r15625@rob-kinyons-computer (orig r9171): rkinyon | 2007-02-26 11:56:32 -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 1 (enabled). 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 1
188 (enabled).
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 number of transactions that can be running at one time. The
206 default is one - the HEAD. The minimum is one and the maximum is 255. The more
207 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. The maximum is 256, but
216 more than 64 isn't recommended.
217
218 =item * data_sector_size
219
220 This is the size in bytes of a given data sector. Data sectors will chain, so
221 a value of any size can be stored. However, chaining is expensive in terms of
222 time. Setting this value to something close to the expected common length of
223 your scalars will improve your performance. If it is too small, your file will
224 have a lot of chaining. If it is too large, your file will have a lot of dead
225 space in it.
226
227 The default for this is 64 bytes. The minimum value is 32 and the maximum is
228 256 bytes.
229
230 B<Note:> There are between 6 and 10 bytes taken up in each data sector for
231 bookkeeping. (It's 4 + the number of bytes in your L</pack_size>.) This is
232 included within the data_sector_size, thus the effective value is 6-10 bytes
233 less than what you specified.
234
235 =item * pack_size
236
237 This is the size of the file pointer used throughout the file. The valid values
238 are:
239
240 =over 4
241
242 =item * small
243
244 This uses 2-byte offsets, allowing for a maximum file size of 65 KB.
245
246 =item * medium (default)
247
248 This uses 4-byte offsets, allowing for a maximum file size of 4 GB.
249
250 =item * large
251
252 This uses 8-byte offsets, allowing for a maximum file size of 16 XB
253 (exabytes). This can only be enabled if your Perl is compiled for 64-bit.
254
255 =back
256
257 See L</LARGEFILE SUPPORT> for more information.
258
259 =back
260
261 =head1 TIE INTERFACE
262
263 With DBM::Deep you can access your databases using Perl's standard hash/array
264 syntax. Because all DBM::Deep objects are I<tied> to hashes or arrays, you can
265 treat them as such. DBM::Deep will intercept all reads/writes and direct them
266 to the right place -- the DB file. This has nothing to do with the
267 L<TIE CONSTRUCTION> section above. This simply tells you how to use DBM::Deep
268 using regular hashes and arrays, rather than calling functions like C<get()>
269 and C<put()> (although those work too). It is entirely up to you how to want
270 to access your databases.
271
272 =head2 Hashes
273
274 You can treat any DBM::Deep object like a normal Perl hash reference. Add keys,
275 or even nested hashes (or arrays) using standard Perl syntax:
276
277   my $db = DBM::Deep->new( "foo.db" );
278
279   $db->{mykey} = "myvalue";
280   $db->{myhash} = {};
281   $db->{myhash}->{subkey} = "subvalue";
282
283   print $db->{myhash}->{subkey} . "\n";
284
285 You can even step through hash keys using the normal Perl C<keys()> function:
286
287   foreach my $key (keys %$db) {
288       print "$key: " . $db->{$key} . "\n";
289   }
290
291 Remember that Perl's C<keys()> function extracts I<every> key from the hash and
292 pushes them onto an array, all before the loop even begins. If you have an
293 extremely large hash, this may exhaust Perl's memory. Instead, consider using
294 Perl's C<each()> function, which pulls keys/values one at a time, using very
295 little memory:
296
297   while (my ($key, $value) = each %$db) {
298       print "$key: $value\n";
299   }
300
301 Please note that when using C<each()>, you should always pass a direct
302 hash reference, not a lookup. Meaning, you should B<never> do this:
303
304   # NEVER DO THIS
305   while (my ($key, $value) = each %{$db->{foo}}) { # BAD
306
307 This causes an infinite loop, because for each iteration, Perl is calling
308 FETCH() on the $db handle, resulting in a "new" hash for foo every time, so
309 it effectively keeps returning the first key over and over again. Instead,
310 assign a temporary variable to C<$db->{foo}>, then pass that to each().
311
312 =head2 Arrays
313
314 As with hashes, you can treat any DBM::Deep object like a normal Perl array
315 reference. This includes inserting, removing and manipulating elements,
316 and the C<push()>, C<pop()>, C<shift()>, C<unshift()> and C<splice()> functions.
317 The object must have first been created using type C<DBM::Deep-E<gt>TYPE_ARRAY>,
318 or simply be a nested array reference inside a hash. Example:
319
320   my $db = DBM::Deep->new(
321       file => "foo-array.db",
322       type => DBM::Deep->TYPE_ARRAY
323   );
324
325   $db->[0] = "foo";
326   push @$db, "bar", "baz";
327   unshift @$db, "bah";
328
329   my $last_elem = pop @$db; # baz
330   my $first_elem = shift @$db; # bah
331   my $second_elem = $db->[1]; # bar
332
333   my $num_elements = scalar @$db;
334
335 =head1 OO INTERFACE
336
337 In addition to the I<tie()> interface, you can also use a standard OO interface
338 to manipulate all aspects of DBM::Deep databases. Each type of object (hash or
339 array) has its own methods, but both types share the following common methods:
340 C<put()>, C<get()>, C<exists()>, C<delete()> and C<clear()>. C<fetch()> and
341 C<store(> are aliases to C<put()> and C<get()>, respectively.
342
343 =over
344
345 =item * new() / clone()
346
347 These are the constructor and copy-functions.
348
349 =item * put() / store()
350
351 Stores a new hash key/value pair, or sets an array element value. Takes two
352 arguments, the hash key or array index, and the new value. The value can be
353 a scalar, hash ref or array ref. Returns true on success, false on failure.
354
355   $db->put("foo", "bar"); # for hashes
356   $db->put(1, "bar"); # for arrays
357
358 =item * get() / fetch()
359
360 Fetches the value of a hash key or array element. Takes one argument: the hash
361 key or array index. Returns a scalar, hash ref or array ref, depending on the
362 data type stored.
363
364   my $value = $db->get("foo"); # for hashes
365   my $value = $db->get(1); # for arrays
366
367 =item * exists()
368
369 Checks if a hash key or array index exists. Takes one argument: the hash key
370 or array index. Returns true if it exists, false if not.
371
372   if ($db->exists("foo")) { print "yay!\n"; } # for hashes
373   if ($db->exists(1)) { print "yay!\n"; } # for arrays
374
375 =item * delete()
376
377 Deletes one hash key/value pair or array element. Takes one argument: the hash
378 key or array index. Returns true on success, false if not found. For arrays,
379 the remaining elements located after the deleted element are NOT moved over.
380 The deleted element is essentially just undefined, which is exactly how Perl's
381 internal arrays work.
382
383   $db->delete("foo"); # for hashes
384   $db->delete(1); # for arrays
385
386 =item * clear()
387
388 Deletes B<all> hash keys or array elements. Takes no arguments. No return
389 value.
390
391   $db->clear(); # hashes or arrays
392
393 =item * lock() / unlock()
394
395 q.v. Locking.
396
397 =item * optimize()
398
399 Recover lost disk space. This is important to do, especially if you use
400 transactions.
401
402 =item * import() / export()
403
404 Data going in and out.
405
406 =item * begin_work() / commit() / rollback()
407
408 These are the transactional functions. L</TRANSACTIONS> for more information.
409
410 =back
411
412 =head2 Hashes
413
414 For hashes, DBM::Deep supports all the common methods described above, and the
415 following additional methods: C<first_key()> and C<next_key()>.
416
417 =over
418
419 =item * first_key()
420
421 Returns the "first" key in the hash. As with built-in Perl hashes, keys are
422 fetched in an undefined order (which appears random). Takes no arguments,
423 returns the key as a scalar value.
424
425   my $key = $db->first_key();
426
427 =item * next_key()
428
429 Returns the "next" key in the hash, given the previous one as the sole argument.
430 Returns undef if there are no more keys to be fetched.
431
432   $key = $db->next_key($key);
433
434 =back
435
436 Here are some examples of using hashes:
437
438   my $db = DBM::Deep->new( "foo.db" );
439
440   $db->put("foo", "bar");
441   print "foo: " . $db->get("foo") . "\n";
442
443   $db->put("baz", {}); # new child hash ref
444   $db->get("baz")->put("buz", "biz");
445   print "buz: " . $db->get("baz")->get("buz") . "\n";
446
447   my $key = $db->first_key();
448   while ($key) {
449       print "$key: " . $db->get($key) . "\n";
450       $key = $db->next_key($key);
451   }
452
453   if ($db->exists("foo")) { $db->delete("foo"); }
454
455 =head2 Arrays
456
457 For arrays, DBM::Deep supports all the common methods described above, and the
458 following additional methods: C<length()>, C<push()>, C<pop()>, C<shift()>,
459 C<unshift()> and C<splice()>.
460
461 =over
462
463 =item * length()
464
465 Returns the number of elements in the array. Takes no arguments.
466
467   my $len = $db->length();
468
469 =item * push()
470
471 Adds one or more elements onto the end of the array. Accepts scalars, hash
472 refs or array refs. No return value.
473
474   $db->push("foo", "bar", {});
475
476 =item * pop()
477
478 Fetches the last element in the array, and deletes it. Takes no arguments.
479 Returns undef if array is empty. Returns the element value.
480
481   my $elem = $db->pop();
482
483 =item * shift()
484
485 Fetches the first element in the array, deletes it, then shifts all the
486 remaining elements over to take up the space. Returns the element value. This
487 method is not recommended with large arrays -- see L<LARGE ARRAYS> below for
488 details.
489
490   my $elem = $db->shift();
491
492 =item * unshift()
493
494 Inserts one or more elements onto the beginning of the array, shifting all
495 existing elements over to make room. Accepts scalars, hash refs or array refs.
496 No return value. This method is not recommended with large arrays -- see
497 <LARGE ARRAYS> below for details.
498
499   $db->unshift("foo", "bar", {});
500
501 =item * splice()
502
503 Performs exactly like Perl's built-in function of the same name. See L<perldoc
504 -f splice> for usage -- it is too complicated to document here. This method is
505 not recommended with large arrays -- see L<LARGE ARRAYS> below for details.
506
507 =back
508
509 Here are some examples of using arrays:
510
511   my $db = DBM::Deep->new(
512       file => "foo.db",
513       type => DBM::Deep->TYPE_ARRAY
514   );
515
516   $db->push("bar", "baz");
517   $db->unshift("foo");
518   $db->put(3, "buz");
519
520   my $len = $db->length();
521   print "length: $len\n"; # 4
522
523   for (my $k=0; $k<$len; $k++) {
524       print "$k: " . $db->get($k) . "\n";
525   }
526
527   $db->splice(1, 2, "biz", "baf");
528
529   while (my $elem = shift @$db) {
530       print "shifted: $elem\n";
531   }
532
533 =head1 LOCKING
534
535 Enable or disable automatic file locking by passing a boolean value to the
536 C<locking> parameter when constructing your DBM::Deep object (see L<SETUP>
537         above).
538
539   my $db = DBM::Deep->new(
540       file => "foo.db",
541       locking => 1
542   );
543
544 This causes DBM::Deep to C<flock()> the underlying filehandle with exclusive
545 mode for writes, and shared mode for reads. This is required if you have
546 multiple processes accessing the same database file, to avoid file corruption.
547 Please note that C<flock()> does NOT work for files over NFS. See L<DB OVER
548 NFS> below for more.
549
550 =head2 Explicit Locking
551
552 You can explicitly lock a database, so it remains locked for multiple
553 actions. This is done by calling the C<lock()> method, and passing an
554 optional lock mode argument (defaults to exclusive mode). This is particularly
555 useful for things like counters, where the current value needs to be fetched,
556 then incremented, then stored again.
557
558   $db->lock();
559   my $counter = $db->get("counter");
560   $counter++;
561   $db->put("counter", $counter);
562   $db->unlock();
563
564   # or...
565
566   $db->lock();
567   $db->{counter}++;
568   $db->unlock();
569
570 You can pass C<lock()> an optional argument, which specifies which mode to use
571 (exclusive or shared). Use one of these two constants:
572 C<DBM::Deep-E<gt>LOCK_EX> or C<DBM::Deep-E<gt>LOCK_SH>. These are passed
573 directly to C<flock()>, and are the same as the constants defined in Perl's
574 L<Fcntl/> module.
575
576   $db->lock( $db->LOCK_SH );
577   # something here
578   $db->unlock();
579
580 =head1 IMPORTING/EXPORTING
581
582 You can import existing complex structures by calling the C<import()> method,
583 and export an entire database into an in-memory structure using the C<export()>
584 method. Both are examined here.
585
586 =head2 Importing
587
588 Say you have an existing hash with nested hashes/arrays inside it. Instead of
589 walking the structure and adding keys/elements to the database as you go,
590 simply pass a reference to the C<import()> method. This recursively adds
591 everything to an existing DBM::Deep object for you. Here is an example:
592
593   my $struct = {
594       key1 => "value1",
595       key2 => "value2",
596       array1 => [ "elem0", "elem1", "elem2" ],
597       hash1 => {
598           subkey1 => "subvalue1",
599           subkey2 => "subvalue2"
600       }
601   };
602
603   my $db = DBM::Deep->new( "foo.db" );
604   $db->import( $struct );
605
606   print $db->{key1} . "\n"; # prints "value1"
607
608 This recursively imports the entire C<$struct> object into C<$db>, including
609 all nested hashes and arrays. If the DBM::Deep object contains exsiting data,
610 keys are merged with the existing ones, replacing if they already exist.
611 The C<import()> method can be called on any database level (not just the base
612 level), and works with both hash and array DB types.
613
614 B<Note:> Make sure your existing structure has no circular references in it.
615 These will cause an infinite loop when importing. There are plans to fix this
616 in a later release.
617
618 =head2 Exporting
619
620 Calling the C<export()> method on an existing DBM::Deep object will return
621 a reference to a new in-memory copy of the database. The export is done
622 recursively, so all nested hashes/arrays are all exported to standard Perl
623 objects. Here is an example:
624
625   my $db = DBM::Deep->new( "foo.db" );
626
627   $db->{key1} = "value1";
628   $db->{key2} = "value2";
629   $db->{hash1} = {};
630   $db->{hash1}->{subkey1} = "subvalue1";
631   $db->{hash1}->{subkey2} = "subvalue2";
632
633   my $struct = $db->export();
634
635   print $struct->{key1} . "\n"; # prints "value1"
636
637 This makes a complete copy of the database in memory, and returns a reference
638 to it. The C<export()> method can be called on any database level (not just
639 the base level), and works with both hash and array DB types. Be careful of
640 large databases -- you can store a lot more data in a DBM::Deep object than an
641 in-memory Perl structure.
642
643 B<Note:> Make sure your database has no circular references in it.
644 These will cause an infinite loop when exporting. There are plans to fix this
645 in a later release.
646
647 =head1 FILTERS
648
649 DBM::Deep has a number of hooks where you can specify your own Perl function
650 to perform filtering on incoming or outgoing data. This is a perfect
651 way to extend the engine, and implement things like real-time compression or
652 encryption. Filtering applies to the base DB level, and all child hashes /
653 arrays. Filter hooks can be specified when your DBM::Deep object is first
654 constructed, or by calling the C<set_filter()> method at any time. There are
655 four available filter hooks, described below:
656
657 =over
658
659 =item * filter_store_key
660
661 This filter is called whenever a hash key is stored. It
662 is passed the incoming key, and expected to return a transformed key.
663
664 =item * filter_store_value
665
666 This filter is called whenever a hash key or array element is stored. It
667 is passed the incoming value, and expected to return a transformed value.
668
669 =item * filter_fetch_key
670
671 This filter is called whenever a hash key is fetched (i.e. via
672 C<first_key()> or C<next_key()>). It is passed the transformed key,
673 and expected to return the plain key.
674
675 =item * filter_fetch_value
676
677 This filter is called whenever a hash key or array element is fetched.
678 It is passed the transformed value, and expected to return the plain value.
679
680 =back
681
682 Here are the two ways to setup a filter hook:
683
684   my $db = DBM::Deep->new(
685       file => "foo.db",
686       filter_store_value => \&my_filter_store,
687       filter_fetch_value => \&my_filter_fetch
688   );
689
690   # or...
691
692   $db->set_filter( "filter_store_value", \&my_filter_store );
693   $db->set_filter( "filter_fetch_value", \&my_filter_fetch );
694
695 Your filter function will be called only when dealing with SCALAR keys or
696 values. When nested hashes and arrays are being stored/fetched, filtering
697 is bypassed. Filters are called as static functions, passed a single SCALAR
698 argument, and expected to return a single SCALAR value. If you want to
699 remove a filter, set the function reference to C<undef>:
700
701   $db->set_filter( "filter_store_value", undef );
702
703 =head2 Real-time Encryption Example
704
705 Here is a working example that uses the I<Crypt::Blowfish> module to
706 do real-time encryption / decryption of keys & values with DBM::Deep Filters.
707 Please visit L<http://search.cpan.org/search?module=Crypt::Blowfish> for more
708 on I<Crypt::Blowfish>. You'll also need the I<Crypt::CBC> module.
709
710   use DBM::Deep;
711   use Crypt::Blowfish;
712   use Crypt::CBC;
713
714   my $cipher = Crypt::CBC->new({
715       'key'             => 'my secret key',
716       'cipher'          => 'Blowfish',
717       'iv'              => '$KJh#(}q',
718       'regenerate_key'  => 0,
719       'padding'         => 'space',
720       'prepend_iv'      => 0
721   });
722
723   my $db = DBM::Deep->new(
724       file => "foo-encrypt.db",
725       filter_store_key => \&my_encrypt,
726       filter_store_value => \&my_encrypt,
727       filter_fetch_key => \&my_decrypt,
728       filter_fetch_value => \&my_decrypt,
729   );
730
731   $db->{key1} = "value1";
732   $db->{key2} = "value2";
733   print "key1: " . $db->{key1} . "\n";
734   print "key2: " . $db->{key2} . "\n";
735
736   undef $db;
737   exit;
738
739   sub my_encrypt {
740       return $cipher->encrypt( $_[0] );
741   }
742   sub my_decrypt {
743       return $cipher->decrypt( $_[0] );
744   }
745
746 =head2 Real-time Compression Example
747
748 Here is a working example that uses the I<Compress::Zlib> module to do real-time
749 compression / decompression of keys & values with DBM::Deep Filters.
750 Please visit L<http://search.cpan.org/search?module=Compress::Zlib> for
751 more on I<Compress::Zlib>.
752
753   use DBM::Deep;
754   use Compress::Zlib;
755
756   my $db = DBM::Deep->new(
757       file => "foo-compress.db",
758       filter_store_key => \&my_compress,
759       filter_store_value => \&my_compress,
760       filter_fetch_key => \&my_decompress,
761       filter_fetch_value => \&my_decompress,
762   );
763
764   $db->{key1} = "value1";
765   $db->{key2} = "value2";
766   print "key1: " . $db->{key1} . "\n";
767   print "key2: " . $db->{key2} . "\n";
768
769   undef $db;
770   exit;
771
772   sub my_compress {
773       return Compress::Zlib::memGzip( $_[0] ) ;
774   }
775   sub my_decompress {
776       return Compress::Zlib::memGunzip( $_[0] ) ;
777   }
778
779 B<Note:> Filtering of keys only applies to hashes. Array "keys" are
780 actually numerical index numbers, and are not filtered.
781
782 =head1 ERROR HANDLING
783
784 Most DBM::Deep methods return a true value for success, and call die() on
785 failure. You can wrap calls in an eval block to catch the die.
786
787   my $db = DBM::Deep->new( "foo.db" ); # create hash
788   eval { $db->push("foo"); }; # ILLEGAL -- push is array-only call
789
790   print $@;           # prints error message
791
792 =head1 LARGEFILE SUPPORT
793
794 If you have a 64-bit system, and your Perl is compiled with both LARGEFILE
795 and 64-bit support, you I<may> be able to create databases larger than 4 GB.
796 DBM::Deep by default uses 32-bit file offset tags, but these can be changed
797 by specifying the 'pack_size' parameter when constructing the file.
798
799   DBM::Deep->new(
800       filename  => $filename,
801       pack_size => 'large',
802   );
803
804 This tells DBM::Deep to pack all file offsets with 8-byte (64-bit) quad words
805 instead of 32-bit longs. After setting these values your DB files have a
806 theoretical maximum size of 16 XB (exabytes).
807
808 You can also use C<pack_size =E<gt> 'small'> in order to use 16-bit file
809 offsets.
810
811 B<Note:> Changing these values will B<NOT> work for existing database files.
812 Only change this for new files. Once the value has been set, it is stored in
813 the file's header and cannot be changed for the life of the file. These
814 parameters are per-file, meaning you can access 32-bit and 64-bit files, as
815 you choose.
816
817 B<Note:> We have not personally tested files larger than 4 GB -- all my
818 systems have only a 32-bit Perl. However, I have received user reports that
819 this does indeed work.
820
821 =head1 LOW-LEVEL ACCESS
822
823 If you require low-level access to the underlying filehandle that DBM::Deep uses,
824 you can call the C<_fh()> method, which returns the handle:
825
826   my $fh = $db->_fh();
827
828 This method can be called on the root level of the datbase, or any child
829 hashes or arrays. All levels share a I<root> structure, which contains things
830 like the filehandle, a reference counter, and all the options specified
831 when you created the object. You can get access to this file object by
832 calling the C<_storage()> method.
833
834   my $file_obj = $db->_storage();
835
836 This is useful for changing options after the object has already been created,
837 such as enabling/disabling locking. You can also store your own temporary user
838 data in this structure (be wary of name collision), which is then accessible from
839 any child hash or array.
840
841 =head1 CUSTOM DIGEST ALGORITHM
842
843 DBM::Deep by default uses the I<Message Digest 5> (MD5) algorithm for hashing
844 keys. However you can override this, and use another algorithm (such as SHA-256)
845 or even write your own. But please note that DBM::Deep currently expects zero
846 collisions, so your algorithm has to be I<perfect>, so to speak. Collision
847 detection may be introduced in a later version.
848
849 You can specify a custom digest algorithm by passing it into the parameter
850 list for new(), passing a reference to a subroutine as the 'digest' parameter,
851 and the length of the algorithm's hashes (in bytes) as the 'hash_size'
852 parameter. Here is a working example that uses a 256-bit hash from the
853 I<Digest::SHA256> module. Please see
854 L<http://search.cpan.org/search?module=Digest::SHA256> for more information.
855
856   use DBM::Deep;
857   use Digest::SHA256;
858
859   my $context = Digest::SHA256::new(256);
860
861   my $db = DBM::Deep->new(
862       filename => "foo-sha.db",
863       digest => \&my_digest,
864       hash_size => 32,
865   );
866
867   $db->{key1} = "value1";
868   $db->{key2} = "value2";
869   print "key1: " . $db->{key1} . "\n";
870   print "key2: " . $db->{key2} . "\n";
871
872   undef $db;
873   exit;
874
875   sub my_digest {
876       return substr( $context->hash($_[0]), 0, 32 );
877   }
878
879 B<Note:> Your returned digest strings must be B<EXACTLY> the number
880 of bytes you specify in the hash_size parameter (in this case 32).
881
882 B<Note:> If you do choose to use a custom digest algorithm, you must set it
883 every time you access this file. Otherwise, the default (MD5) will be used.
884
885 =head1 CIRCULAR REFERENCES
886
887 B<NOTE>: DBM::Deep 0.99_03 has turned off circular references pending
888 evaluation of some edge cases. I hope to be able to re-enable circular
889 references in a future version after 1.00. This means that circular references
890 are B<NO LONGER> available.
891
892 DBM::Deep has B<experimental> support for circular references. Meaning you
893 can have a nested hash key or array element that points to a parent object.
894 This relationship is stored in the DB file, and is preserved between sessions.
895 Here is an example:
896
897   my $db = DBM::Deep->new( "foo.db" );
898
899   $db->{foo} = "bar";
900   $db->{circle} = $db; # ref to self
901
902   print $db->{foo} . "\n"; # prints "bar"
903   print $db->{circle}->{foo} . "\n"; # prints "bar" again
904
905 B<Note>: Passing the object to a function that recursively walks the
906 object tree (such as I<Data::Dumper> or even the built-in C<optimize()> or
907 C<export()> methods) will result in an infinite loop. This will be fixed in
908 a future release.
909
910 =head1 TRANSACTIONS
911
912 New in 0.99_01 is ACID transactions. Every DBM::Deep object is completely
913 transaction-ready - it is not an option you have to turn on. You do have to
914 specify how many transactions may run simultaneously (q.v. L</num_txns>).
915
916 Three new methods have been added to support them. They are:
917
918 =over 4
919
920 =item * begin_work()
921
922 This starts a transaction.
923
924 =item * commit()
925
926 This applies the changes done within the transaction to the mainline and ends
927 the transaction.
928
929 =item * rollback()
930
931 This discards the changes done within the transaction to the mainline and ends
932 the transaction.
933
934 =back
935
936 Transactions in DBM::Deep are done using a variant of the MVCC method, the
937 same method used by the InnoDB MySQL engine.
938
939 =head1 PERFORMANCE
940
941 Because DBM::Deep is a conncurrent datastore, every change is flushed to disk
942 immediately and every read goes to disk. This means that DBM::Deep functions
943 at the speed of disk (generally 10-20ms) vs. the speed of RAM (generally
944 50-70ns), or at least 150-200x slower than the comparable in-memory
945 datastructure in Perl.
946
947 There are several techniques you can use to speed up how DBM::Deep functions.
948
949 =over 4
950
951 =item * Put it on a ramdisk
952
953 The easiest and quickest mechanism to making DBM::Deep run faster is to create
954 a ramdisk and locate the DBM::Deep file there. Doing this as an option may
955 become a feature of DBM::Deep, assuming there is a good ramdisk wrapper on CPAN.
956
957 =item * Work at the tightest level possible
958
959 It is much faster to assign the level of your db that you are working with to
960 an intermediate variable than to re-look it up every time. Thus
961
962   # BAD
963   while ( my ($k, $v) = each %{$db->{foo}{bar}{baz}} ) {
964     ...
965   }
966
967   # GOOD
968   my $x = $db->{foo}{bar}{baz};
969   while ( my ($k, $v) = each %$x ) {
970     ...
971   }
972
973 =item * Make your file as tight as possible
974
975 If you know that you are not going to use more than 65K in your database,
976 consider using the C<pack_size =E<gt> 'small'> option. This will instruct
977 DBM::Deep to use 16bit addresses, meaning that the seek times will be less.
978
979 =back
980
981 =head1 MIGRATION
982
983 As of 1.0000, the file format has changed. Furthermore, DBM::Deep is now
984 designed to potentially change file format between point-releases, if needed to
985 support a requested feature. To aid in this, a migration script is provided
986 within the CPAN distribution called C<utils/upgrade_db.pl>.
987
988 B<NOTE:> This script is not installed onto your system because it carries a copy
989 of every version prior to the current version.
990
991 =head1 TODO
992
993 The following are items that are planned to be added in future releases. These
994 are separate from the L<CAVEATS, ISSUES & BUGS> below.
995
996 =head2 Sub-Transactions
997
998 Right now, you cannot run a transaction within a transaction. Removing this
999 restriction is technically straightforward, but the combinatorial explosion of
1000 possible usecases hurts my head. If this is something you want to see
1001 immediately, please submit many testcases.
1002
1003 =head2 Caching
1004
1005 If a user is willing to assert upon opening the file that this process will be
1006 the only consumer of that datafile, then there are a number of caching
1007 possibilities that can be taken advantage of. This does, however, mean that
1008 DBM::Deep is more vulnerable to losing data due to unflushed changes. It also
1009 means a much larger in-memory footprint. As such, it's not clear exactly how
1010 this should be done. Suggestions are welcome.
1011
1012 =head2 Ram-only
1013
1014 The techniques used in DBM::Deep simply require a seekable contiguous
1015 datastore. This could just as easily be a large string as a file. By using
1016 substr, the STM capabilities of DBM::Deep could be used within a
1017 single-process. I have no idea how I'd specify this, though. Suggestions are
1018 welcome.
1019
1020 =head2 Importing using Data::Walker
1021
1022 Right now, importing is done using C<Clone::clone()> to make a complete copy
1023 in memory, then tying that copy. It would be much better to use
1024 L<Data::Walker/> to walk the data structure instead, particularly in the case
1025 of large datastructures.
1026
1027 =head2 Different contention resolution mechanisms
1028
1029 Currently, the only contention resolution mechanism is last-write-wins. This
1030 is the mechanism used by most RDBMSes and should be good enough for most uses.
1031 For advanced uses of STM, other contention mechanisms will be needed. If you
1032 have an idea of how you'd like to see contention resolution in DBM::Deep,
1033 please let me know.
1034
1035 =head1 CAVEATS, ISSUES & BUGS
1036
1037 This section describes all the known issues with DBM::Deep. These are issues
1038 that are either intractable or depend on some feature within Perl working
1039 exactly right. It you have found something that is not listed below, please
1040 send an e-mail to L<rkinyon@cpan.org>. Likewise, if you think you know of a
1041 way around one of these issues, please let me know.
1042
1043 =head2 References
1044
1045 (The following assumes a high level of Perl understanding, specifically of
1046 references. Most users can safely skip this section.)
1047
1048 Currently, the only references supported are HASH and ARRAY. The other reference
1049 types (SCALAR, CODE, GLOB, and REF) cannot be supported for various reasons.
1050
1051 =over 4
1052
1053 =item * GLOB
1054
1055 These are things like filehandles and other sockets. They can't be supported
1056 because it's completely unclear how DBM::Deep should serialize them.
1057
1058 =item * SCALAR / REF
1059
1060 The discussion here refers to the following type of example:
1061
1062   my $x = 25;
1063   $db->{key1} = \$x;
1064
1065   $x = 50;
1066
1067   # In some other process ...
1068
1069   my $val = ${ $db->{key1} };
1070
1071   is( $val, 50, "What actually gets stored in the DB file?" );
1072
1073 The problem is one of synchronization. When the variable being referred to
1074 changes value, the reference isn't notified, which is kind of the point of
1075 references. This means that the new value won't be stored in the datafile for
1076 other processes to read. There is no TIEREF.
1077
1078 It is theoretically possible to store references to values already within a
1079 DBM::Deep object because everything already is synchronized, but the change to
1080 the internals would be quite large. Specifically, DBM::Deep would have to tie
1081 every single value that is stored. This would bloat the RAM footprint of
1082 DBM::Deep at least twofold (if not more) and be a significant performance drain,
1083 all to support a feature that has never been requested.
1084
1085 =item * CODE
1086
1087 L<Data::Dump::Streamer/> provides a mechanism for serializing coderefs,
1088 including saving off all closure state. This would allow for DBM::Deep to
1089 store the code for a subroutine. Then, whenever the subroutine is read, the
1090 code could be C<eval()>'ed into being. However, just as for SCALAR and REF,
1091 that closure state may change without notifying the DBM::Deep object storing
1092 the reference. Again, this would generally be considered a feature.
1093
1094 =back
1095
1096 =head2 File corruption
1097
1098 The current level of error handling in DBM::Deep is minimal. Files I<are> checked
1099 for a 32-bit signature when opened, but any other form of corruption in the
1100 datafile can cause segmentation faults. DBM::Deep may try to C<seek()> past
1101 the end of a file, or get stuck in an infinite loop depending on the level and
1102 type of corruption. File write operations are not checked for failure (for
1103 speed), so if you happen to run out of disk space, DBM::Deep will probably fail in
1104 a bad way. These things will be addressed in a later version of DBM::Deep.
1105
1106 =head2 DB over NFS
1107
1108 Beware of using DBM::Deep files over NFS. DBM::Deep uses flock(), which works
1109 well on local filesystems, but will NOT protect you from file corruption over
1110 NFS. I've heard about setting up your NFS server with a locking daemon, then
1111 using C<lockf()> to lock your files, but your mileage may vary there as well.
1112 From what I understand, there is no real way to do it. However, if you need
1113 access to the underlying filehandle in DBM::Deep for using some other kind of
1114 locking scheme like C<lockf()>, see the L<LOW-LEVEL ACCESS> section above.
1115
1116 =head2 Copying Objects
1117
1118 Beware of copying tied objects in Perl. Very strange things can happen.
1119 Instead, use DBM::Deep's C<clone()> method which safely copies the object and
1120 returns a new, blessed and tied hash or array to the same level in the DB.
1121
1122   my $copy = $db->clone();
1123
1124 B<Note>: Since clone() here is cloning the object, not the database location, any
1125 modifications to either $db or $copy will be visible to both.
1126
1127 =head2 Large Arrays
1128
1129 Beware of using C<shift()>, C<unshift()> or C<splice()> with large arrays.
1130 These functions cause every element in the array to move, which can be murder
1131 on DBM::Deep, as every element has to be fetched from disk, then stored again in
1132 a different location. This will be addressed in a future version.
1133
1134 =head2 Writeonly Files
1135
1136 If you pass in a filehandle to new(), you may have opened it in either a readonly or
1137 writeonly mode. STORE will verify that the filehandle is writable. However, there
1138 doesn't seem to be a good way to determine if a filehandle is readable. And, if the
1139 filehandle isn't readable, it's not clear what will happen. So, don't do that.
1140
1141 =head2 Assignments Within Transactions
1142
1143 The following will I<not> work as one might expect:
1144
1145   my $x = { a => 1 };
1146
1147   $db->begin_work;
1148   $db->{foo} = $x;
1149   $db->rollback;
1150
1151   is( $x->{a}, 1 ); # This will fail!
1152
1153 The problem is that the moment a reference used as the rvalue to a DBM::Deep
1154 object's lvalue, it becomes tied itself. This is so that future changes to
1155 C<$x> can be tracked within the DBM::Deep file and is considered to be a
1156 feature. By the time the rollback occurs, there is no knowledge that there had
1157 been an C<$x> or what memory location to assign an C<export()> to.
1158
1159 B<NOTE:> This does not affect importing because imports do a walk over the
1160 reference to be imported in order to explicitly leave it untied.
1161
1162 =head1 CODE COVERAGE
1163
1164 B<Devel::Cover> is used to test the code coverage of the tests. Below is the
1165 B<Devel::Cover> report on this distribution's test suite.
1166
1167   ---------------------------- ------ ------ ------ ------ ------ ------ ------
1168   File                           stmt   bran   cond    sub    pod   time  total
1169   ---------------------------- ------ ------ ------ ------ ------ ------ ------
1170   blib/lib/DBM/Deep.pm           96.8   87.9   90.5  100.0   89.5    4.5   95.2
1171   blib/lib/DBM/Deep/Array.pm    100.0   94.3  100.0  100.0  100.0    4.8   98.7
1172   blib/lib/DBM/Deep/Engine.pm    97.2   86.4   86.0  100.0    0.0   56.8   91.0
1173   blib/lib/DBM/Deep/File.pm      98.1   83.3   66.7  100.0    0.0   31.4   88.0
1174   blib/lib/DBM/Deep/Hash.pm     100.0  100.0  100.0  100.0  100.0    2.5  100.0
1175   Total                          97.7   88.1   86.6  100.0   31.6  100.0   93.0
1176   ---------------------------- ------ ------ ------ ------ ------ ------ ------
1177
1178 =head1 MORE INFORMATION
1179
1180 Check out the DBM::Deep Google Group at L<http://groups.google.com/group/DBM-Deep>
1181 or send email to L<DBM-Deep@googlegroups.com>. You can also visit #dbm-deep on
1182 irc.perl.org
1183
1184 The source code repository is at L<http://svn.perl.org/modules/DBM-Deep>
1185
1186 =head1 MAINTAINERS
1187
1188 Rob Kinyon, L<rkinyon@cpan.org>
1189
1190 Originally written by Joseph Huckaby, L<jhuckaby@cpan.org>
1191
1192 =head1 SPONSORS
1193
1194 Stonehenge Consulting (L<http://www.stonehenge.com/>) sponsored the
1195 developement of transactions and freespace management, leading to the 1.0000
1196 release. A great debt of gratitude goes out to them for their continuing
1197 leadership in and support of the Perl community.
1198
1199 =head1 CONTRIBUTORS
1200
1201 The following have contributed greatly to make DBM::Deep what it is today:
1202
1203 =over 4
1204
1205 =item * Adam Sah and Rich Gaushell for innumerable contributions early on.
1206
1207 =item * Dan Golden and others at YAPC::NA 2006 for helping me design through transactions.
1208
1209 =back
1210
1211 =head1 SEE ALSO
1212
1213 perltie(1), Tie::Hash(3), Digest::MD5(3), Fcntl(3), flock(2), lockf(3), nfs(5),
1214 Digest::SHA256(3), Crypt::Blowfish(3), Compress::Zlib(3)
1215
1216 =head1 LICENSE
1217
1218 Copyright (c) 2007 Rob Kinyon. All Rights Reserved.
1219 This is free software, you may use it and distribute it under the same terms
1220 as Perl itself.
1221
1222 =cut