r14853@rob-kinyons-computer: rob | 2007-01-18 02:01:33 -0500
[dbsrgits/DBM-Deep.git] / lib / DBM / Deep.pod
1 =head1 NAME
2
3 DBM::Deep - A pure perl multi-level hash/array DBM that supports transactions
4
5 =head1 SYNOPSIS
6
7   use DBM::Deep;
8   my $db = DBM::Deep->new( "foo.db" );
9
10   $db->{key} = 'value';
11   print $db->{key};
12
13   $db->put('key' => 'value');
14   print $db->get('key');
15
16   # true multi-level support
17   $db->{my_complex} = [
18       'hello', { perl => 'rules' },
19       42, 99,
20   ];
21
22   $db->begin_work;
23
24   # Do stuff here
25
26   $db->rollback;
27   $db->commit;
28
29   tie my %db, 'DBM::Deep', 'foo.db';
30   $db{key} = 'value';
31   print $db{key};
32
33   tied(%db)->put('key' => 'value');
34   print tied(%db)->get('key');
35
36 =head1 DESCRIPTION
37
38 A unique flat-file database module, written in pure perl.  True multi-level
39 hash/array support (unlike MLDBM, which is faked), hybrid OO / tie()
40 interface, cross-platform FTPable files, ACID transactions, and is quite fast.
41 Can handle millions of keys and unlimited levels without significant
42 slow-down.  Written from the ground-up in pure perl -- this is NOT a wrapper
43 around a C-based DBM.  Out-of-the-box compatibility with Unix, Mac OS X and
44 Windows.
45
46 =head1 VERSION DIFFERENCES
47
48 B<NOTE>: 0.99_03 has significant file format differences from prior versions.
49 THere will be a backwards-compatibility layer in 1.00, but that is slated for
50 a later 0.99_x release. This version is B<NOT> backwards compatible with any
51 other release of DBM::Deep.
52
53 B<NOTE>: 0.99_01 and above have significant file format differences from 0.983 and
54 before. There will be a backwards-compatibility layer in 1.00, but that is
55 slated for a later 0.99_x release. This version is B<NOT> backwards compatible
56 with 0.983 and before.
57
58 =head1 SETUP
59
60 Construction can be done OO-style (which is the recommended way), or using
61 Perl's tie() function.  Both are examined here.
62
63 =head2 OO CONSTRUCTION
64
65 The recommended way to construct a DBM::Deep object is to use the new()
66 method, which gets you a blessed I<and> tied hash (or array) reference.
67
68   my $db = DBM::Deep->new( "foo.db" );
69
70 This opens a new database handle, mapped to the file "foo.db".  If this
71 file does not exist, it will automatically be created.  DB files are
72 opened in "r+" (read/write) mode, and the type of object returned is a
73 hash, unless otherwise specified (see L<OPTIONS> below).
74
75 You can pass a number of options to the constructor to specify things like
76 locking, autoflush, etc.  This is done by passing an inline hash (or hashref):
77
78   my $db = DBM::Deep->new(
79       file      => "foo.db",
80       locking   => 1,
81       autoflush => 1
82   );
83
84 Notice that the filename is now specified I<inside> the hash with
85 the "file" parameter, as opposed to being the sole argument to the
86 constructor.  This is required if any options are specified.
87 See L<OPTIONS> below for the complete list.
88
89 You can also start with an array instead of a hash.  For this, you must
90 specify the C<type> parameter:
91
92   my $db = DBM::Deep->new(
93       file => "foo.db",
94       type => DBM::Deep->TYPE_ARRAY
95   );
96
97 B<Note:> Specifing the C<type> parameter only takes effect when beginning
98 a new DB file.  If you create a DBM::Deep object with an existing file, the
99 C<type> will be loaded from the file header, and an error will be thrown if
100 the wrong type is passed in.
101
102 =head2 TIE CONSTRUCTION
103
104 Alternately, you can create a DBM::Deep handle by using Perl's built-in
105 tie() function.  The object returned from tie() can be used to call methods,
106 such as lock() and unlock(). (That object can be retrieved from the tied
107 variable at any time using tied() - please see L<perltie/> for more info.
108
109   my %hash;
110   my $db = tie %hash, "DBM::Deep", "foo.db";
111
112   my @array;
113   my $db = tie @array, "DBM::Deep", "bar.db";
114
115 As with the OO constructor, you can replace the DB filename parameter with
116 a hash containing one or more options (see L<OPTIONS> just below for the
117 complete list).
118
119   tie %hash, "DBM::Deep", {
120       file => "foo.db",
121       locking => 1,
122       autoflush => 1
123   };
124
125 =head2 OPTIONS
126
127 There are a number of options that can be passed in when constructing your
128 DBM::Deep objects.  These apply to both the OO- and tie- based approaches.
129
130 =over
131
132 =item * file
133
134 Filename of the DB file to link the handle to.  You can pass a full absolute
135 filesystem path, partial path, or a plain filename if the file is in the
136 current working directory.  This is a required parameter (though q.v. fh).
137
138 =item * fh
139
140 If you want, you can pass in the fh instead of the file. This is most useful for doing
141 something like:
142
143   my $db = DBM::Deep->new( { fh => \*DATA } );
144
145 You are responsible for making sure that the fh has been opened appropriately for your
146 needs. If you open it read-only and attempt to write, an exception will be thrown. If you
147 open it write-only or append-only, an exception will be thrown immediately as DBM::Deep
148 needs to read from the fh.
149
150 =item * file_offset
151
152 This is the offset within the file that the DBM::Deep db starts. Most of the time, you will
153 not need to set this. However, it's there if you want it.
154
155 If you pass in fh and do not set this, it will be set appropriately.
156
157 =item * type
158
159 This parameter specifies what type of object to create, a hash or array.  Use
160 one of these two constants:
161
162 =over 4
163
164 =item * C<DBM::Deep-E<gt>TYPE_HASH>
165
166 =item * C<DBM::Deep-E<gt>TYPE_ARRAY>.
167
168 =back
169
170 This only takes effect when beginning a new file.  This is an optional
171 parameter, and defaults to C<DBM::Deep-E<gt>TYPE_HASH>.
172
173 =item * locking
174
175 Specifies whether locking is to be enabled.  DBM::Deep uses Perl's flock()
176 function to lock the database in exclusive mode for writes, and shared mode
177 for reads.  Pass any true value to enable.  This affects the base DB handle
178 I<and any child hashes or arrays> that use the same DB file.  This is an
179 optional parameter, and defaults to 0 (disabled).  See L<LOCKING> below for
180 more.
181
182 =item * autoflush
183
184 Specifies whether autoflush is to be enabled on the underlying filehandle.
185 This obviously slows down write operations, but is required if you may have
186 multiple processes accessing the same DB file (also consider enable I<locking>).
187 Pass any true value to enable.  This is an optional parameter, and defaults to 0
188 (disabled).
189
190 =item * filter_*
191
192 See L</FILTERS> below.
193
194 =back
195
196 The following parameters may be specified in the constructor the first time the
197 datafile is created. However, they will be stored in the header of the file and
198 cannot be overridden by subsequent openings of the file - the values will be set
199 from the values stored in the datafile's header.
200
201 =over 4
202
203 =item * num_txns
204
205 This is the maximum number of transactions that can be running at one time. The
206 default is two - the HEAD and one for imports. The minimum is two and the
207 maximum is 255. The more transactions, the larger and quicker the datafile grows.
208
209 See L</TRANSACTIONS> below.
210
211 =item * max_buckets
212
213 This is the number of entries that can be added before a reindexing. The larger
214 this number is made, the larger a file gets, but the better performance you will
215 have. The default and minimum number this can be is 16. There is no maximum, but
216 more than 32 isn't recommended.
217
218 =item * pack_size
219
220 This is the size of the file pointer used throughout the file. The valid values
221 are:
222
223 =over 4
224
225 =item * small
226
227 This uses 2-byte offsets, allowing for a maximum file size of 65K
228
229 =item * medium (default)
230
231 This uses 4-byte offsets, allowing for a maximum file size of 2G.
232
233 =item * large
234
235 This uses 8-byte offsets, allowing for a maximum file size of 16XB (exabytes).
236
237 =back
238
239 See L</LARGEFILE SUPPORT> for more information.
240
241 =back
242
243 =head1 TIE INTERFACE
244
245 With DBM::Deep you can access your databases using Perl's standard hash/array
246 syntax.  Because all DBM::Deep objects are I<tied> to hashes or arrays, you can
247 treat them as such.  DBM::Deep will intercept all reads/writes and direct them
248 to the right place -- the DB file.  This has nothing to do with the
249 L<TIE CONSTRUCTION> section above.  This simply tells you how to use DBM::Deep
250 using regular hashes and arrays, rather than calling functions like C<get()>
251 and C<put()> (although those work too).  It is entirely up to you how to want
252 to access your databases.
253
254 =head2 HASHES
255
256 You can treat any DBM::Deep object like a normal Perl hash reference.  Add keys,
257 or even nested hashes (or arrays) using standard Perl syntax:
258
259   my $db = DBM::Deep->new( "foo.db" );
260
261   $db->{mykey} = "myvalue";
262   $db->{myhash} = {};
263   $db->{myhash}->{subkey} = "subvalue";
264
265   print $db->{myhash}->{subkey} . "\n";
266
267 You can even step through hash keys using the normal Perl C<keys()> function:
268
269   foreach my $key (keys %$db) {
270       print "$key: " . $db->{$key} . "\n";
271   }
272
273 Remember that Perl's C<keys()> function extracts I<every> key from the hash and
274 pushes them onto an array, all before the loop even begins.  If you have an
275 extremely large hash, this may exhaust Perl's memory.  Instead, consider using
276 Perl's C<each()> function, which pulls keys/values one at a time, using very
277 little memory:
278
279   while (my ($key, $value) = each %$db) {
280       print "$key: $value\n";
281   }
282
283 Please note that when using C<each()>, you should always pass a direct
284 hash reference, not a lookup.  Meaning, you should B<never> do this:
285
286   # NEVER DO THIS
287   while (my ($key, $value) = each %{$db->{foo}}) { # BAD
288
289 This causes an infinite loop, because for each iteration, Perl is calling
290 FETCH() on the $db handle, resulting in a "new" hash for foo every time, so
291 it effectively keeps returning the first key over and over again. Instead,
292 assign a temporary variable to C<$db->{foo}>, then pass that to each().
293
294 =head2 ARRAYS
295
296 As with hashes, you can treat any DBM::Deep object like a normal Perl array
297 reference.  This includes inserting, removing and manipulating elements,
298 and the C<push()>, C<pop()>, C<shift()>, C<unshift()> and C<splice()> functions.
299 The object must have first been created using type C<DBM::Deep-E<gt>TYPE_ARRAY>,
300 or simply be a nested array reference inside a hash.  Example:
301
302   my $db = DBM::Deep->new(
303       file => "foo-array.db",
304       type => DBM::Deep->TYPE_ARRAY
305   );
306
307   $db->[0] = "foo";
308   push @$db, "bar", "baz";
309   unshift @$db, "bah";
310
311   my $last_elem = pop @$db; # baz
312   my $first_elem = shift @$db; # bah
313   my $second_elem = $db->[1]; # bar
314
315   my $num_elements = scalar @$db;
316
317 =head1 OO INTERFACE
318
319 In addition to the I<tie()> interface, you can also use a standard OO interface
320 to manipulate all aspects of DBM::Deep databases.  Each type of object (hash or
321 array) has its own methods, but both types share the following common methods:
322 C<put()>, C<get()>, C<exists()>, C<delete()> and C<clear()>. C<fetch()> and
323 C<store(> are aliases to C<put()> and C<get()>, respectively.
324
325 =over
326
327 =item * new() / clone()
328
329 These are the constructor and copy-functions.
330
331 =item * put() / store()
332
333 Stores a new hash key/value pair, or sets an array element value.  Takes two
334 arguments, the hash key or array index, and the new value.  The value can be
335 a scalar, hash ref or array ref.  Returns true on success, false on failure.
336
337   $db->put("foo", "bar"); # for hashes
338   $db->put(1, "bar"); # for arrays
339
340 =item * get() / fetch()
341
342 Fetches the value of a hash key or array element.  Takes one argument: the hash
343 key or array index.  Returns a scalar, hash ref or array ref, depending on the
344 data type stored.
345
346   my $value = $db->get("foo"); # for hashes
347   my $value = $db->get(1); # for arrays
348
349 =item * exists()
350
351 Checks if a hash key or array index exists.  Takes one argument: the hash key
352 or array index.  Returns true if it exists, false if not.
353
354   if ($db->exists("foo")) { print "yay!\n"; } # for hashes
355   if ($db->exists(1)) { print "yay!\n"; } # for arrays
356
357 =item * delete()
358
359 Deletes one hash key/value pair or array element.  Takes one argument: the hash
360 key or array index.  Returns true on success, false if not found.  For arrays,
361 the remaining elements located after the deleted element are NOT moved over.
362 The deleted element is essentially just undefined, which is exactly how Perl's
363 internal arrays work.  Please note that the space occupied by the deleted
364 key/value or element is B<not> reused again -- see L<UNUSED SPACE RECOVERY>
365 below for details and workarounds.
366
367   $db->delete("foo"); # for hashes
368   $db->delete(1); # for arrays
369
370 =item * clear()
371
372 Deletes B<all> hash keys or array elements.  Takes no arguments.  No return
373 value.  Please note that the space occupied by the deleted keys/values or
374 elements is B<not> reused again -- see L<UNUSED SPACE RECOVERY> below for
375 details and workarounds.
376
377   $db->clear(); # hashes or arrays
378
379 =item * lock() / unlock()
380
381 q.v. Locking.
382
383 =item * optimize()
384
385 Recover lost disk space. This is important to do, especially if you use
386 transactions.
387
388 =item * import() / export()
389
390 Data going in and out.
391
392 =back
393
394 =head2 HASHES
395
396 For hashes, DBM::Deep supports all the common methods described above, and the
397 following additional methods: C<first_key()> and C<next_key()>.
398
399 =over
400
401 =item * first_key()
402
403 Returns the "first" key in the hash.  As with built-in Perl hashes, keys are
404 fetched in an undefined order (which appears random).  Takes no arguments,
405 returns the key as a scalar value.
406
407   my $key = $db->first_key();
408
409 =item * next_key()
410
411 Returns the "next" key in the hash, given the previous one as the sole argument.
412 Returns undef if there are no more keys to be fetched.
413
414   $key = $db->next_key($key);
415
416 =back
417
418 Here are some examples of using hashes:
419
420   my $db = DBM::Deep->new( "foo.db" );
421
422   $db->put("foo", "bar");
423   print "foo: " . $db->get("foo") . "\n";
424
425   $db->put("baz", {}); # new child hash ref
426   $db->get("baz")->put("buz", "biz");
427   print "buz: " . $db->get("baz")->get("buz") . "\n";
428
429   my $key = $db->first_key();
430   while ($key) {
431       print "$key: " . $db->get($key) . "\n";
432       $key = $db->next_key($key);
433   }
434
435   if ($db->exists("foo")) { $db->delete("foo"); }
436
437 =head2 ARRAYS
438
439 For arrays, DBM::Deep supports all the common methods described above, and the
440 following additional methods: C<length()>, C<push()>, C<pop()>, C<shift()>,
441 C<unshift()> and C<splice()>.
442
443 =over
444
445 =item * length()
446
447 Returns the number of elements in the array.  Takes no arguments.
448
449   my $len = $db->length();
450
451 =item * push()
452
453 Adds one or more elements onto the end of the array.  Accepts scalars, hash
454 refs or array refs.  No return value.
455
456   $db->push("foo", "bar", {});
457
458 =item * pop()
459
460 Fetches the last element in the array, and deletes it.  Takes no arguments.
461 Returns undef if array is empty.  Returns the element value.
462
463   my $elem = $db->pop();
464
465 =item * shift()
466
467 Fetches the first element in the array, deletes it, then shifts all the
468 remaining elements over to take up the space.  Returns the element value.  This
469 method is not recommended with large arrays -- see L<LARGE ARRAYS> below for
470 details.
471
472   my $elem = $db->shift();
473
474 =item * unshift()
475
476 Inserts one or more elements onto the beginning of the array, shifting all
477 existing elements over to make room.  Accepts scalars, hash refs or array refs.
478 No return value.  This method is not recommended with large arrays -- see
479 <LARGE ARRAYS> below for details.
480
481   $db->unshift("foo", "bar", {});
482
483 =item * splice()
484
485 Performs exactly like Perl's built-in function of the same name.  See L<perldoc
486 -f splice> for usage -- it is too complicated to document here.  This method is
487 not recommended with large arrays -- see L<LARGE ARRAYS> below for details.
488
489 =back
490
491 Here are some examples of using arrays:
492
493   my $db = DBM::Deep->new(
494       file => "foo.db",
495       type => DBM::Deep->TYPE_ARRAY
496   );
497
498   $db->push("bar", "baz");
499   $db->unshift("foo");
500   $db->put(3, "buz");
501
502   my $len = $db->length();
503   print "length: $len\n"; # 4
504
505   for (my $k=0; $k<$len; $k++) {
506       print "$k: " . $db->get($k) . "\n";
507   }
508
509   $db->splice(1, 2, "biz", "baf");
510
511   while (my $elem = shift @$db) {
512       print "shifted: $elem\n";
513   }
514
515 =head1 LOCKING
516
517 Enable automatic file locking by passing a true value to the C<locking>
518 parameter when constructing your DBM::Deep object (see L<SETUP> above).
519
520   my $db = DBM::Deep->new(
521       file => "foo.db",
522       locking => 1
523   );
524
525 This causes DBM::Deep to C<flock()> the underlying filehandle with exclusive
526 mode for writes, and shared mode for reads.  This is required if you have
527 multiple processes accessing the same database file, to avoid file corruption.
528 Please note that C<flock()> does NOT work for files over NFS.  See L<DB OVER
529 NFS> below for more.
530
531 =head2 EXPLICIT LOCKING
532
533 You can explicitly lock a database, so it remains locked for multiple
534 actions.  This is done by calling the C<lock()> method, and passing an
535 optional lock mode argument (defaults to exclusive mode).  This is particularly
536 useful for things like counters, where the current value needs to be fetched,
537 then incremented, then stored again.
538
539   $db->lock();
540   my $counter = $db->get("counter");
541   $counter++;
542   $db->put("counter", $counter);
543   $db->unlock();
544
545   # or...
546
547   $db->lock();
548   $db->{counter}++;
549   $db->unlock();
550
551 You can pass C<lock()> an optional argument, which specifies which mode to use
552 (exclusive or shared).  Use one of these two constants:
553 C<DBM::Deep-E<gt>LOCK_EX> or C<DBM::Deep-E<gt>LOCK_SH>.  These are passed
554 directly to C<flock()>, and are the same as the constants defined in Perl's
555 L<Fcntl/> module.
556
557   $db->lock( $db->LOCK_SH );
558   # something here
559   $db->unlock();
560
561 =head1 IMPORTING/EXPORTING
562
563 You can import existing complex structures by calling the C<import()> method,
564 and export an entire database into an in-memory structure using the C<export()>
565 method.  Both are examined here.
566
567 =head2 IMPORTING
568
569 Say you have an existing hash with nested hashes/arrays inside it.  Instead of
570 walking the structure and adding keys/elements to the database as you go,
571 simply pass a reference to the C<import()> method.  This recursively adds
572 everything to an existing DBM::Deep object for you.  Here is an example:
573
574   my $struct = {
575       key1 => "value1",
576       key2 => "value2",
577       array1 => [ "elem0", "elem1", "elem2" ],
578       hash1 => {
579           subkey1 => "subvalue1",
580           subkey2 => "subvalue2"
581       }
582   };
583
584   my $db = DBM::Deep->new( "foo.db" );
585   $db->import( $struct );
586
587   print $db->{key1} . "\n"; # prints "value1"
588
589 This recursively imports the entire C<$struct> object into C<$db>, including
590 all nested hashes and arrays.  If the DBM::Deep object contains exsiting data,
591 keys are merged with the existing ones, replacing if they already exist.
592 The C<import()> method can be called on any database level (not just the base
593 level), and works with both hash and array DB types.
594
595 B<Note:> Make sure your existing structure has no circular references in it.
596 These will cause an infinite loop when importing. There are plans to fix this
597 in a later release.
598
599 =head2 EXPORTING
600
601 Calling the C<export()> method on an existing DBM::Deep object will return
602 a reference to a new in-memory copy of the database.  The export is done
603 recursively, so all nested hashes/arrays are all exported to standard Perl
604 objects.  Here is an example:
605
606   my $db = DBM::Deep->new( "foo.db" );
607
608   $db->{key1} = "value1";
609   $db->{key2} = "value2";
610   $db->{hash1} = {};
611   $db->{hash1}->{subkey1} = "subvalue1";
612   $db->{hash1}->{subkey2} = "subvalue2";
613
614   my $struct = $db->export();
615
616   print $struct->{key1} . "\n"; # prints "value1"
617
618 This makes a complete copy of the database in memory, and returns a reference
619 to it.  The C<export()> method can be called on any database level (not just
620 the base level), and works with both hash and array DB types.  Be careful of
621 large databases -- you can store a lot more data in a DBM::Deep object than an
622 in-memory Perl structure.
623
624 B<Note:> Make sure your database has no circular references in it.
625 These will cause an infinite loop when exporting. There are plans to fix this
626 in a later release.
627
628 =head1 FILTERS
629
630 DBM::Deep has a number of hooks where you can specify your own Perl function
631 to perform filtering on incoming or outgoing data.  This is a perfect
632 way to extend the engine, and implement things like real-time compression or
633 encryption.  Filtering applies to the base DB level, and all child hashes /
634 arrays.  Filter hooks can be specified when your DBM::Deep object is first
635 constructed, or by calling the C<set_filter()> method at any time.  There are
636 four available filter hooks, described below:
637
638 =over
639
640 =item * filter_store_key
641
642 This filter is called whenever a hash key is stored.  It
643 is passed the incoming key, and expected to return a transformed key.
644
645 =item * filter_store_value
646
647 This filter is called whenever a hash key or array element is stored.  It
648 is passed the incoming value, and expected to return a transformed value.
649
650 =item * filter_fetch_key
651
652 This filter is called whenever a hash key is fetched (i.e. via
653 C<first_key()> or C<next_key()>).  It is passed the transformed key,
654 and expected to return the plain key.
655
656 =item * filter_fetch_value
657
658 This filter is called whenever a hash key or array element is fetched.
659 It is passed the transformed value, and expected to return the plain value.
660
661 =back
662
663 Here are the two ways to setup a filter hook:
664
665   my $db = DBM::Deep->new(
666       file => "foo.db",
667       filter_store_value => \&my_filter_store,
668       filter_fetch_value => \&my_filter_fetch
669   );
670
671   # or...
672
673   $db->set_filter( "filter_store_value", \&my_filter_store );
674   $db->set_filter( "filter_fetch_value", \&my_filter_fetch );
675
676 Your filter function will be called only when dealing with SCALAR keys or
677 values.  When nested hashes and arrays are being stored/fetched, filtering
678 is bypassed.  Filters are called as static functions, passed a single SCALAR
679 argument, and expected to return a single SCALAR value.  If you want to
680 remove a filter, set the function reference to C<undef>:
681
682   $db->set_filter( "filter_store_value", undef );
683
684 =head2 REAL-TIME ENCRYPTION EXAMPLE
685
686 Here is a working example that uses the I<Crypt::Blowfish> module to
687 do real-time encryption / decryption of keys & values with DBM::Deep Filters.
688 Please visit L<http://search.cpan.org/search?module=Crypt::Blowfish> for more
689 on I<Crypt::Blowfish>.  You'll also need the I<Crypt::CBC> module.
690
691   use DBM::Deep;
692   use Crypt::Blowfish;
693   use Crypt::CBC;
694
695   my $cipher = Crypt::CBC->new({
696       'key'             => 'my secret key',
697       'cipher'          => 'Blowfish',
698       'iv'              => '$KJh#(}q',
699       'regenerate_key'  => 0,
700       'padding'         => 'space',
701       'prepend_iv'      => 0
702   });
703
704   my $db = DBM::Deep->new(
705       file => "foo-encrypt.db",
706       filter_store_key => \&my_encrypt,
707       filter_store_value => \&my_encrypt,
708       filter_fetch_key => \&my_decrypt,
709       filter_fetch_value => \&my_decrypt,
710   );
711
712   $db->{key1} = "value1";
713   $db->{key2} = "value2";
714   print "key1: " . $db->{key1} . "\n";
715   print "key2: " . $db->{key2} . "\n";
716
717   undef $db;
718   exit;
719
720   sub my_encrypt {
721       return $cipher->encrypt( $_[0] );
722   }
723   sub my_decrypt {
724       return $cipher->decrypt( $_[0] );
725   }
726
727 =head2 REAL-TIME COMPRESSION EXAMPLE
728
729 Here is a working example that uses the I<Compress::Zlib> module to do real-time
730 compression / decompression of keys & values with DBM::Deep Filters.
731 Please visit L<http://search.cpan.org/search?module=Compress::Zlib> for
732 more on I<Compress::Zlib>.
733
734   use DBM::Deep;
735   use Compress::Zlib;
736
737   my $db = DBM::Deep->new(
738       file => "foo-compress.db",
739       filter_store_key => \&my_compress,
740       filter_store_value => \&my_compress,
741       filter_fetch_key => \&my_decompress,
742       filter_fetch_value => \&my_decompress,
743   );
744
745   $db->{key1} = "value1";
746   $db->{key2} = "value2";
747   print "key1: " . $db->{key1} . "\n";
748   print "key2: " . $db->{key2} . "\n";
749
750   undef $db;
751   exit;
752
753   sub my_compress {
754       return Compress::Zlib::memGzip( $_[0] ) ;
755   }
756   sub my_decompress {
757       return Compress::Zlib::memGunzip( $_[0] ) ;
758   }
759
760 B<Note:> Filtering of keys only applies to hashes.  Array "keys" are
761 actually numerical index numbers, and are not filtered.
762
763 =head1 ERROR HANDLING
764
765 Most DBM::Deep methods return a true value for success, and call die() on
766 failure.  You can wrap calls in an eval block to catch the die.
767
768   my $db = DBM::Deep->new( "foo.db" ); # create hash
769   eval { $db->push("foo"); }; # ILLEGAL -- push is array-only call
770
771   print $@;           # prints error message
772
773 =head1 LARGEFILE SUPPORT
774
775 If you have a 64-bit system, and your Perl is compiled with both LARGEFILE
776 and 64-bit support, you I<may> be able to create databases larger than 2 GB.
777 DBM::Deep by default uses 32-bit file offset tags, but these can be changed
778 by specifying the 'pack_size' parameter when constructing the file.
779
780   DBM::Deep->new(
781       filename  => $filename,
782       pack_size => 'large',
783   );
784
785 This tells DBM::Deep to pack all file offsets with 8-byte (64-bit) quad words
786 instead of 32-bit longs.  After setting these values your DB files have a
787 theoretical maximum size of 16 XB (exabytes).
788
789 You can also use C<pack_size =E<gt> 'small'> in order to use 16-bit file
790 offsets.
791
792 B<Note:> Changing these values will B<NOT> work for existing database files.
793 Only change this for new files. Once the value has been set, it is stored in
794 the file's header and cannot be changed for the life of the file. These
795 parameters are per-file, meaning you can access 32-bit and 64-bit files, as
796 you choose.
797
798 B<Note:> We have not personally tested files larger than 2 GB -- all my
799 systems have only a 32-bit Perl.  However, I have received user reports that
800 this does indeed work!
801
802 =head1 LOW-LEVEL ACCESS
803
804 If you require low-level access to the underlying filehandle that DBM::Deep uses,
805 you can call the C<_fh()> method, which returns the handle:
806
807   my $fh = $db->_fh();
808
809 This method can be called on the root level of the datbase, or any child
810 hashes or arrays.  All levels share a I<root> structure, which contains things
811 like the filehandle, a reference counter, and all the options specified
812 when you created the object.  You can get access to this file object by
813 calling the C<_storage()> method.
814
815   my $file_obj = $db->_storage();
816
817 This is useful for changing options after the object has already been created,
818 such as enabling/disabling locking.  You can also store your own temporary user
819 data in this structure (be wary of name collision), which is then accessible from
820 any child hash or array.
821
822 =head1 CUSTOM DIGEST ALGORITHM
823
824 DBM::Deep by default uses the I<Message Digest 5> (MD5) algorithm for hashing
825 keys.  However you can override this, and use another algorithm (such as SHA-256)
826 or even write your own.  But please note that DBM::Deep currently expects zero
827 collisions, so your algorithm has to be I<perfect>, so to speak. Collision
828 detection may be introduced in a later version.
829
830 You can specify a custom digest algorithm by passing it into the parameter
831 list for new(), passing a reference to a subroutine as the 'digest' parameter,
832 and the length of the algorithm's hashes (in bytes) as the 'hash_size'
833 parameter. Here is a working example that uses a 256-bit hash from the
834 I<Digest::SHA256> module.  Please see
835 L<http://search.cpan.org/search?module=Digest::SHA256> for more information.
836
837   use DBM::Deep;
838   use Digest::SHA256;
839
840   my $context = Digest::SHA256::new(256);
841
842   my $db = DBM::Deep->new(
843       filename => "foo-sha.db",
844       digest => \&my_digest,
845       hash_size => 32,
846   );
847
848   $db->{key1} = "value1";
849   $db->{key2} = "value2";
850   print "key1: " . $db->{key1} . "\n";
851   print "key2: " . $db->{key2} . "\n";
852
853   undef $db;
854   exit;
855
856   sub my_digest {
857       return substr( $context->hash($_[0]), 0, 32 );
858   }
859
860 B<Note:> Your returned digest strings must be B<EXACTLY> the number
861 of bytes you specify in the hash_size parameter (in this case 32).
862
863 B<Note:> If you do choose to use a custom digest algorithm, you must set it
864 every time you access this file. Otherwise, the default (MD5) will be used.
865
866 =head1 CIRCULAR REFERENCES
867
868 B<NOTE>: DBM::Deep 0.99_03 has turned off circular references pending
869 evaluation of some edge cases. I hope to be able to re-enable circular
870 references in a future version prior to 1.00.
871
872 DBM::Deep has B<experimental> support for circular references.  Meaning you
873 can have a nested hash key or array element that points to a parent object.
874 This relationship is stored in the DB file, and is preserved between sessions.
875 Here is an example:
876
877   my $db = DBM::Deep->new( "foo.db" );
878
879   $db->{foo} = "bar";
880   $db->{circle} = $db; # ref to self
881
882   print $db->{foo} . "\n"; # prints "bar"
883   print $db->{circle}->{foo} . "\n"; # prints "bar" again
884
885 B<Note>: Passing the object to a function that recursively walks the
886 object tree (such as I<Data::Dumper> or even the built-in C<optimize()> or
887 C<export()> methods) will result in an infinite loop. This will be fixed in
888 a future release.
889
890 =head1 TRANSACTIONS
891
892 New in 0.99_01 is ACID transactions. Every DBM::Deep object is completely
893 transaction-ready - it is not an option you have to turn on. You do have to
894 specify how many transactions may run simultaneously (q.v. L</num_txns>).
895
896 Three new methods have been added to support them. They are:
897
898 =over 4
899
900 =item * begin_work()
901
902 This starts a transaction.
903
904 =item * commit()
905
906 This applies the changes done within the transaction to the mainline and ends
907 the transaction.
908
909 =item * rollback()
910
911 This discards the changes done within the transaction to the mainline and ends
912 the transaction.
913
914 =back
915
916 Transactions in DBM::Deep are done using the MVCC method, the same method used
917 by the InnoDB MySQL engine.
918
919 =head1 PERFORMANCE
920
921 Because DBM::Deep is a conncurrent datastore, every change is flushed to disk
922 immediately and every read goes to disk. This means that DBM::Deep functions
923 at the speed of disk (generally 10-20ms) vs. the speed of RAM (generally
924 50-70ns), or at least 150-200x slower than the comparable in-memory
925 datastructure in Perl.
926
927 There are several techniques you can use to speed up how DBM::Deep functions.
928
929 =over 4
930
931 =item * Put it on a ramdisk
932
933 The easiest and quickest mechanism to making DBM::Deep run faster is to create
934 a ramdisk and locate the DBM::Deep file there. Doing this as an option may
935 become a feature of DBM::Deep, assuming there is a good ramdisk wrapper on CPAN.
936
937 =item * Work at the tightest level possible
938
939 It is much faster to assign the level of your db that you are working with to
940 an intermediate variable than to re-look it up every time. Thus
941
942   # BAD
943   while ( my ($k, $v) = each %{$db->{foo}{bar}{baz}} ) {
944     ...
945   }
946
947   # GOOD
948   my $x = $db->{foo}{bar}{baz};
949   while ( my ($k, $v) = each %$x ) {
950     ...
951   }
952
953 =item * Make your file as tight as possible
954
955 If you know that you are not going to use more than 65K in your database,
956 consider using the C<pack_size =#<gt> 'small'> option. This will instruct
957 DBM::Deep to use 16bit addresses, meaning that the seek times will be less.
958 The same goes with the number of transactions. num_Txns defaults to 16. If you
959 can set that to 1 or 2, that will reduce the file-size considerably, thus
960 reducing seek times.
961
962 =back
963
964 =head1 CAVEATS / ISSUES / BUGS
965
966 This section describes all the known issues with DBM::Deep.  It you have found
967 something that is not listed here, please send e-mail to L<jhuckaby@cpan.org>.
968
969 =head2 REFERENCES
970
971 (The reasons given assume a high level of Perl understanding, specifically of
972 references. You can safely skip this section.)
973
974 Currently, the only references supported are HASH and ARRAY. The other reference
975 types (SCALAR, CODE, GLOB, and REF) cannot be supported for various reasons.
976
977 =over 4
978
979 =item * GLOB
980
981 These are things like filehandles and other sockets. They can't be supported
982 because it's completely unclear how DBM::Deep should serialize them.
983
984 =item * SCALAR / REF
985
986 The discussion here refers to the following type of example:
987
988   my $x = 25;
989   $db->{key1} = \$x;
990
991   $x = 50;
992
993   # In some other process ...
994
995   my $val = ${ $db->{key1} };
996
997   is( $val, 50, "What actually gets stored in the DB file?" );
998
999 The problem is one of synchronization. When the variable being referred to
1000 changes value, the reference isn't notified. This means that the new value won't
1001 be stored in the datafile for other processes to read. There is no TIEREF.
1002
1003 It is theoretically possible to store references to values already within a
1004 DBM::Deep object because everything already is synchronized, but the change to
1005 the internals would be quite large. Specifically, DBM::Deep would have to tie
1006 every single value that is stored. This would bloat the RAM footprint of
1007 DBM::Deep at least twofold (if not more) and be a significant performance drain,
1008 all to support a feature that has never been requested.
1009
1010 =item * CODE
1011
1012 L<Data::Dump::Streamer/> provides a mechanism for serializing coderefs,
1013 including saving off all closure state.  However, just as for SCALAR and REF,
1014 that closure state may change without notifying the DBM::Deep object storing
1015 the reference.
1016
1017 =back
1018
1019 =head2 FILE CORRUPTION
1020
1021 The current level of error handling in DBM::Deep is minimal.  Files I<are> checked
1022 for a 32-bit signature when opened, but other corruption in files can cause
1023 segmentation faults.  DBM::Deep may try to seek() past the end of a file, or get
1024 stuck in an infinite loop depending on the level of corruption.  File write
1025 operations are not checked for failure (for speed), so if you happen to run
1026 out of disk space, DBM::Deep will probably fail in a bad way.  These things will
1027 be addressed in a later version of DBM::Deep.
1028
1029 =head2 DB OVER NFS
1030
1031 Beware of using DBM::Deep files over NFS.  DBM::Deep uses flock(), which works
1032 well on local filesystems, but will NOT protect you from file corruption over
1033 NFS.  I've heard about setting up your NFS server with a locking daemon, then
1034 using lockf() to lock your files, but your mileage may vary there as well.
1035 From what I understand, there is no real way to do it.  However, if you need
1036 access to the underlying filehandle in DBM::Deep for using some other kind of
1037 locking scheme like lockf(), see the L<LOW-LEVEL ACCESS> section above.
1038
1039 =head2 COPYING OBJECTS
1040
1041 Beware of copying tied objects in Perl.  Very strange things can happen.
1042 Instead, use DBM::Deep's C<clone()> method which safely copies the object and
1043 returns a new, blessed, tied hash or array to the same level in the DB.
1044
1045   my $copy = $db->clone();
1046
1047 B<Note>: Since clone() here is cloning the object, not the database location, any
1048 modifications to either $db or $copy will be visible to both.
1049
1050 =head2 LARGE ARRAYS
1051
1052 Beware of using C<shift()>, C<unshift()> or C<splice()> with large arrays.
1053 These functions cause every element in the array to move, which can be murder
1054 on DBM::Deep, as every element has to be fetched from disk, then stored again in
1055 a different location.  This will be addressed in a future version.
1056
1057 =head2 WRITEONLY FILES
1058
1059 If you pass in a filehandle to new(), you may have opened it in either a readonly or
1060 writeonly mode. STORE will verify that the filehandle is writable. However, there
1061 doesn't seem to be a good way to determine if a filehandle is readable. And, if the
1062 filehandle isn't readable, it's not clear what will happen. So, don't do that.
1063
1064 =head1 CODE COVERAGE
1065
1066 B<Devel::Cover> is used to test the code coverage of the tests. Below is the
1067 B<Devel::Cover> report on this distribution's test suite.
1068
1069   ---------------------------- ------ ------ ------ ------ ------ ------ ------
1070   File                           stmt   bran   cond    sub    pod   time  total
1071   ---------------------------- ------ ------ ------ ------ ------ ------ ------
1072   blib/lib/DBM/Deep.pm           96.8   87.9   90.5  100.0   89.5    4.6   95.2
1073   blib/lib/DBM/Deep/Array.pm    100.0   94.3  100.0  100.0  100.0    5.0   98.7
1074   blib/lib/DBM/Deep/Engine.pm    97.5   86.4   79.7  100.0    0.0   58.6   90.9
1075   blib/lib/DBM/Deep/File.pm      99.0   88.9   77.8  100.0    0.0   29.3   90.3
1076   blib/lib/DBM/Deep/Hash.pm     100.0  100.0  100.0  100.0  100.0    2.5  100.0
1077   Total                          98.0   88.6   84.0  100.0   32.1  100.0   93.2
1078   ---------------------------- ------ ------ ------ ------ ------ ------ ------
1079
1080 =head1 MORE INFORMATION
1081
1082 Check out the DBM::Deep Google Group at L<http://groups.google.com/group/DBM-Deep>
1083 or send email to L<DBM-Deep@googlegroups.com>. You can also visit #dbm-deep on
1084 irc.perl.org
1085
1086 The source code repository is at L<http://svn.perl.org/modules/DBM-Deep>
1087
1088 =head1 MAINTAINER(S)
1089
1090 Rob Kinyon, L<rkinyon@cpan.org>
1091
1092 Originally written by Joseph Huckaby, L<jhuckaby@cpan.org>
1093
1094 Special thanks to Adam Sah and Rich Gaushell!  You know why :-)
1095
1096 Additional thanks go out to Stonehenge who have sponsored the 1.00 release.
1097
1098 =head1 SEE ALSO
1099
1100 perltie(1), Tie::Hash(3), Digest::MD5(3), Fcntl(3), flock(2), lockf(3), nfs(5),
1101 Digest::SHA256(3), Crypt::Blowfish(3), Compress::Zlib(3)
1102
1103 =head1 LICENSE
1104
1105 Copyright (c) 2007 Rob Kinyon.  All Rights Reserved.
1106 This is free software, you may use it and distribute it under the
1107 same terms as Perl itself.
1108
1109 =cut