Add caveat explaining stale references. This came up in ticket 42129.
[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>: 1.0000 has significant file format differences from prior versions.
49 THere is a backwards-compatibility layer at C<utils/upgrade_db.pl>. Files
50 created by 1.0000 or higher are B<NOT> compatible with scripts using prior
51 versions.
52
53 =head1 SETUP
54
55 Construction can be done OO-style (which is the recommended way), or using
56 Perl's tie() function. Both are examined here.
57
58 =head2 OO Construction
59
60 The recommended way to construct a DBM::Deep object is to use the new()
61 method, which gets you a blessed I<and> tied hash (or array) reference.
62
63   my $db = DBM::Deep->new( "foo.db" );
64
65 This opens a new database handle, mapped to the file "foo.db". If this
66 file does not exist, it will automatically be created. DB files are
67 opened in "r+" (read/write) mode, and the type of object returned is a
68 hash, unless otherwise specified (see L<OPTIONS> below).
69
70 You can pass a number of options to the constructor to specify things like
71 locking, autoflush, etc. This is done by passing an inline hash (or hashref):
72
73   my $db = DBM::Deep->new(
74       file      => "foo.db",
75       locking   => 1,
76       autoflush => 1
77   );
78
79 Notice that the filename is now specified I<inside> the hash with
80 the "file" parameter, as opposed to being the sole argument to the
81 constructor. This is required if any options are specified.
82 See L<OPTIONS> below for the complete list.
83
84 You can also start with an array instead of a hash. For this, you must
85 specify the C<type> parameter:
86
87   my $db = DBM::Deep->new(
88       file => "foo.db",
89       type => DBM::Deep->TYPE_ARRAY
90   );
91
92 B<Note:> Specifing the C<type> parameter only takes effect when beginning
93 a new DB file. If you create a DBM::Deep object with an existing file, the
94 C<type> will be loaded from the file header, and an error will be thrown if
95 the wrong type is passed in.
96
97 =head2 Tie Construction
98
99 Alternately, you can create a DBM::Deep handle by using Perl's built-in
100 tie() function. The object returned from tie() can be used to call methods,
101 such as lock() and unlock(). (That object can be retrieved from the tied
102 variable at any time using tied() - please see L<perltie> for more info.
103
104   my %hash;
105   my $db = tie %hash, "DBM::Deep", "foo.db";
106
107   my @array;
108   my $db = tie @array, "DBM::Deep", "bar.db";
109
110 As with the OO constructor, you can replace the DB filename parameter with
111 a hash containing one or more options (see L<OPTIONS> just below for the
112 complete list).
113
114   tie %hash, "DBM::Deep", {
115       file => "foo.db",
116       locking => 1,
117       autoflush => 1
118   };
119
120 =head2 Options
121
122 There are a number of options that can be passed in when constructing your
123 DBM::Deep objects. These apply to both the OO- and tie- based approaches.
124
125 =over
126
127 =item * file
128
129 Filename of the DB file to link the handle to. You can pass a full absolute
130 filesystem path, partial path, or a plain filename if the file is in the
131 current working directory. This is a required parameter (though q.v. fh).
132
133 =item * fh
134
135 If you want, you can pass in the fh instead of the file. This is most useful for doing
136 something like:
137
138   my $db = DBM::Deep->new( { fh => \*DATA } );
139
140 You are responsible for making sure that the fh has been opened appropriately for your
141 needs. If you open it read-only and attempt to write, an exception will be thrown. If you
142 open it write-only or append-only, an exception will be thrown immediately as DBM::Deep
143 needs to read from the fh.
144
145 =item * file_offset
146
147 This is the offset within the file that the DBM::Deep db starts. Most of the time, you will
148 not need to set this. However, it's there if you want it.
149
150 If you pass in fh and do not set this, it will be set appropriately.
151
152 =item * type
153
154 This parameter specifies what type of object to create, a hash or array. Use
155 one of these two constants:
156
157 =over 4
158
159 =item * C<DBM::Deep-E<gt>TYPE_HASH>
160
161 =item * C<DBM::Deep-E<gt>TYPE_ARRAY>.
162
163 =back
164
165 This only takes effect when beginning a new file. This is an optional
166 parameter, and defaults to C<DBM::Deep-E<gt>TYPE_HASH>.
167
168 =item * locking
169
170 Specifies whether locking is to be enabled. DBM::Deep uses Perl's flock()
171 function to lock the database in exclusive mode for writes, and shared mode
172 for reads. Pass any true value to enable. This affects the base DB handle
173 I<and any child hashes or arrays> that use the same DB file. This is an
174 optional parameter, and defaults to 1 (enabled). See L<LOCKING> below for
175 more.
176
177 =item * autoflush
178
179 Specifies whether autoflush is to be enabled on the underlying filehandle.
180 This obviously slows down write operations, but is required if you may have
181 multiple processes accessing the same DB file (also consider enable I<locking>).
182 Pass any true value to enable. This is an optional parameter, and defaults to 1
183 (enabled).
184
185 =item * filter_*
186
187 See L</FILTERS> below.
188
189 =back
190
191 The following parameters may be specified in the constructor the first time the
192 datafile is created. However, they will be stored in the header of the file and
193 cannot be overridden by subsequent openings of the file - the values will be set
194 from the values stored in the datafile's header.
195
196 =over 4
197
198 =item * num_txns
199
200 This is the number of transactions that can be running at one time. The
201 default is one - the HEAD. The minimum is one and the maximum is 255. The more
202 transactions, the larger and quicker the datafile grows.
203
204 See L</TRANSACTIONS> below.
205
206 =item * max_buckets
207
208 This is the number of entries that can be added before a reindexing. The larger
209 this number is made, the larger a file gets, but the better performance you will
210 have. The default and minimum number this can be is 16. The maximum is 256, but
211 more than 64 isn't recommended.
212
213 =item * data_sector_size
214
215 This is the size in bytes of a given data sector. Data sectors will chain, so
216 a value of any size can be stored. However, chaining is expensive in terms of
217 time. Setting this value to something close to the expected common length of
218 your scalars will improve your performance. If it is too small, your file will
219 have a lot of chaining. If it is too large, your file will have a lot of dead
220 space in it.
221
222 The default for this is 64 bytes. The minimum value is 32 and the maximum is
223 256 bytes.
224
225 B<Note:> There are between 6 and 10 bytes taken up in each data sector for
226 bookkeeping. (It's 4 + the number of bytes in your L</pack_size>.) This is
227 included within the data_sector_size, thus the effective value is 6-10 bytes
228 less than what you specified.
229
230 =item * pack_size
231
232 This is the size of the file pointer used throughout the file. The valid values
233 are:
234
235 =over 4
236
237 =item * small
238
239 This uses 2-byte offsets, allowing for a maximum file size of 65 KB.
240
241 =item * medium (default)
242
243 This uses 4-byte offsets, allowing for a maximum file size of 4 GB.
244
245 =item * large
246
247 This uses 8-byte offsets, allowing for a maximum file size of 16 XB
248 (exabytes). This can only be enabled if your Perl is compiled for 64-bit.
249
250 =back
251
252 See L</LARGEFILE SUPPORT> for more information.
253
254 =back
255
256 =head1 TIE INTERFACE
257
258 With DBM::Deep you can access your databases using Perl's standard hash/array
259 syntax. Because all DBM::Deep objects are I<tied> to hashes or arrays, you can
260 treat them as such. DBM::Deep will intercept all reads/writes and direct them
261 to the right place -- the DB file. This has nothing to do with the
262 L<TIE CONSTRUCTION> section above. This simply tells you how to use DBM::Deep
263 using regular hashes and arrays, rather than calling functions like C<get()>
264 and C<put()> (although those work too). It is entirely up to you how to want
265 to access your databases.
266
267 =head2 Hashes
268
269 You can treat any DBM::Deep object like a normal Perl hash reference. Add keys,
270 or even nested hashes (or arrays) using standard Perl syntax:
271
272   my $db = DBM::Deep->new( "foo.db" );
273
274   $db->{mykey} = "myvalue";
275   $db->{myhash} = {};
276   $db->{myhash}->{subkey} = "subvalue";
277
278   print $db->{myhash}->{subkey} . "\n";
279
280 You can even step through hash keys using the normal Perl C<keys()> function:
281
282   foreach my $key (keys %$db) {
283       print "$key: " . $db->{$key} . "\n";
284   }
285
286 Remember that Perl's C<keys()> function extracts I<every> key from the hash and
287 pushes them onto an array, all before the loop even begins. If you have an
288 extremely large hash, this may exhaust Perl's memory. Instead, consider using
289 Perl's C<each()> function, which pulls keys/values one at a time, using very
290 little memory:
291
292   while (my ($key, $value) = each %$db) {
293       print "$key: $value\n";
294   }
295
296 Please note that when using C<each()>, you should always pass a direct
297 hash reference, not a lookup. Meaning, you should B<never> do this:
298
299   # NEVER DO THIS
300   while (my ($key, $value) = each %{$db->{foo}}) { # BAD
301
302 This causes an infinite loop, because for each iteration, Perl is calling
303 FETCH() on the $db handle, resulting in a "new" hash for foo every time, so
304 it effectively keeps returning the first key over and over again. Instead,
305 assign a temporary variable to C<$db->{foo}>, then pass that to each().
306
307 =head2 Arrays
308
309 As with hashes, you can treat any DBM::Deep object like a normal Perl array
310 reference. This includes inserting, removing and manipulating elements,
311 and the C<push()>, C<pop()>, C<shift()>, C<unshift()> and C<splice()> functions.
312 The object must have first been created using type C<DBM::Deep-E<gt>TYPE_ARRAY>,
313 or simply be a nested array reference inside a hash. Example:
314
315   my $db = DBM::Deep->new(
316       file => "foo-array.db",
317       type => DBM::Deep->TYPE_ARRAY
318   );
319
320   $db->[0] = "foo";
321   push @$db, "bar", "baz";
322   unshift @$db, "bah";
323
324   my $last_elem = pop @$db; # baz
325   my $first_elem = shift @$db; # bah
326   my $second_elem = $db->[1]; # bar
327
328   my $num_elements = scalar @$db;
329
330 =head1 OO INTERFACE
331
332 In addition to the I<tie()> interface, you can also use a standard OO interface
333 to manipulate all aspects of DBM::Deep databases. Each type of object (hash or
334 array) has its own methods, but both types share the following common methods:
335 C<put()>, C<get()>, C<exists()>, C<delete()> and C<clear()>. C<fetch()> and
336 C<store(> are aliases to C<put()> and C<get()>, respectively.
337
338 =over
339
340 =item * new() / clone()
341
342 These are the constructor and copy-functions.
343
344 =item * put() / store()
345
346 Stores a new hash key/value pair, or sets an array element value. Takes two
347 arguments, the hash key or array index, and the new value. The value can be
348 a scalar, hash ref or array ref. Returns true on success, false on failure.
349
350   $db->put("foo", "bar"); # for hashes
351   $db->put(1, "bar"); # for arrays
352
353 =item * get() / fetch()
354
355 Fetches the value of a hash key or array element. Takes one argument: the hash
356 key or array index. Returns a scalar, hash ref or array ref, depending on the
357 data type stored.
358
359   my $value = $db->get("foo"); # for hashes
360   my $value = $db->get(1); # for arrays
361
362 =item * exists()
363
364 Checks if a hash key or array index exists. Takes one argument: the hash key
365 or array index. Returns true if it exists, false if not.
366
367   if ($db->exists("foo")) { print "yay!\n"; } # for hashes
368   if ($db->exists(1)) { print "yay!\n"; } # for arrays
369
370 =item * delete()
371
372 Deletes one hash key/value pair or array element. Takes one argument: the hash
373 key or array index. Returns true on success, false if not found. For arrays,
374 the remaining elements located after the deleted element are NOT moved over.
375 The deleted element is essentially just undefined, which is exactly how Perl's
376 internal arrays work.
377
378   $db->delete("foo"); # for hashes
379   $db->delete(1); # for arrays
380
381 =item * clear()
382
383 Deletes B<all> hash keys or array elements. Takes no arguments. No return
384 value.
385
386   $db->clear(); # hashes or arrays
387
388 =item * lock() / unlock() / lock_exclusive() / lock_shared()
389
390 q.v. L</LOCKING> for more info.
391
392 =item * optimize()
393
394 This will compress the datafile so that it takes up as little space as possible.
395 There is a freespace manager so that when space is freed up, it is used before
396 extending the size of the datafile. But, that freespace just sits in the datafile
397 unless C<optimize()> is called.
398
399 =item * import()
400
401 Unlike simple assignment, C<import()> does not tie the right-hand side. Instead,
402 a copy of your data is put into the DB. C<import()> takes either an arrayref (if
403 your DB is an array) or a hashref (if your DB is a hash). C<import()> will die
404 if anything else is passed in.
405
406 =item * export()
407
408 This returns a complete copy of the data structure at the point you do the export.
409 This copy is in RAM, not on disk like the DB is.
410
411 =item * begin_work() / commit() / rollback()
412
413 These are the transactional functions. L</TRANSACTIONS> for more information.
414
415 =back
416
417 =head2 Hashes
418
419 For hashes, DBM::Deep supports all the common methods described above, and the
420 following additional methods: C<first_key()> and C<next_key()>.
421
422 =over
423
424 =item * first_key()
425
426 Returns the "first" key in the hash. As with built-in Perl hashes, keys are
427 fetched in an undefined order (which appears random). Takes no arguments,
428 returns the key as a scalar value.
429
430   my $key = $db->first_key();
431
432 =item * next_key()
433
434 Returns the "next" key in the hash, given the previous one as the sole argument.
435 Returns undef if there are no more keys to be fetched.
436
437   $key = $db->next_key($key);
438
439 =back
440
441 Here are some examples of using hashes:
442
443   my $db = DBM::Deep->new( "foo.db" );
444
445   $db->put("foo", "bar");
446   print "foo: " . $db->get("foo") . "\n";
447
448   $db->put("baz", {}); # new child hash ref
449   $db->get("baz")->put("buz", "biz");
450   print "buz: " . $db->get("baz")->get("buz") . "\n";
451
452   my $key = $db->first_key();
453   while ($key) {
454       print "$key: " . $db->get($key) . "\n";
455       $key = $db->next_key($key);
456   }
457
458   if ($db->exists("foo")) { $db->delete("foo"); }
459
460 =head2 Arrays
461
462 For arrays, DBM::Deep supports all the common methods described above, and the
463 following additional methods: C<length()>, C<push()>, C<pop()>, C<shift()>,
464 C<unshift()> and C<splice()>.
465
466 =over
467
468 =item * length()
469
470 Returns the number of elements in the array. Takes no arguments.
471
472   my $len = $db->length();
473
474 =item * push()
475
476 Adds one or more elements onto the end of the array. Accepts scalars, hash
477 refs or array refs. No return value.
478
479   $db->push("foo", "bar", {});
480
481 =item * pop()
482
483 Fetches the last element in the array, and deletes it. Takes no arguments.
484 Returns undef if array is empty. Returns the element value.
485
486   my $elem = $db->pop();
487
488 =item * shift()
489
490 Fetches the first element in the array, deletes it, then shifts all the
491 remaining elements over to take up the space. Returns the element value. This
492 method is not recommended with large arrays -- see L<LARGE ARRAYS> below for
493 details.
494
495   my $elem = $db->shift();
496
497 =item * unshift()
498
499 Inserts one or more elements onto the beginning of the array, shifting all
500 existing elements over to make room. Accepts scalars, hash refs or array refs.
501 No return value. This method is not recommended with large arrays -- see
502 <LARGE ARRAYS> below for details.
503
504   $db->unshift("foo", "bar", {});
505
506 =item * splice()
507
508 Performs exactly like Perl's built-in function of the same name. See L<perldoc
509 -f splice> for usage -- it is too complicated to document here. This method is
510 not recommended with large arrays -- see L<LARGE ARRAYS> below for details.
511
512 =back
513
514 Here are some examples of using arrays:
515
516   my $db = DBM::Deep->new(
517       file => "foo.db",
518       type => DBM::Deep->TYPE_ARRAY
519   );
520
521   $db->push("bar", "baz");
522   $db->unshift("foo");
523   $db->put(3, "buz");
524
525   my $len = $db->length();
526   print "length: $len\n"; # 4
527
528   for (my $k=0; $k<$len; $k++) {
529       print "$k: " . $db->get($k) . "\n";
530   }
531
532   $db->splice(1, 2, "biz", "baf");
533
534   while (my $elem = shift @$db) {
535       print "shifted: $elem\n";
536   }
537
538 =head1 LOCKING
539
540 Enable or disable automatic file locking by passing a boolean value to the
541 C<locking> parameter when constructing your DBM::Deep object (see L<SETUP>
542 above).
543
544   my $db = DBM::Deep->new(
545       file => "foo.db",
546       locking => 1
547   );
548
549 This causes DBM::Deep to C<flock()> the underlying filehandle with exclusive
550 mode for writes, and shared mode for reads. This is required if you have
551 multiple processes accessing the same database file, to avoid file corruption.
552 Please note that C<flock()> does NOT work for files over NFS. See L<DB OVER
553 NFS> below for more.
554
555 =head2 Explicit Locking
556
557 You can explicitly lock a database, so it remains locked for multiple
558 actions. This is done by calling the C<lock_exclusive()> method (for when you
559 want to write) or the C<lock_shared()> method (for when you want to read).
560 This is particularly useful for things like counters, where the current value
561 needs to be fetched, then incremented, then stored again.
562
563   $db->lock_exclusive();
564   my $counter = $db->get("counter");
565   $counter++;
566   $db->put("counter", $counter);
567   $db->unlock();
568
569   # or...
570
571   $db->lock_exclusive();
572   $db->{counter}++;
573   $db->unlock();
574
575 =head2 Win32/Cygwin
576
577 Due to Win32 actually enforcing the read-only status of a shared lock, all
578 locks on Win32 and cygwin are exclusive. This is because of how autovivification
579 currently works. Hopefully, this will go away in a future release.
580
581 =head1 IMPORTING/EXPORTING
582
583 You can import existing complex structures by calling the C<import()> method,
584 and export an entire database into an in-memory structure using the C<export()>
585 method. Both are examined here.
586
587 =head2 Importing
588
589 Say you have an existing hash with nested hashes/arrays inside it. Instead of
590 walking the structure and adding keys/elements to the database as you go,
591 simply pass a reference to the C<import()> method. This recursively adds
592 everything to an existing DBM::Deep object for you. Here is an example:
593
594   my $struct = {
595       key1 => "value1",
596       key2 => "value2",
597       array1 => [ "elem0", "elem1", "elem2" ],
598       hash1 => {
599           subkey1 => "subvalue1",
600           subkey2 => "subvalue2"
601       }
602   };
603
604   my $db = DBM::Deep->new( "foo.db" );
605   $db->import( $struct );
606
607   print $db->{key1} . "\n"; # prints "value1"
608
609 This recursively imports the entire C<$struct> object into C<$db>, including
610 all nested hashes and arrays. If the DBM::Deep object contains exsiting data,
611 keys are merged with the existing ones, replacing if they already exist.
612 The C<import()> method can be called on any database level (not just the base
613 level), and works with both hash and array DB types.
614
615 B<Note:> Make sure your existing structure has no circular references in it.
616 These will cause an infinite loop when importing. There are plans to fix this
617 in a later release.
618
619 =head2 Exporting
620
621 Calling the C<export()> method on an existing DBM::Deep object will return
622 a reference to a new in-memory copy of the database. The export is done
623 recursively, so all nested hashes/arrays are all exported to standard Perl
624 objects. Here is an example:
625
626   my $db = DBM::Deep->new( "foo.db" );
627
628   $db->{key1} = "value1";
629   $db->{key2} = "value2";
630   $db->{hash1} = {};
631   $db->{hash1}->{subkey1} = "subvalue1";
632   $db->{hash1}->{subkey2} = "subvalue2";
633
634   my $struct = $db->export();
635
636   print $struct->{key1} . "\n"; # prints "value1"
637
638 This makes a complete copy of the database in memory, and returns a reference
639 to it. The C<export()> method can be called on any database level (not just
640 the base level), and works with both hash and array DB types. Be careful of
641 large databases -- you can store a lot more data in a DBM::Deep object than an
642 in-memory Perl structure.
643
644 B<Note:> Make sure your database has no circular references in it.
645 These will cause an infinite loop when exporting. There are plans to fix this
646 in a later release.
647
648 =head1 FILTERS
649
650 DBM::Deep has a number of hooks where you can specify your own Perl function
651 to perform filtering on incoming or outgoing data. This is a perfect
652 way to extend the engine, and implement things like real-time compression or
653 encryption. Filtering applies to the base DB level, and all child hashes /
654 arrays. Filter hooks can be specified when your DBM::Deep object is first
655 constructed, or by calling the C<set_filter()> method at any time. There are
656 four available filter hooks.
657
658 =head2 set_filter()
659
660 This method takes two paramters - the filter type and the filter subreference.
661 The four types are:
662
663 =over
664
665 =item * filter_store_key
666
667 This filter is called whenever a hash key is stored. It
668 is passed the incoming key, and expected to return a transformed key.
669
670 =item * filter_store_value
671
672 This filter is called whenever a hash key or array element is stored. It
673 is passed the incoming value, and expected to return a transformed value.
674
675 =item * filter_fetch_key
676
677 This filter is called whenever a hash key is fetched (i.e. via
678 C<first_key()> or C<next_key()>). It is passed the transformed key,
679 and expected to return the plain key.
680
681 =item * filter_fetch_value
682
683 This filter is called whenever a hash key or array element is fetched.
684 It is passed the transformed value, and expected to return the plain value.
685
686 =back
687
688 Here are the two ways to setup a filter hook:
689
690   my $db = DBM::Deep->new(
691       file => "foo.db",
692       filter_store_value => \&my_filter_store,
693       filter_fetch_value => \&my_filter_fetch
694   );
695
696   # or...
697
698   $db->set_filter( "filter_store_value", \&my_filter_store );
699   $db->set_filter( "filter_fetch_value", \&my_filter_fetch );
700
701 Your filter function will be called only when dealing with SCALAR keys or
702 values. When nested hashes and arrays are being stored/fetched, filtering
703 is bypassed. Filters are called as static functions, passed a single SCALAR
704 argument, and expected to return a single SCALAR value. If you want to
705 remove a filter, set the function reference to C<undef>:
706
707   $db->set_filter( "filter_store_value", undef );
708
709 =head2 Examples
710
711 Please read L<DBM::Deep::Manual> for examples of filters.
712
713 =head1 ERROR HANDLING
714
715 Most DBM::Deep methods return a true value for success, and call die() on
716 failure. You can wrap calls in an eval block to catch the die.
717
718   my $db = DBM::Deep->new( "foo.db" ); # create hash
719   eval { $db->push("foo"); }; # ILLEGAL -- push is array-only call
720
721   print $@;           # prints error message
722
723 =head1 LARGEFILE SUPPORT
724
725 If you have a 64-bit system, and your Perl is compiled with both LARGEFILE
726 and 64-bit support, you I<may> be able to create databases larger than 4 GB.
727 DBM::Deep by default uses 32-bit file offset tags, but these can be changed
728 by specifying the 'pack_size' parameter when constructing the file.
729
730   DBM::Deep->new(
731       filename  => $filename,
732       pack_size => 'large',
733   );
734
735 This tells DBM::Deep to pack all file offsets with 8-byte (64-bit) quad words
736 instead of 32-bit longs. After setting these values your DB files have a
737 theoretical maximum size of 16 XB (exabytes).
738
739 You can also use C<pack_size =E<gt> 'small'> in order to use 16-bit file
740 offsets.
741
742 B<Note:> Changing these values will B<NOT> work for existing database files.
743 Only change this for new files. Once the value has been set, it is stored in
744 the file's header and cannot be changed for the life of the file. These
745 parameters are per-file, meaning you can access 32-bit and 64-bit files, as
746 you choose.
747
748 B<Note:> We have not personally tested files larger than 4 GB -- all our
749 systems have only a 32-bit Perl. However, we have received user reports that
750 this does indeed work.
751
752 =head1 LOW-LEVEL ACCESS
753
754 If you require low-level access to the underlying filehandle that DBM::Deep uses,
755 you can call the C<_fh()> method, which returns the handle:
756
757   my $fh = $db->_fh();
758
759 This method can be called on the root level of the datbase, or any child
760 hashes or arrays. All levels share a I<root> structure, which contains things
761 like the filehandle, a reference counter, and all the options specified
762 when you created the object. You can get access to this file object by
763 calling the C<_storage()> method.
764
765   my $file_obj = $db->_storage();
766
767 This is useful for changing options after the object has already been created,
768 such as enabling/disabling locking. You can also store your own temporary user
769 data in this structure (be wary of name collision), which is then accessible from
770 any child hash or array.
771
772 =head1 CIRCULAR REFERENCES
773
774 DBM::Deep has full support for circular references. Meaning you
775 can have a nested hash key or array element that points to a parent object.
776 This relationship is stored in the DB file, and is preserved between sessions.
777 Here is an example:
778
779   my $db = DBM::Deep->new( "foo.db" );
780
781   $db->{foo} = "bar";
782   $db->{circle} = $db; # ref to self
783
784   print $db->{foo} . "\n"; # prints "bar"
785   print $db->{circle}->{foo} . "\n"; # prints "bar" again
786
787 This also works as expected with array and hash references. So, the following
788 works as expected:
789
790   $db->{foo} = [ 1 .. 3 ];
791   $db->{bar} = $db->{foo};
792
793   push @{$db->{foo}}, 42;
794   is( $db->{bar}[-1], 42 ); # Passes
795
796 This, however, does I<not> extend to assignments from one DB file to another.
797 So, the following will throw an error:
798
799   my $db1 = DBM::Deep->new( "foo.db" );
800   my $db2 = DBM::Deep->new( "bar.db" );
801
802   $db1->{foo} = [];
803   $db2->{foo} = $db1->{foo}; # dies
804
805 B<Note>: Passing the object to a function that recursively walks the
806 object tree (such as I<Data::Dumper> or even the built-in C<optimize()> or
807 C<export()> methods) will result in an infinite loop. This will be fixed in
808 a future release by adding singleton support.
809
810 =head1 TRANSACTIONS
811
812 As of 1.0000, DBM::Deep hass ACID transactions. Every DBM::Deep object is completely
813 transaction-ready - it is not an option you have to turn on. You do have to
814 specify how many transactions may run simultaneously (q.v. L</num_txns>).
815
816 Three new methods have been added to support them. They are:
817
818 =over 4
819
820 =item * begin_work()
821
822 This starts a transaction.
823
824 =item * commit()
825
826 This applies the changes done within the transaction to the mainline and ends
827 the transaction.
828
829 =item * rollback()
830
831 This discards the changes done within the transaction to the mainline and ends
832 the transaction.
833
834 =back
835
836 Transactions in DBM::Deep are done using a variant of the MVCC method, the
837 same method used by the InnoDB MySQL engine.
838
839 =head1 MIGRATION
840
841 As of 1.0000, the file format has changed. Furthermore, DBM::Deep is now
842 designed to potentially change file format between point-releases, if needed to
843 support a requested feature. To aid in this, a migration script is provided
844 within the CPAN distribution called C<utils/upgrade_db.pl>.
845
846 B<NOTE:> This script is not installed onto your system because it carries a copy
847 of every version prior to the current version.
848
849 =head1 TODO
850
851 The following are items that are planned to be added in future releases. These
852 are separate from the L<CAVEATS, ISSUES & BUGS> below.
853
854 =head2 Sub-Transactions
855
856 Right now, you cannot run a transaction within a transaction. Removing this
857 restriction is technically straightforward, but the combinatorial explosion of
858 possible usecases hurts my head. If this is something you want to see
859 immediately, please submit many testcases.
860
861 =head2 Caching
862
863 If a client is willing to assert upon opening the file that this process will be
864 the only consumer of that datafile, then there are a number of caching
865 possibilities that can be taken advantage of. This does, however, mean that
866 DBM::Deep is more vulnerable to losing data due to unflushed changes. It also
867 means a much larger in-memory footprint. As such, it's not clear exactly how
868 this should be done. Suggestions are welcome.
869
870 =head2 Ram-only
871
872 The techniques used in DBM::Deep simply require a seekable contiguous
873 datastore. This could just as easily be a large string as a file. By using
874 substr, the STM capabilities of DBM::Deep could be used within a
875 single-process. I have no idea how I'd specify this, though. Suggestions are
876 welcome.
877
878 =head2 Different contention resolution mechanisms
879
880 Currently, the only contention resolution mechanism is last-write-wins. This
881 is the mechanism used by most RDBMSes and should be good enough for most uses.
882 For advanced uses of STM, other contention mechanisms will be needed. If you
883 have an idea of how you'd like to see contention resolution in DBM::Deep,
884 please let me know.
885
886 =head1 CAVEATS, ISSUES & BUGS
887
888 This section describes all the known issues with DBM::Deep. These are issues
889 that are either intractable or depend on some feature within Perl working
890 exactly right. It you have found something that is not listed below, please
891 send an e-mail to L<rkinyon@cpan.org>. Likewise, if you think you know of a
892 way around one of these issues, please let me know.
893
894 =head2 References
895
896 (The following assumes a high level of Perl understanding, specifically of
897 references. Most users can safely skip this section.)
898
899 Currently, the only references supported are HASH and ARRAY. The other reference
900 types (SCALAR, CODE, GLOB, and REF) cannot be supported for various reasons.
901
902 =over 4
903
904 =item * GLOB
905
906 These are things like filehandles and other sockets. They can't be supported
907 because it's completely unclear how DBM::Deep should serialize them.
908
909 =item * SCALAR / REF
910
911 The discussion here refers to the following type of example:
912
913   my $x = 25;
914   $db->{key1} = \$x;
915
916   $x = 50;
917
918   # In some other process ...
919
920   my $val = ${ $db->{key1} };
921
922   is( $val, 50, "What actually gets stored in the DB file?" );
923
924 The problem is one of synchronization. When the variable being referred to
925 changes value, the reference isn't notified, which is kind of the point of
926 references. This means that the new value won't be stored in the datafile for
927 other processes to read. There is no TIEREF.
928
929 It is theoretically possible to store references to values already within a
930 DBM::Deep object because everything already is synchronized, but the change to
931 the internals would be quite large. Specifically, DBM::Deep would have to tie
932 every single value that is stored. This would bloat the RAM footprint of
933 DBM::Deep at least twofold (if not more) and be a significant performance drain,
934 all to support a feature that has never been requested.
935
936 =item * CODE
937
938 L<Data::Dump::Streamer> provides a mechanism for serializing coderefs,
939 including saving off all closure state. This would allow for DBM::Deep to
940 store the code for a subroutine. Then, whenever the subroutine is read, the
941 code could be C<eval()>'ed into being. However, just as for SCALAR and REF,
942 that closure state may change without notifying the DBM::Deep object storing
943 the reference. Again, this would generally be considered a feature.
944
945 =back
946
947 =head2 External references and transactions
948
949 If you do C<my $x = $db-E<gt>{foo};>, then start a transaction, $x will be
950 referencing the database from outside the transaction. A fix for this (and other
951 issues with how external references into the database) is being looked into. This
952 is the skipped set of tests in t/39_singletons.t and a related issue is the focus
953 of t/37_delete_edge_cases.t
954
955 =head2 File corruption
956
957 The current level of error handling in DBM::Deep is minimal. Files I<are> checked
958 for a 32-bit signature when opened, but any other form of corruption in the
959 datafile can cause segmentation faults. DBM::Deep may try to C<seek()> past
960 the end of a file, or get stuck in an infinite loop depending on the level and
961 type of corruption. File write operations are not checked for failure (for
962 speed), so if you happen to run out of disk space, DBM::Deep will probably fail in
963 a bad way. These things will be addressed in a later version of DBM::Deep.
964
965 =head2 DB over NFS
966
967 Beware of using DBM::Deep files over NFS. DBM::Deep uses flock(), which works
968 well on local filesystems, but will NOT protect you from file corruption over
969 NFS. I've heard about setting up your NFS server with a locking daemon, then
970 using C<lockf()> to lock your files, but your mileage may vary there as well.
971 From what I understand, there is no real way to do it. However, if you need
972 access to the underlying filehandle in DBM::Deep for using some other kind of
973 locking scheme like C<lockf()>, see the L<LOW-LEVEL ACCESS> section above.
974
975 =head2 Copying Objects
976
977 Beware of copying tied objects in Perl. Very strange things can happen.
978 Instead, use DBM::Deep's C<clone()> method which safely copies the object and
979 returns a new, blessed and tied hash or array to the same level in the DB.
980
981   my $copy = $db->clone();
982
983 B<Note>: Since clone() here is cloning the object, not the database location, any
984 modifications to either $db or $copy will be visible to both.
985
986 =head2 Large Arrays
987
988 Beware of using C<shift()>, C<unshift()> or C<splice()> with large arrays.
989 These functions cause every element in the array to move, which can be murder
990 on DBM::Deep, as every element has to be fetched from disk, then stored again in
991 a different location. This will be addressed in a future version.
992
993 This has been somewhat addressed so that the cost is constant, regardless of
994 what is stored at those locations. So, small arrays with huge data structures in
995 them are faster. But, large arrays are still large.
996
997 =head2 Writeonly Files
998
999 If you pass in a filehandle to new(), you may have opened it in either a
1000 readonly or writeonly mode. STORE will verify that the filehandle is writable.
1001 However, there doesn't seem to be a good way to determine if a filehandle is
1002 readable. And, if the filehandle isn't readable, it's not clear what will
1003 happen. So, don't do that.
1004
1005 =head2 Assignments Within Transactions
1006
1007 The following will I<not> work as one might expect:
1008
1009   my $x = { a => 1 };
1010
1011   $db->begin_work;
1012   $db->{foo} = $x;
1013   $db->rollback;
1014
1015   is( $x->{a}, 1 ); # This will fail!
1016
1017 The problem is that the moment a reference used as the rvalue to a DBM::Deep
1018 object's lvalue, it becomes tied itself. This is so that future changes to
1019 C<$x> can be tracked within the DBM::Deep file and is considered to be a
1020 feature. By the time the rollback occurs, there is no knowledge that there had
1021 been an C<$x> or what memory location to assign an C<export()> to.
1022
1023 B<NOTE:> This does not affect importing because imports do a walk over the
1024 reference to be imported in order to explicitly leave it untied.
1025
1026 =head2 Stale References
1027
1028 If you take a reference to an array or hash from the database, it is tied
1029 to the database itself. This means that if the datum in question is subsequently deleted from the database, the reference to it will point to
1030 an invalid location and unpredictable things will happen if you try to use
1031 it.
1032
1033 So a seemingly innocuous piece of code like this:
1034
1035   my %hash = %{ $db->{some_hash} };
1036
1037 can fail if another process deletes or clobbers C<< $db->{some_hash} >>
1038 while the data are being extracted, since S<C<%{ ... }>> is not atomic.
1039 (This actually happened.) The solution is to lock the database before
1040 reading the data:
1041
1042   $db->lock_exclusive;
1043   my %hash = %{ $db->{some_hash} };
1044   $db->unlock;
1045
1046 =head1 CODE COVERAGE
1047
1048 L<Devel::Cover> is used to test the code coverage of the tests. Below is the
1049 L<Devel::Cover> report on this distribution's test suite.
1050
1051   ------------------------------------------ ------ ------ ------ ------ ------
1052   File                                         stmt   bran   cond    sub  total
1053   ------------------------------------------ ------ ------ ------ ------ ------
1054   blib/lib/DBM/Deep.pm                         97.2   90.9   83.3  100.0   95.4
1055   blib/lib/DBM/Deep/Array.pm                  100.0   95.7  100.0  100.0   99.0
1056   blib/lib/DBM/Deep/Engine.pm                  95.6   84.7   81.6   98.4   92.5
1057   blib/lib/DBM/Deep/File.pm                    97.2   81.6   66.7  100.0   91.9
1058   blib/lib/DBM/Deep/Hash.pm                   100.0  100.0  100.0  100.0  100.0
1059   Total                                        96.7   87.5   82.2   99.2   94.1
1060   ------------------------------------------ ------ ------ ------ ------ ------
1061
1062 =head1 MORE INFORMATION
1063
1064 Check out the DBM::Deep Google Group at L<http://groups.google.com/group/DBM-Deep>
1065 or send email to L<DBM-Deep@googlegroups.com>. You can also visit #dbm-deep on
1066 irc.perl.org
1067
1068 The source code repository is at L<http://svn.perl.org/modules/DBM-Deep>
1069
1070 =head1 MAINTAINERS
1071
1072 Rob Kinyon, L<rkinyon@cpan.org>
1073
1074 Originally written by Joseph Huckaby, L<jhuckaby@cpan.org>
1075
1076 =head1 SPONSORS
1077
1078 Stonehenge Consulting (L<http://www.stonehenge.com/>) sponsored the
1079 developement of transactions and freespace management, leading to the 1.0000
1080 release. A great debt of gratitude goes out to them for their continuing
1081 leadership in and support of the Perl community.
1082
1083 =head1 CONTRIBUTORS
1084
1085 The following have contributed greatly to make DBM::Deep what it is today:
1086
1087 =over 4
1088
1089 =item * Adam Sah and Rich Gaushell for innumerable contributions early on.
1090
1091 =item * Dan Golden and others at YAPC::NA 2006 for helping me design through transactions.
1092
1093 =back
1094
1095 =head1 SEE ALSO
1096
1097 perltie(1), Tie::Hash(3), Digest::MD5(3), Fcntl(3), flock(2), lockf(3), nfs(5),
1098 Digest::SHA256(3), Crypt::Blowfish(3), Compress::Zlib(3)
1099
1100 =head1 LICENSE
1101
1102 Copyright (c) 2007 Rob Kinyon. All Rights Reserved.
1103 This is free software, you may use it and distribute it under the same terms
1104 as Perl itself.
1105
1106 =cut