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