility with Unix, 
1058 Mac OS X and Windows.
1059
1060 =head1 INSTALLATION
1061
1062 Hopefully you are using Perl's excellent CPAN module, which will download
1063 and install the module for you.  If not, get the tarball, and run these 
1064 commands:
1065
1066         tar zxf DBM-Deep-*
1067         cd DBM-Deep-*
1068         perl Makefile.PL
1069         make
1070         make test
1071         make install
1072
1073 =head1 SETUP
1074
1075 Construction can be done OO-style (which is the recommended way), or using 
1076 Perl's tie() function.  Both are examined here.
1077
1078 =head2 OO CONSTRUCTION
1079
1080 The recommended way to construct a DBM::Deep object is to use the new()
1081 method, which gets you a blessed, tied hash or array reference.
1082
1083         my $db = DBM::Deep->new( "foo.db" );
1084
1085 This opens a new database handle, mapped to the file "foo.db".  If this
1086 file does not exist, it will automatically be created.  DB files are 
1087 opened in "r+" (read/write) mode, and the type of object returned is a
1088 hash, unless otherwise specified (see L<OPTIONS> below).
1089
1090 You can pass a number of options to the constructor to specify things like
1091 locking, autoflush, etc.  This is done by passing an inline hash:
1092
1093         my $db = DBM::Deep->new(
1094                 file => "foo.db",
1095                 locking => 1,
1096                 autoflush => 1
1097         );
1098
1099 Notice that the filename is now specified I<inside> the hash with
1100 the "file" parameter, as opposed to being the sole argument to the 
1101 constructor.  This is required if any options are specified.
1102 See L<OPTIONS> below for the complete list.
1103
1104
1105
1106 You can also start with an array instead of a hash.  For this, you must
1107 specify the C<type> parameter:
1108
1109         my $db = DBM::Deep->new(
1110                 file => "foo.db",
1111                 type => DBM::Deep->TYPE_ARRAY
1112         );
1113
1114 B<Note:> Specifing the C<type> parameter only takes effect when beginning
1115 a new DB file.  If you create a DBM::Deep object with an existing file, the
1116 C<type> will be loaded from the file header, and an error will be thrown if
1117 the wrong type is passed in.
1118
1119 =head2 TIE CONSTRUCTION
1120
1121 Alternately, you can create a DBM::Deep handle by using Perl's built-in
1122 tie() function.  The object returned from tie() can be used to call methods,
1123 such as lock() and unlock(), but cannot be used to assign to the DBM::Deep
1124 file (as expected with most tie'd objects).
1125
1126         my %hash;
1127         my $db = tie %hash, "DBM::Deep", "foo.db";
1128         
1129         my @array;
1130         my $db = tie @array, "DBM::Deep", "bar.db";
1131
1132 As with the OO constructor, you can replace the DB filename parameter with
1133 a hash containing one or more options (see L<OPTIONS> just below for the
1134 complete list).
1135
1136         tie %hash, "DBM::Deep", {
1137                 file => "foo.db",
1138                 locking => 1,
1139                 autoflush => 1
1140         };
1141
1142 =head2 OPTIONS
1143
1144 There are a number of options that can be passed in when constructing your
1145 DBM::Deep objects.  These apply to both the OO- and tie- based approaches.
1146
1147 =over
1148
1149 =item * file
1150
1151 Filename of the DB file to link the handle to.  You can pass a full absolute
1152 filesystem path, partial path, or a plain filename if the file is in the 
1153 current working directory.  This is a required parameter (though q.v. fh).
1154
1155 =item * fh
1156
1157 If you want, you can pass in the fh instead of the file. This is most useful for doing
1158 something like:
1159
1160   my $db = DBM::Deep->new( { fh => \*DATA } );
1161
1162 You are responsible for making sure that the fh has been opened appropriately for your
1163 needs. If you open it read-only and attempt to write, an exception will be thrown. If you
1164 open it write-only or append-only, an exception will be thrown immediately as DBM::Deep
1165 needs to read from the fh.
1166
1167 =item * file_offset
1168
1169 This is the offset within the file that the DBM::Deep db starts. Most of the time, you will
1170 not need to set this. However, it's there if you want it.
1171
1172 If you pass in fh and do not set this, it will be set appropriately.
1173
1174 =item * type
1175
1176 This parameter specifies what type of object to create, a hash or array.  Use
1177 one of these two constants: C<DBM::Deep-E<gt>TYPE_HASH> or C<DBM::Deep-E<gt>TYPE_ARRAY>.
1178 This only takes effect when beginning a new file.  This is an optional 
1179 parameter, and defaults to C<DBM::Deep-E<gt>TYPE_HASH>.
1180
1181 =item * locking
1182
1183 Specifies whether locking is to be enabled.  DBM::Deep uses Perl's Fnctl flock()
1184 function to lock the database in exclusive mode for writes, and shared mode for
1185 reads.  Pass any true value to enable.  This affects the base DB handle I<and 
1186 any child hashes or arrays> that use the same DB file.  This is an optional 
1187 parameter, and defaults to 0 (disabled).  See L<LOCKING> below for more.
1188
1189 =item * autoflush
1190
1191 Specifies whether autoflush is to be enabled on the underlying filehandle.  
1192 This obviously slows down write operations, but is required if you may have 
1193 multiple processes accessing the same DB file (also consider enable I<locking>).  
1194 Pass any true value to enable.  This is an optional parameter, and defaults to 0 
1195 (disabled).
1196
1197 =item * autobless
1198
1199 If I<autobless> mode is enabled, DBM::Deep will preserve blessed hashes, and
1200 restore them when fetched.  This is an B<experimental> feature, and does have
1201 side-effects.  Basically, when hashes are re-blessed into their original
1202 classes, they are no longer blessed into the DBM::Deep class!  So you won't be
1203 able to call any DBM::Deep methods on them.  You have been warned.
1204 This is an optional parameter, and defaults to 0 (disabled).
1205
1206 =item * filter_*
1207
1208 See L<FILTERS> below.
1209
1210 =item * debug
1211
1212 Setting I<debug> mode will make all errors non-fatal, dump them out to
1213 STDERR, and continue on.  This is for debugging purposes only, and probably
1214 not what you want.  This is an optional parameter, and defaults to 0 (disabled).
1215
1216 B<NOTE>: This parameter is considered deprecated and should not be used anymore.
1217
1218 =back
1219
1220 =head1 TIE INTERFACE
1221
1222 With DBM::Deep you can access your databases using Perl's standard hash/array
1223 syntax.  Because all DBM::Deep objects are I<tied> to hashes or arrays, you can
1224 treat them as such.  DBM::Deep will intercept all reads/writes and direct them
1225 to the right place -- the DB file.  This has nothing to do with the
1226 L<TIE CONSTRUCTION> section above.  This simply tells you how to use DBM::Deep
1227 using regular hashes and arrays, rather than calling functions like C<get()>
1228 and C<put()> (although those work too).  It is entirely up to you how to want
1229 to access your databases.
1230
1231 =head2 HASHES
1232
1233 You can treat any DBM::Deep object like a normal Perl hash reference.  Add keys,
1234 or even nested hashes (or arrays) using standard Perl syntax:
1235
1236         my $db = DBM::Deep->new( "foo.db" );
1237         
1238         $db->{mykey} = "myvalue";
1239         $db->{myhash} = {};
1240         $db->{myhash}->{subkey} = "subvalue";
1241
1242         print $db->{myhash}->{subkey} . "\n";
1243
1244 You can even step through hash keys using the normal Perl C<keys()> function:
1245
1246         foreach my $key (keys %$db) {
1247                 print "$key: " . $db->{$key} . "\n";
1248         }
1249
1250 Remember that Perl's C<keys()> function extracts I<every> key from the hash and
1251 pushes them onto an array, all before the loop even begins.  If you have an 
1252 extra large hash, this may exhaust Perl's memory.  Instead, consider using 
1253 Perl's C<each()> function, which pulls keys/values one at a time, using very 
1254 little memory:
1255
1256         while (my ($key, $value) = each %$db) {
1257                 print "$key: $value\n";
1258         }
1259
1260 Please note that when using C<each()>, you should always pass a direct
1261 hash reference, not a lookup.  Meaning, you should B<never> do this:
1262
1263         # NEVER DO THIS
1264         while (my ($key, $value) = each %{$db->{foo}}) { # BAD
1265
1266 This causes an infinite loop, because for each iteration, Perl is calling
1267 FETCH() on the $db handle, resulting in a "new" hash for foo every time, so
1268 it effectively keeps returning the first key over and over again. Instead, 
1269 assign a temporary variable to C<$db->{foo}>, then pass that to each().
1270
1271 =head2 ARRAYS
1272
1273 As with hashes, you can treat any DBM::Deep object like a normal Perl array
1274 reference.  This includes inserting, removing and manipulating elements, 
1275 and the C<push()>, C<pop()>, C<shift()>, C<unshift()> and C<splice()> functions.
1276 The object must have first been created using type C<DBM::Deep-E<gt>TYPE_ARRAY>, 
1277 or simply be a nested array reference inside a hash.  Example:
1278
1279         my $db = DBM::Deep->new(
1280                 file => "foo-array.db",
1281                 type => DBM::Deep->TYPE_ARRAY
1282         );
1283         
1284         $db->[0] = "foo";
1285         push @$db, "bar", "baz";
1286         unshift @$db, "bah";
1287         
1288         my $last_elem = pop @$db; # baz
1289         my $first_elem = shift @$db; # bah
1290         my $second_elem = $db->[1]; # bar
1291         
1292         my $num_elements = scalar @$db;
1293
1294 =head1 OO INTERFACE
1295
1296 In addition to the I<tie()> interface, you can also use a standard OO interface
1297 to manipulate all aspects of DBM::Deep databases.  Each type of object (hash or
1298 array) has its own methods, but both types share the following common methods: 
1299 C<put()>, C<get()>, C<exists()>, C<delete()> and C<clear()>.
1300
1301 =over
1302
1303 =item * new() / clone()
1304
1305 These are the constructor and copy-functions.
1306
1307 =item * put() / store()
1308
1309 Stores a new hash key/value pair, or sets an array element value.  Takes two
1310 arguments, the hash key or array index, and the new value.  The value can be
1311 a scalar, hash ref or array ref.  Returns true on success, false on failure.
1312
1313         $db->put("foo", "bar"); # for hashes
1314         $db->put(1, "bar"); # for arrays
1315
1316 =item * get() / fetch()
1317
1318 Fetches the value of a hash key or array element.  Takes one argument: the hash
1319 key or array index.  Returns a scalar, hash ref or array ref, depending on the 
1320 data type stored.
1321
1322         my $value = $db->get("foo"); # for hashes
1323         my $value = $db->get(1); # for arrays
1324
1325 =item * exists()
1326
1327 Checks if a hash key or array index exists.  Takes one argument: the hash key 
1328 or array index.  Returns true if it exists, false if not.
1329
1330         if ($db->exists("foo")) { print "yay!\n"; } # for hashes
1331         if ($db->exists(1)) { print "yay!\n"; } # for arrays
1332
1333 =item * delete()
1334
1335 Deletes one hash key/value pair or array element.  Takes one argument: the hash
1336 key or array index.  Returns true on success, false if not found.  For arrays,
1337 the remaining elements located after the deleted element are NOT moved over.
1338 The deleted element is essentially just undefined, which is exactly how Perl's
1339 internal arrays work.  Please note that the space occupied by the deleted 
1340 key/value or element is B<not> reused again -- see L<UNUSED SPACE RECOVERY> 
1341 below for details and workarounds.
1342
1343         $db->delete("foo"); # for hashes
1344         $db->delete(1); # for arrays
1345
1346 =item * clear()
1347
1348 Deletes B<all> hash keys or array elements.  Takes no arguments.  No return 
1349 value.  Please note that the space occupied by the deleted keys/values or 
1350 elements is B<not> reused again -- see L<UNUSED SPACE RECOVERY> below for 
1351 details and workarounds.
1352
1353         $db->clear(); # hashes or arrays
1354
1355 =item * lock() / unlock()
1356
1357 q.v. Locking.
1358
1359 =item * optimize()
1360
1361 Recover lost disk space.
1362
1363 =item * import() / export()
1364
1365 Data going in and out.
1366
1367 =item * set_digest() / set_pack() / set_filter()
1368
1369 q.v. adjusting the interal parameters.
1370
1371 =back
1372
1373 =head2 HASHES
1374
1375 For hashes, DBM::Deep supports all the common methods described above, and the 
1376 following additional methods: C<first_key()> and C<next_key()>.
1377
1378 =over
1379
1380 =item * first_key()
1381
1382 Returns the "first" key in the hash.  As with built-in Perl hashes, keys are 
1383 fetched in an undefined order (which appears random).  Takes no arguments, 
1384 returns the key as a scalar value.
1385
1386         my $key = $db->first_key();
1387
1388 =item * next_key()
1389
1390 Returns the "next" key in the hash, given the previous one as the sole argument.
1391 Returns undef if there are no more keys to be fetched.
1392
1393         $key = $db->next_key($key);
1394
1395 =back
1396
1397 Here are some examples of using hashes:
1398
1399         my $db = DBM::Deep->new( "foo.db" );
1400         
1401         $db->put("foo", "bar");
1402         print "foo: " . $db->get("foo") . "\n";
1403         
1404         $db->put("baz", {}); # new child hash ref
1405         $db->get("baz")->put("buz", "biz");
1406         print "buz: " . $db->get("baz")->get("buz") . "\n";
1407         
1408         my $key = $db->first_key();
1409         while ($key) {
1410                 print "$key: " . $db->get($key) . "\n";
1411                 $key = $db->next_key($key);     
1412         }
1413         
1414         if ($db->exists("foo")) { $db->delete("foo"); }
1415
1416 =head2 ARRAYS
1417
1418 For arrays, DBM::Deep supports all the common methods described above, and the 
1419 following additional methods: C<length()>, C<push()>, C<pop()>, C<shift()>, 
1420 C<unshift()> and C<splice()>.
1421
1422 =over
1423
1424 =item * length()
1425
1426 Returns the number of elements in the array.  Takes no arguments.
1427
1428         my $len = $db->length();
1429
1430 =item * push()
1431
1432 Adds one or more elements onto the end of the array.  Accepts scalars, hash 
1433 refs or array refs.  No return value.
1434
1435         $db->push("foo", "bar", {});
1436
1437 =item * pop()
1438
1439 Fetches the last element in the array, and deletes it.  Takes no arguments.
1440 Returns undef if array is empty.  Returns the element value.
1441
1442         my $elem = $db->pop();
1443
1444 =item * shift()
1445
1446 Fetches the first element in the array, deletes it, then shifts all the 
1447 remaining elements over to take up the space.  Returns the element value.  This 
1448 method is not recommended with large arrays -- see L<LARGE ARRAYS> below for 
1449 details.
1450
1451         my $elem = $db->shift();
1452
1453 =item * unshift()
1454
1455 Inserts one or more elements onto the beginning of the array, shifting all 
1456 existing elements over to make room.  Accepts scalars, hash refs or array refs.  
1457 No return value.  This method is not recommended with large arrays -- see 
1458 <LARGE ARRAYS> below for details.
1459
1460         $db->unshift("foo", "bar", {});
1461
1462 =item * splice()
1463
1464 Performs exactly like Perl's built-in function of the same name.  See L<perldoc 
1465 -f splice> for usage -- it is too complicated to document here.  This method is
1466 not recommended with large arrays -- see L<LARGE ARRAYS> below for details.
1467
1468 =back
1469
1470 Here are some examples of using arrays:
1471
1472         my $db = DBM::Deep->new(
1473                 file => "foo.db",
1474                 type => DBM::Deep->TYPE_ARRAY
1475         );
1476         
1477         $db->push("bar", "baz");
1478         $db->unshift("foo");
1479         $db->put(3, "buz");
1480         
1481         my $len = $db->length();
1482         print "length: $len\n"; # 4
1483         
1484         for (my $k=0; $k<$len; $k++) {
1485                 print "$k: " . $db->get($k) . "\n";
1486         }
1487         
1488         $db->splice(1, 2, "biz", "baf");
1489         
1490         while (my $elem = shift @$db) {
1491                 print "shifted: $elem\n";
1492         }
1493
1494 =head1 LOCKING
1495
1496 Enable automatic file locking by passing a true value to the C<locking> 
1497 parameter when constructing your DBM::Deep object (see L<SETUP> above).
1498
1499         my $db = DBM::Deep->new(
1500                 file => "foo.db",
1501                 locking => 1
1502         );
1503
1504 This causes DBM::Deep to C<flock()> the underlying filehandle with exclusive 
1505 mode for writes, and shared mode for reads.  This is required if you have 
1506 multiple processes accessing the same database file, to avoid file corruption.  
1507 Please note that C<flock()> does NOT work for files over NFS.  See L<DB OVER 
1508 NFS> below for more.
1509
1510 =head2 EXPLICIT LOCKING
1511
1512 You can explicitly lock a database, so it remains locked for multiple 
1513 transactions.  This is done by calling the C<lock()> method, and passing an 
1514 optional lock mode argument (defaults to exclusive mode).  This is particularly
1515 useful for things like counters, where the current value needs to be fetched, 
1516 then incremented, then stored again.
1517
1518         $db->lock();
1519         my $counter = $db->get("counter");
1520         $counter++;
1521         $db->put("counter", $counter);
1522         $db->unlock();
1523
1524         # or...
1525         
1526         $db->lock();
1527         $db->{counter}++;
1528         $db->unlock();
1529
1530 You can pass C<lock()> an optional argument, which specifies which mode to use
1531 (exclusive or shared).  Use one of these two constants: C<DBM::Deep-E<gt>LOCK_EX> 
1532 or C<DBM::Deep-E<gt>LOCK_SH>.  These are passed directly to C<flock()>, and are the 
1533 same as the constants defined in Perl's C<Fcntl> module.
1534
1535         $db->lock( DBM::Deep->LOCK_SH );
1536         # something here
1537         $db->unlock();
1538
1539 =head1 IMPORTING/EXPORTING
1540
1541 You can import existing complex structures by calling the C<import()> method,
1542 and export an entire database into an in-memory structure using the C<export()>
1543 method.  Both are examined here.
1544
1545 =head2 IMPORTING
1546
1547 Say you have an existing hash with nested hashes/arrays inside it.  Instead of
1548 walking the structure and adding keys/elements to the database as you go, 
1549 simply pass a reference to the C<import()> method.  This recursively adds 
1550 everything to an existing DBM::Deep object for you.  Here is an example:
1551
1552         my $struct = {
1553                 key1 => "value1",
1554                 key2 => "value2",
1555                 array1 => [ "elem0", "elem1", "elem2" ],
1556                 hash1 => {
1557                         subkey1 => "subvalue1",
1558                         subkey2 => "subvalue2"
1559                 }
1560         };
1561         
1562         my $db = DBM::Deep->new( "foo.db" );
1563         $db->import( $struct );
1564         
1565         print $db->{key1} . "\n"; # prints "value1"
1566
1567 This recursively imports the entire C<$struct> object into C<$db>, including 
1568 all nested hashes and arrays.  If the DBM::Deep object contains exsiting data,
1569 keys are merged with the existing ones, replacing if they already exist.  
1570 The C<import()> method can be called on any database level (not just the base 
1571 level), and works with both hash and array DB types.
1572
1573 B<Note:> Make sure your existing structure has no circular references in it.
1574 These will cause an infinite loop when importing.
1575
1576 =head2 EXPORTING
1577
1578 Calling the C<export()> method on an existing DBM::Deep object will return 
1579 a reference to a new in-memory copy of the database.  The export is done 
1580 recursively, so all nested hashes/arrays are all exported to standard Perl
1581 objects.  Here is an example:
1582
1583         my $db = DBM::Deep->new( "foo.db" );
1584         
1585         $db->{key1} = "value1";
1586         $db->{key2} = "value2";
1587         $db->{hash1} = {};
1588         $db->{hash1}->{subkey1} = "subvalue1";
1589         $db->{hash1}->{subkey2} = "subvalue2";
1590         
1591         my $struct = $db->export();
1592         
1593         print $struct->{key1} . "\n"; # prints "value1"
1594
1595 This makes a complete copy of the database in memory, and returns a reference
1596 to it.  The C<export()> method can be called on any database level (not just 
1597 the base level), and works with both hash and array DB types.  Be careful of 
1598 large databases -- you can store a lot more data in a DBM::Deep object than an 
1599 in-memory Perl structure.
1600
1601 B<Note:> Make sure your database has no circular references in it.
1602 These will cause an infinite loop when exporting.
1603
1604 =head1 FILTERS
1605
1606 DBM::Deep has a number of hooks where you can specify your own Perl function
1607 to perform filtering on incoming or outgoing data.  This is a perfect
1608 way to extend the engine, and implement things like real-time compression or
1609 encryption.  Filtering applies to the base DB level, and all child hashes / 
1610 arrays.  Filter hooks can be specified when your DBM::Deep object is first 
1611 constructed, or by calling the C<set_filter()> method at any time.  There are 
1612 four available filter hooks, described below:
1613
1614 =over
1615
1616 =item * filter_store_key
1617
1618 This filter is called whenever a hash key is stored.  It 
1619 is passed the incoming key, and expected to return a transformed key.
1620
1621 =item * filter_store_value
1622
1623 This filter is called whenever a hash key or array element is stored.  It 
1624 is passed the incoming value, and expected to return a transformed value.
1625
1626 =item * filter_fetch_key
1627
1628 This filter is called whenever a hash key is fetched (i.e. via 
1629 C<first_key()> or C<next_key()>).  It is passed the transformed key,
1630 and expected to return the plain key.
1631
1632 =item * filter_fetch_value
1633
1634 This filter is called whenever a hash key or array element is fetched.  
1635 It is passed the transformed value, and expected to return the plain value.
1636
1637 =back
1638
1639 Here are the two ways to setup a filter hook:
1640
1641         my $db = DBM::Deep->new(
1642                 file => "foo.db",
1643                 filter_store_value => \&my_filter_store,
1644                 filter_fetch_value => \&my_filter_fetch
1645         );
1646         
1647         # or...
1648         
1649         $db->set_filter( "filter_store_value", \&my_filter_store );
1650         $db->set_filter( "filter_fetch_value", \&my_filter_fetch );
1651
1652 Your filter function will be called only when dealing with SCALAR keys or
1653 values.  When nested hashes and arrays are being stored/fetched, filtering
1654 is bypassed.  Filters are called as static functions, passed a single SCALAR 
1655 argument, and expected to return a single SCALAR value.  If you want to
1656 remove a filter, set the function reference to C<undef>:
1657
1658         $db->set_filter( "filter_store_value", undef );
1659
1660 =head2 REAL-TIME ENCRYPTION EXAMPLE
1661
1662 Here is a working example that uses the I<Crypt::Blowfish> module to 
1663 do real-time encryption / decryption of keys & values with DBM::Deep Filters.
1664 Please visit L<http://search.cpan.org/search?module=Crypt::Blowfish> for more 
1665 on I<Crypt::Blowfish>.  You'll also need the I<Crypt::CBC> module.
1666
1667         use DBM::Deep;
1668         use Crypt::Blowfish;
1669         use Crypt::CBC;
1670         
1671         my $cipher = Crypt::CBC->new({
1672                 'key'             => 'my secret key',
1673                 'cipher'          => 'Blowfish',
1674                 'iv'              => '$KJh#(}q',
1675                 'regenerate_key'  => 0,
1676                 'padding'         => 'space',
1677                 'prepend_iv'      => 0
1678         });
1679         
1680         my $db = DBM::Deep->new(
1681                 file => "foo-encrypt.db",
1682                 filter_store_key => \&my_encrypt,
1683                 filter_store_value => \&my_encrypt,
1684                 filter_fetch_key => \&my_decrypt,
1685                 filter_fetch_value => \&my_decrypt,
1686         );
1687         
1688         $db->{key1} = "value1";
1689         $db->{key2} = "value2";
1690         print "key1: " . $db->{key1} . "\n";
1691         print "key2: " . $db->{key2} . "\n";
1692         
1693         undef $db;
1694         exit;
1695         
1696         sub my_encrypt {
1697                 return $cipher->encrypt( $_[0] );
1698         }
1699         sub my_decrypt {
1700                 return $cipher->decrypt( $_[0] );
1701         }
1702
1703 =head2 REAL-TIME COMPRESSION EXAMPLE
1704
1705 Here is a working example that uses the I<Compress::Zlib> module to do real-time
1706 compression / decompression of keys & values with DBM::Deep Filters.
1707 Please visit L<http://search.cpan.org/search?module=Compress::Zlib> for 
1708 more on I<Compress::Zlib>.
1709
1710         use DBM::Deep;
1711         use Compress::Zlib;
1712         
1713         my $db = DBM::Deep->new(
1714                 file => "foo-compress.db",
1715                 filter_store_key => \&my_compress,
1716                 filter_store_value => \&my_compress,
1717                 filter_fetch_key => \&my_decompress,
1718                 filter_fetch_value => \&my_decompress,
1719         );
1720         
1721         $db->{key1} = "value1";
1722         $db->{key2} = "value2";
1723         print "key1: " . $db->{key1} . "\n";
1724         print "key2: " . $db->{key2} . "\n";
1725         
1726         undef $db;
1727         exit;
1728         
1729         sub my_compress {
1730                 return Compress::Zlib::memGzip( $_[0] ) ;
1731         }
1732         sub my_decompress {
1733                 return Compress::Zlib::memGunzip( $_[0] ) ;
1734         }
1735
1736 B<Note:> Filtering of keys only applies to hashes.  Array "keys" are
1737 actually numerical index numbers, and are not filtered.
1738
1739 =head1 ERROR HANDLING
1740
1741 Most DBM::Deep methods return a true value for success, and call die() on
1742 failure.  You can wrap calls in an eval block to catch the die.
1743
1744         my $db = DBM::Deep->new( "foo.db" ); # create hash
1745         eval { $db->push("foo"); }; # ILLEGAL -- push is array-only call
1746         
1747     print $@;           # prints error message
1748
1749 =head1 LARGEFILE SUPPORT
1750
1751 If you have a 64-bit system, and your Perl is compiled with both LARGEFILE
1752 and 64-bit support, you I<may> be able to create databases larger than 2 GB.
1753 DBM::Deep by default uses 32-bit file offset tags, but these can be changed
1754 by calling the static C<set_pack()> method before you do anything else.
1755
1756         DBM::Deep::set_pack(8, 'Q');
1757
1758 This tells DBM::Deep to pack all file offsets with 8-byte (64-bit) quad words 
1759 instead of 32-bit longs.  After setting these values your DB files have a 
1760 theoretical maximum size of 16 XB (exabytes).
1761
1762 B<Note:> Changing these values will B<NOT> work for existing database files.
1763 Only change this for new files, and make sure it stays set consistently 
1764 throughout the file's life.  If you do set these values, you can no longer 
1765 access 32-bit DB files.  You can, however, call C<set_pack(4, 'N')> to change 
1766 back to 32-bit mode.
1767
1768 B<Note:> I have not personally tested files > 2 GB -- all my systems have 
1769 only a 32-bit Perl.  However, I have received user reports that this does 
1770 indeed work!
1771
1772 =head1 LOW-LEVEL ACCESS
1773
1774 If you require low-level access to the underlying filehandle that DBM::Deep uses,
1775 you can call the C<_fh()> method, which returns the handle:
1776
1777         my $fh = $db->_fh();
1778
1779 This method can be called on the root level of the datbase, or any child
1780 hashes or arrays.  All levels share a I<root> structure, which contains things
1781 like the filehandle, a reference counter, and all the options specified
1782 when you created the object.  You can get access to this root structure by 
1783 calling the C<root()> method.
1784
1785         my $root = $db->_root();
1786
1787 This is useful for changing options after the object has already been created,
1788 such as enabling/disabling locking, or debug modes.  You can also
1789 store your own temporary user data in this structure (be wary of name 
1790 collision), which is then accessible from any child hash or array.
1791
1792 =head1 CUSTOM DIGEST ALGORITHM
1793
1794 DBM::Deep by default uses the I<Message Digest 5> (MD5) algorithm for hashing
1795 keys.  However you can override this, and use another algorithm (such as SHA-256)
1796 or even write your own.  But please note that DBM::Deep currently expects zero 
1797 collisions, so your algorithm has to be I<perfect>, so to speak.
1798 Collision detection may be introduced in a later version.
1799
1800
1801
1802 You can specify a custom digest algorithm by calling the static C<set_digest()> 
1803 function, passing a reference to a subroutine, and the length of the algorithm's 
1804 hashes (in bytes).  This is a global static function, which affects ALL DBM::Deep 
1805 objects.  Here is a working example that uses a 256-bit hash from the 
1806 I<Digest::SHA256> module.  Please see 
1807 L<http://search.cpan.org/search?module=Digest::SHA256> for more.
1808
1809         use DBM::Deep;
1810         use Digest::SHA256;
1811         
1812         my $context = Digest::SHA256::new(256);
1813         
1814         DBM::Deep::set_digest( \&my_digest, 32 );
1815         
1816         my $db = DBM::Deep->new( "foo-sha.db" );
1817         
1818         $db->{key1} = "value1";
1819         $db->{key2} = "value2";
1820         print "key1: " . $db->{key1} . "\n";
1821         print "key2: " . $db->{key2} . "\n";
1822         
1823         undef $db;
1824         exit;
1825         
1826         sub my_digest {
1827                 return substr( $context->hash($_[0]), 0, 32 );
1828         }
1829
1830 B<Note:> Your returned digest strings must be B<EXACTLY> the number
1831 of bytes you specify in the C<set_digest()> function (in this case 32).
1832
1833 =head1 CIRCULAR REFERENCES
1834
1835 DBM::Deep has B<experimental> support for circular references.  Meaning you
1836 can have a nested hash key or array element that points to a parent object.
1837 This relationship is stored in the DB file, and is preserved between sessions.
1838 Here is an example:
1839
1840         my $db = DBM::Deep->new( "foo.db" );
1841         
1842         $db->{foo} = "bar";
1843         $db->{circle} = $db; # ref to self
1844         
1845         print $db->{foo} . "\n"; # prints "foo"
1846         print $db->{circle}->{foo} . "\n"; # prints "foo" again
1847
1848 One catch is, passing the object to a function that recursively walks the
1849 object tree (such as I<Data::Dumper> or even the built-in C<optimize()> or
1850 C<export()> methods) will result in an infinite loop.  The other catch is, 
1851 if you fetch the I<key> of a circular reference (i.e. using the C<first_key()> 
1852 or C<next_key()> methods), you will get the I<target object's key>, not the 
1853 ref's key.  This gets even more interesting with the above example, where 
1854 the I<circle> key points to the base DB object, which technically doesn't 
1855 have a key.  So I made DBM::Deep return "[base]" as the key name in that 
1856 special case.
1857
1858 =head1 CAVEATS / ISSUES / BUGS
1859
1860 This section describes all the known issues with DBM::Deep.  It you have found
1861 something that is not listed here, please send e-mail to L<jhuckaby@cpan.org>.
1862
1863 =head2 UNUSED SPACE RECOVERY
1864
1865 One major caveat with DBM::Deep is that space occupied by existing keys and
1866 values is not recovered when they are deleted.  Meaning if you keep deleting
1867 and adding new keys, your file will continuously grow.  I am working on this,
1868 but in the meantime you can call the built-in C<optimize()> method from time to 
1869 time (perhaps in a crontab or something) to recover all your unused space.
1870
1871         $db->optimize(); # returns true on success
1872
1873 This rebuilds the ENTIRE database into a new file, then moves it on top of
1874 the original.  The new file will have no unused space, thus it will take up as
1875 little disk space as possible.  Please note that this operation can take 
1876 a long time for large files, and you need enough disk space to temporarily hold 
1877 2 copies of your DB file.  The temporary file is created in the same directory 
1878 as the original, named with a ".tmp" extension, and is deleted when the 
1879 operation completes.  Oh, and if locking is enabled, the DB is automatically 
1880 locked for the entire duration of the copy.
1881
1882 B<WARNING:> Only call optimize() on the top-level node of the database, and 
1883 make sure there are no child references lying around.  DBM::Deep keeps a reference 
1884 counter, and if it is greater than 1, optimize() will abort and return undef.
1885
1886 =head2 AUTOVIVIFICATION
1887
1888 Unfortunately, autovivification doesn't work with tied hashes.  This appears to 
1889 be a bug in Perl's tie() system, as I<Jakob Schmidt> encountered the very same 
1890 issue with his I<DWH_FIle> module (see L<http://search.cpan.org/search?module=DWH_File>),
1891 and it is also mentioned in the BUGS section for the I<MLDBM> module <see 
1892 L<http://search.cpan.org/search?module=MLDBM>).  Basically, on a new db file,
1893 this does not work:
1894
1895         $db->{foo}->{bar} = "hello";
1896
1897 Since "foo" doesn't exist, you cannot add "bar" to it.  You end up with "foo"
1898 being an empty hash.  Try this instead, which works fine:
1899
1900         $db->{foo} = { bar => "hello" };
1901
1902 As of Perl 5.8.7, this bug still exists.  I have walked very carefully through
1903 the execution path, and Perl indeed passes an empty hash to the STORE() method.
1904 Probably a bug in Perl.
1905
1906 =head2 FILE CORRUPTION
1907
1908 The current level of error handling in DBM::Deep is minimal.  Files I<are> checked
1909 for a 32-bit signature when opened, but other corruption in files can cause
1910 segmentation faults.  DBM::Deep may try to seek() past the end of a file, or get
1911 stuck in an infinite loop depending on the level of corruption.  File write
1912 operations are not checked for failure (for speed), so if you happen to run
1913 out of disk space, DBM::Deep will probably fail in a bad way.  These things will 
1914 be addressed in a later version of DBM::Deep.
1915
1916 =head2 DB OVER NFS
1917
1918 Beware of using DB files over NFS.  DBM::Deep uses flock(), which works well on local
1919 filesystems, but will NOT protect you from file corruption over NFS.  I've heard 
1920 about setting up your NFS server with a locking daemon, then using lockf() to 
1921 lock your files, but your mileage may vary there as well.  From what I 
1922 understand, there is no real way to do it.  However, if you need access to the 
1923 underlying filehandle in DBM::Deep for using some other kind of locking scheme like 
1924 lockf(), see the L<LOW-LEVEL ACCESS> section above.
1925
1926 =head2 COPYING OBJECTS
1927
1928 Beware of copying tied objects in Perl.  Very strange things can happen.  
1929 Instead, use DBM::Deep's C<clone()> method which safely copies the object and 
1930 returns a new, blessed, tied hash or array to the same level in the DB.
1931
1932         my $copy = $db->clone();
1933
1934 B<Note>: Since clone() here is cloning the object, not the database location, any
1935 modifications to either $db or $copy will be visible in both.
1936
1937 =head2 LARGE ARRAYS
1938
1939 Beware of using C<shift()>, C<unshift()> or C<splice()> with large arrays.
1940 These functions cause every element in the array to move, which can be murder
1941 on DBM::Deep, as every element has to be fetched from disk, then stored again in
1942 a different location.  This will be addressed in the forthcoming version 1.00.
1943
1944 =head2 WRITEONLY FILES
1945
1946 If you pass in a filehandle to new(), you may have opened it in either a readonly or
1947 writeonly mode. STORE will verify that the filehandle is writable. However, there
1948 doesn't seem to be a good way to determine if a filehandle is readable. And, if the
1949 filehandle isn't readable, it's not clear what will happen. So, don't do that.
1950
1951 =head1 PERFORMANCE
1952
1953 This section discusses DBM::Deep's speed and memory usage.
1954
1955 =head2 SPEED
1956
1957 Obviously, DBM::Deep isn't going to be as fast as some C-based DBMs, such as 
1958 the almighty I<BerkeleyDB>.  But it makes up for it in features like true
1959 multi-level hash/array support, and cross-platform FTPable files.  Even so,
1960 DBM::Deep is still pretty fast, and the speed stays fairly consistent, even
1961 with huge databases.  Here is some test data:
1962         
1963         Adding 1,000,000 keys to new DB file...
1964         
1965         At 100 keys, avg. speed is 2,703 keys/sec
1966         At 200 keys, avg. speed is 2,642 keys/sec
1967         At 300 keys, avg. speed is 2,598 keys/sec
1968         At 400 keys, avg. speed is 2,578 keys/sec
1969         At 500 keys, avg. speed is 2,722 keys/sec
1970         At 600 keys, avg. speed is 2,628 keys/sec
1971         At 700 keys, avg. speed is 2,700 keys/sec
1972         At 800 keys, avg. speed is 2,607 keys/sec
1973         At 900 keys, avg. speed is 2,190 keys/sec
1974         At 1,000 keys, avg. speed is 2,570 keys/sec
1975         At 2,000 keys, avg. speed is 2,417 keys/sec
1976         At 3,000 keys, avg. speed is 1,982 keys/sec
1977         At 4,000 keys, avg. speed is 1,568 keys/sec
1978         At 5,000 keys, avg. speed is 1,533 keys/sec
1979         At 6,000 keys, avg. speed is 1,787 keys/sec
1980         At 7,000 keys, avg. speed is 1,977 keys/sec
1981         At 8,000 keys, avg. speed is 2,028 keys/sec
1982         At 9,000 keys, avg. speed is 2,077 keys/sec
1983         At 10,000 keys, avg. speed is 2,031 keys/sec
1984         At 20,000 keys, avg. speed is 1,970 keys/sec
1985         At 30,000 keys, avg. speed is 2,050 keys/sec
1986         At 40,000 keys, avg. speed is 2,073 keys/sec
1987         At 50,000 keys, avg. speed is 1,973 keys/sec
1988         At 60,000 keys, avg. speed is 1,914 keys/sec
1989         At 70,000 keys, avg. speed is 2,091 keys/sec
1990         At 80,000 keys, avg. speed is 2,103 keys/sec
1991         At 90,000 keys, avg. speed is 1,886 keys/sec
1992         At 100,000 keys, avg. speed is 1,970 keys/sec
1993         At 200,000 keys, avg. speed is 2,053 keys/sec
1994         At 300,000 keys, avg. speed is 1,697 keys/sec
1995         At 400,000 keys, avg. speed is 1,838 keys/sec
1996         At 500,000 keys, avg. speed is 1,941 keys/sec
1997         At 600,000 keys, avg. speed is 1,930 keys/sec
1998         At 700,000 keys, avg. speed is 1,735 keys/sec
1999         At 800,000 keys, avg. speed is 1,795 keys/sec
2000         At 900,000 keys, avg. speed is 1,221 keys/sec
2001         At 1,000,000 keys, avg. speed is 1,077 keys/sec
2002
2003 This test was performed on a PowerMac G4 1gHz running Mac OS X 10.3.2 & Perl 
2004 5.8.1, with an 80GB Ultra ATA/100 HD spinning at 7200RPM.  The hash keys and 
2005 values were between 6 - 12 chars in length.  The DB file ended up at 210MB.  
2006 Run time was 12 min 3 sec.
2007
2008 =head2 MEMORY USAGE
2009
2010 One of the great things about DBM::Deep is that it uses very little memory.
2011 Even with huge databases (1,000,000+ keys) you will not see much increased
2012 memory on your process.  DBM::Deep relies solely on the filesystem for storing
2013 and fetching data.  Here is output from I</usr/bin/top> before even opening a
2014 database handle:
2015
2016           PID USER     PRI  NI  SIZE  RSS SHARE STAT %CPU %MEM   TIME COMMAND
2017         22831 root      11   0  2716 2716  1296 R     0.0  0.2   0:07 perl
2018
2019 Basically the process is taking 2,716K of memory.  And here is the same 
2020 process after storing and fetching 1,000,000 keys:
2021
2022           PID USER     PRI  NI  SIZE  RSS SHARE STAT %CPU %MEM   TIME COMMAND
2023         22831 root      14   0  2772 2772  1328 R     0.0  0.2  13:32 perl
2024
2025 Notice the memory usage increased by only 56K.  Test was performed on a 700mHz 
2026 x86 box running Linux RedHat 7.2 & Perl 5.6.1.
2027
2028 =head1 DB FILE FORMAT
2029
2030 In case you were interested in the underlying DB file format, it is documented
2031 here in this section.  You don't need to know this to use the module, it's just 
2032 included for reference.
2033
2034 =head2 SIGNATURE
2035
2036 DBM::Deep files always start with a 32-bit signature to identify the file type.
2037 This is at offset 0.  The signature is "DPDB" in network byte order.  This is
2038 checked for when the file is opened and an error will be thrown if it's not found.
2039
2040 =head2 TAG
2041
2042 The DBM::Deep file is in a I<tagged format>, meaning each section of the file
2043 has a standard header containing the type of data, the length of data, and then 
2044 the data itself.  The type is a single character (1 byte), the length is a 
2045 32-bit unsigned long in network byte order, and the data is, well, the data.
2046 Here is how it unfolds:
2047
2048 =head2 MASTER INDEX
2049
2050 Immediately after the 32-bit file signature is the I<Master Index> record.  
2051 This is a standard tag header followed by 1024 bytes (in 32-bit mode) or 2048 
2052 bytes (in 64-bit mode) of data.  The type is I<H> for hash or I<A> for array, 
2053 depending on how the DBM::Deep object was constructed.
2054
2055 The index works by looking at a I<MD5 Hash> of the hash key (or array index 
2056 number).  The first 8-bit char of the MD5 signature is the offset into the 
2057 index, multipled by 4 in 32-bit mode, or 8 in 64-bit mode.  The value of the 
2058 index element is a file offset of the next tag for the key/element in question,
2059 which is usually a I<Bucket List> tag (see below).
2060
2061 The next tag I<could> be another index, depending on how many keys/elements
2062 exist.  See L<RE-INDEXING> below for details.
2063
2064 =head2 BUCKET LIST
2065
2066 A I<Bucket List> is a collection of 16 MD5 hashes for keys/elements, plus 
2067 file offsets to where the actual data is stored.  It starts with a standard 
2068 tag header, with type I<B>, and a data size of 320 bytes in 32-bit mode, or 
2069 384 bytes in 64-bit mode.  Each MD5 hash is stored in full (16 bytes), plus
2070 the 32-bit or 64-bit file offset for the I<Bucket> containing the actual data.
2071 When the list fills up, a I<Re-Index> operation is performed (See 
2072 L<RE-INDEXING> below).
2073
2074 =head2 BUCKET
2075
2076 A I<Bucket> is a tag containing a key/value pair (in hash mode), or a
2077 index/value pair (in array mode).  It starts with a standard tag header with
2078 type I<D> for scalar data (string, binary, etc.), or it could be a nested
2079 hash (type I<H>) or array (type I<A>).  The value comes just after the tag
2080 header.  The size reported in the tag header is only for the value, but then,
2081 just after the value is another size (32-bit unsigned long) and then the plain 
2082 key itself.  Since the value is likely to be fetched more often than the plain 
2083 key, I figured it would be I<slightly> faster to store the value first.
2084
2085 If the type is I<H> (hash) or I<A> (array), the value is another I<Master Index>
2086 record for the nested structure, where the process begins all over again.
2087
2088 =head2 RE-INDEXING
2089
2090 After a I<Bucket List> grows to 16 records, its allocated space in the file is
2091 exhausted.  Then, when another key/element comes in, the list is converted to a 
2092 new index record.  However, this index will look at the next char in the MD5 
2093 hash, and arrange new Bucket List pointers accordingly.  This process is called 
2094 I<Re-Indexing>.  Basically, a new index tag is created at the file EOF, and all 
2095 17 (16 + new one) keys/elements are removed from the old Bucket List and 
2096 inserted into the new index.  Several new Bucket Lists are created in the 
2097 process, as a new MD5 char from the key is being examined (it is unlikely that 
2098 the keys will all share the same next char of their MD5s).
2099
2100 Because of the way the I<MD5> algorithm works, it is impossible to tell exactly
2101 when the Bucket Lists will turn into indexes, but the first round tends to 
2102 happen right around 4,000 keys.  You will see a I<slight> decrease in 
2103 performance here, but it picks back up pretty quick (see L<SPEED> above).  Then 
2104 it takes B<a lot> more keys to exhaust the next level of Bucket Lists.  It's 
2105 right around 900,000 keys.  This process can continue nearly indefinitely -- 
2106 right up until the point the I<MD5> signatures start colliding with each other, 
2107 and this is B<EXTREMELY> rare -- like winning the lottery 5 times in a row AND 
2108 getting struck by lightning while you are walking to cash in your tickets.  
2109 Theoretically, since I<MD5> hashes are 128-bit values, you I<could> have up to 
2110 340,282,366,921,000,000,000,000,000,000,000,000,000 keys/elements (I believe 
2111 this is 340 unodecillion, but don't quote me).
2112
2113 =head2 STORING
2114
2115 When a new key/element is stored, the key (or index number) is first run through 
2116 I<Digest::MD5> to get a 128-bit signature (example, in hex: 
2117 b05783b0773d894396d475ced9d2f4f6).  Then, the I<Master Index> record is checked
2118 for the first char of the signature (in this case I<b0>).  If it does not exist,
2119 a new I<Bucket List> is created for our key (and the next 15 future keys that 
2120 happen to also have I<b> as their first MD5 char).  The entire MD5 is written 
2121 to the I<Bucket List> along with the offset of the new I<Bucket> record (EOF at
2122 this point, unless we are replacing an existing I<Bucket>), where the actual 
2123 data will be stored.
2124
2125 =head2 FETCHING
2126
2127 Fetching an existing key/element involves getting a I<Digest::MD5> of the key 
2128 (or index number), then walking along the indexes.  If there are enough 
2129 keys/elements in this DB level, there might be nested indexes, each linked to 
2130 a particular char of the MD5.  Finally, a I<Bucket List> is pointed to, which 
2131 contains up to 16 full MD5 hashes.  Each is checked for equality to the key in 
2132 question.  If we found a match, the I<Bucket> tag is loaded, where the value and 
2133 plain key are stored.
2134
2135 Fetching the plain key occurs when calling the I<first_key()> and I<next_key()>
2136 methods.  In this process the indexes are walked systematically, and each key
2137 fetched in increasing MD5 order (which is why it appears random).   Once the
2138 I<Bucket> is found, the value is skipped and the plain key returned instead.  
2139 B<Note:> Do not count on keys being fetched as if the MD5 hashes were 
2140 alphabetically sorted.  This only happens on an index-level -- as soon as the 
2141 I<Bucket Lists> are hit, the keys will come out in the order they went in -- 
2142 so it's pretty much undefined how the keys will come out -- just like Perl's 
2143 built-in hashes.
2144
2145 =head1 CODE COVERAGE
2146
2147 We use B<Devel::Cover> to test the code coverage of our tests, below is the
2148 B<Devel::Cover> report on this module's test suite.
2149
2150   ---------------------------- ------ ------ ------ ------ ------ ------ ------
2151   File                           stmt   bran   cond    sub    pod   time  total
2152   ---------------------------- ------ ------ ------ ------ ------ ------ ------
2153   blib/lib/DBM/Deep.pm           95.2   83.8   70.0   98.2  100.0   58.0   91.0
2154   blib/lib/DBM/Deep/Array.pm    100.0   91.1  100.0  100.0    n/a   26.7   98.0
2155   blib/lib/DBM/Deep/Hash.pm      95.3   80.0  100.0  100.0    n/a   15.3   92.4
2156   Total                          96.2   84.8   74.4   98.8  100.0  100.0   92.4
2157   ---------------------------- ------ ------ ------ ------ ------ ------ ------
2158
2159 =head1 MORE INFORMATION
2160
2161 Check out the DBM::Deep Google Group at L<http://groups.google.com/group/DBM-Deep>
2162 or send email to L<DBM-Deep@googlegroups.com>.
2163
2164 =head1 AUTHORS
2165
2166 Joseph Huckaby, L<jhuckaby@cpan.org>
2167
2168 Rob Kinyon, L<rkinyon@cpan.org>
2169
2170 Special thanks to Adam Sah and Rich Gaushell!  You know why :-)
2171
2172 =head1 SEE ALSO
2173
2174 perltie(1), Tie::Hash(3), Digest::MD5(3), Fcntl(3), flock(2), lockf(3), nfs(5),
2175 Digest::SHA256(3), Crypt::Blowfish(3), Compress::Zlib(3)
2176
2177 =head1 LICENSE
2178
2179 Copyright (c) 2002-2006 Joseph Huckaby.  All Rights Reserved.
2180 This is free software, you may use it and distribute it under the
2181 same terms as Perl itself.
2182
2183 =cut