Merged with master and am ready to merge back
[dbsrgits/DBM-Deep.git] / lib / DBM / Deep / Engine.pm
index dc6b14c..ab1fa60 100644 (file)
@@ -6,11 +6,7 @@ use strict;
 use warnings FATAL => 'all';
 no warnings 'recursion';
 
-# Never import symbols into our namespace. We are a class, not a library.
-# -RobK, 2008-05-27
-use Scalar::Util ();
-
-#use Data::Dumper ();
+use DBM::Deep::Iterator ();
 
 # File-wide notes:
 # * Every method in here assumes that the storage has been appropriately
@@ -18,36 +14,8 @@ use Scalar::Util ();
 #   mutex. But, it's the caller's responsability to make sure that this has
 #   been done.
 
-# Setup file and tag signatures.  These should never change.
-sub SIG_FILE     () { 'DPDB' }
-sub SIG_HEADER   () { 'h'    }
-sub SIG_HASH     () { 'H'    }
-sub SIG_ARRAY    () { 'A'    }
-sub SIG_NULL     () { 'N'    }
-sub SIG_DATA     () { 'D'    }
-sub SIG_INDEX    () { 'I'    }
-sub SIG_BLIST    () { 'B'    }
-sub SIG_FREE     () { 'F'    }
-sub SIG_SIZE     () {  1     }
-
-use DBM::Deep::Iterator ();
-use DBM::Deep::Engine::Sector::Data ();
-use DBM::Deep::Engine::Sector::BucketList ();
-use DBM::Deep::Engine::Sector::Index ();
-use DBM::Deep::Engine::Sector::Null ();
-use DBM::Deep::Engine::Sector::Reference ();
-use DBM::Deep::Engine::Sector::Scalar ();
-use DBM::Deep::Null ();
-
-my $STALE_SIZE = 2;
-
-# Please refer to the pack() documentation for further information
-my %StP = (
-    1 => 'C', # Unsigned char value (no order needed as it's just one byte)
-    2 => 'n', # Unsigned short in "network" (big-endian) order
-    4 => 'N', # Unsigned long in "network" (big-endian) order
-    8 => 'Q', # Usigned quad (no order specified, presumably machine-dependent)
-);
+sub SIG_HASH     () { 'H' }
+sub SIG_ARRAY    () { 'A' }
 
 =head1 NAME
 
@@ -55,8 +23,8 @@ DBM::Deep::Engine
 
 =head1 PURPOSE
 
-This is an internal-use-only object for L<DBM::Deep/>. It mediates the low-level
-mapping between the L<DBM::Deep/> objects and the storage medium.
+This is an internal-use-only object for L<DBM::Deep>. It mediates the low-level
+mapping between the L<DBM::Deep> objects and the storage medium.
 
 The purpose of this documentation is to provide low-level documentation for
 developers. It is B<not> intended to be used by the general public. This
@@ -86,9 +54,9 @@ is the following:
 
 =item * get_next_key
 
-=item * clear
+=item * setup
 
-=item * setup_fh
+=item * clear
 
 =item * begin_work
 
@@ -117,115 +85,35 @@ with only one file.
 
 =head2 STALENESS
 
-If another process uses a transaction slot and writes stuff to it, then terminates,
-the data that process wrote it still within the file. In order to address this,
-there is also a transaction staleness counter associated within every write.
-Each time a transaction is started, that process increments that transaction's
-staleness counter. If, when it reads a value, the staleness counters aren't
-identical, DBM::Deep will consider the value on disk to be stale and discard it.
+If another process uses a transaction slot and writes stuff to it, then
+terminates, the data that process wrote it still within the file. In order to
+address this, there is also a transaction staleness counter associated within
+every write.  Each time a transaction is started, that process increments that
+transaction's staleness counter. If, when it reads a value, the staleness
+counters aren't identical, DBM::Deep will consider the value on disk to be stale
+and discard it.
 
 =head2 DURABILITY
 
 The fourth leg of ACID is Durability, the guarantee that when a commit returns,
 the data will be there the next time you read from it. This should be regardless
-of any crashes or powerdowns in between the commit and subsequent read. DBM::Deep
-does provide that guarantee; once the commit returns, all of the data has been
-transferred from the transaction shadow to the HEAD. The issue arises with partial
-commits - a commit that is interrupted in some fashion. In keeping with DBM::Deep's
-"tradition" of very light error-checking and non-existent error-handling, there is
-no way to recover from a partial commit. (This is probably a failure in Consistency
-as well as Durability.)
-
-Other DBMSes use transaction logs (a separate file, generally) to achieve Durability.
-As DBM::Deep is a single-file, we would have to do something similar to what SQLite
-and BDB do in terms of committing using synchonized writes. To do this, we would have
-to use a much higher RAM footprint and some serious programming that make my head
-hurts just to think about it.
+of any crashes or powerdowns in between the commit and subsequent read.
+DBM::Deep does provide that guarantee; once the commit returns, all of the data
+has been transferred from the transaction shadow to the HEAD. The issue arises
+with partial commits - a commit that is interrupted in some fashion. In keeping
+with DBM::Deep's "tradition" of very light error-checking and non-existent
+error-handling, there is no way to recover from a partial commit. (This is
+probably a failure in Consistency as well as Durability.)
 
-=head1 EXTERNAL METHODS
-
-=head2 new()
-
-This takes a set of args. These args are described in the documentation for
-L<DBM::Deep/new>.
+Other DBMSes use transaction logs (a separate file, generally) to achieve
+Durability.  As DBM::Deep is a single-file, we would have to do something
+similar to what SQLite and BDB do in terms of committing using synchonized
+writes. To do this, we would have to use a much higher RAM footprint and some
+serious programming that make my head hurts just to think about it.
 
 =cut
 
-sub new {
-    my $class = shift;
-    my ($args) = @_;
-
-    $args->{storage} = DBM::Deep::File->new( $args )
-        unless exists $args->{storage};
-
-    my $self = bless {
-        byte_size   => 4,
-
-        digest      => undef,
-        hash_size   => 16,  # In bytes
-        hash_chars  => 256, # Number of chars the algorithm uses per byte
-        max_buckets => 16,
-        num_txns    => 1,   # The HEAD
-        trans_id    => 0,   # Default to the HEAD
-
-        data_sector_size => 64, # Size in bytes of each data sector
-
-        entries => {}, # This is the list of entries for transactions
-        storage => undef,
-    }, $class;
-
-    # Never allow byte_size to be set directly.
-    delete $args->{byte_size};
-    if ( defined $args->{pack_size} ) {
-        if ( lc $args->{pack_size} eq 'small' ) {
-            $args->{byte_size} = 2;
-        }
-        elsif ( lc $args->{pack_size} eq 'medium' ) {
-            $args->{byte_size} = 4;
-        }
-        elsif ( lc $args->{pack_size} eq 'large' ) {
-            $args->{byte_size} = 8;
-        }
-        else {
-            DBM::Deep->_throw_error( "Unknown pack_size value: '$args->{pack_size}'" );
-        }
-    }
-
-    # Grab the parameters we want to use
-    foreach my $param ( keys %$self ) {
-        next unless exists $args->{$param};
-        $self->{$param} = $args->{$param};
-    }
-
-    my %validations = (
-        max_buckets      => { floor => 16, ceil => 256 },
-        num_txns         => { floor => 1,  ceil => 255 },
-        data_sector_size => { floor => 32, ceil => 256 },
-    );
-
-    while ( my ($attr, $c) = each %validations ) {
-        if (   !defined $self->{$attr}
-            || !length $self->{$attr}
-            || $self->{$attr} =~ /\D/
-            || $self->{$attr} < $c->{floor}
-        ) {
-            $self->{$attr} = '(undef)' if !defined $self->{$attr};
-            warn "Floor of $attr is $c->{floor}. Setting it to $c->{floor} from '$self->{$attr}'\n";
-            $self->{$attr} = $c->{floor};
-        }
-        elsif ( $self->{$attr} > $c->{ceil} ) {
-            warn "Ceiling of $attr is $c->{ceil}. Setting it to $c->{ceil} from '$self->{$attr}'\n";
-            $self->{$attr} = $c->{ceil};
-        }
-    }
-
-    if ( !$self->{digest} ) {
-        require Digest::MD5;
-        $self->{digest} = \&Digest::MD5::md5;
-    }
-
-    return $self;
-}
+=head1 METHODS
 
 =head2 read_value( $obj, $key )
 
@@ -234,45 +122,12 @@ value stored in the corresponding Sector::Value's data section.
 
 =cut
 
-sub read_value {
-    my $self = shift;
-    my ($obj, $key) = @_;
-
-    # This will be a Reference sector
-    my $sector = $self->_load_sector( $obj->_base_offset )
-        or return;
-
-    if ( $sector->staleness != $obj->_staleness ) {
-        return;
-    }
-
-    my $key_md5 = $self->_apply_digest( $key );
-
-    my $value_sector = $sector->get_data_for({
-        key_md5    => $key_md5,
-        allow_head => 1,
-    });
-
-    unless ( $value_sector ) {
-        $value_sector = DBM::Deep::Engine::Sector::Null->new({
-            engine => $self,
-            data   => undef,
-        });
-
-        $sector->write_data({
-            key_md5 => $key_md5,
-            key     => $key,
-            value   => $value_sector,
-        });
-    }
-
-    return $value_sector->data;
-}
+sub read_value { die "read_value must be implemented in a child class" }
 
 =head2 get_classname( $obj )
 
-This takes an object that provides _base_offset() and returns the classname (if any)
-associated with it.
+This takes an object that provides _base_offset() and returns the classname (if
+any) associated with it.
 
 It delegates to Sector::Reference::get_classname() for the heavy lifting.
 
@@ -280,81 +135,19 @@ It performs a staleness check.
 
 =cut
 
-sub get_classname {
-    my $self = shift;
-    my ($obj) = @_;
-
-    # This will be a Reference sector
-    my $sector = $self->_load_sector( $obj->_base_offset )
-        or DBM::Deep->_throw_error( "How did get_classname fail (no sector for '$obj')?!" );
-
-    if ( $sector->staleness != $obj->_staleness ) {
-        return;
-    }
-
-    return $sector->get_classname;
-}
+sub get_classname { die "get_classname must be implemented in a child class" }
 
 =head2 make_reference( $obj, $old_key, $new_key )
 
 This takes an object that provides _base_offset() and two strings. The
 strings correspond to the old key and new key, respectively. This operation
-is equivalent to (given C<< $db->{foo} = []; >>) C<< $db->{bar} = $db->{foo}; >>.
+is equivalent to (given C<< $db->{foo} = []; >>) C<< $db->{bar} = $db->{foo} >>.
 
 This returns nothing.
 
 =cut
 
-sub make_reference {
-    my $self = shift;
-    my ($obj, $old_key, $new_key) = @_;
-
-    # This will be a Reference sector
-    my $sector = $self->_load_sector( $obj->_base_offset )
-        or DBM::Deep->_throw_error( "How did make_reference fail (no sector for '$obj')?!" );
-
-    if ( $sector->staleness != $obj->_staleness ) {
-        return;
-    }
-
-    my $old_md5 = $self->_apply_digest( $old_key );
-
-    my $value_sector = $sector->get_data_for({
-        key_md5    => $old_md5,
-        allow_head => 1,
-    });
-
-    unless ( $value_sector ) {
-        $value_sector = DBM::Deep::Engine::Sector::Null->new({
-            engine => $self,
-            data   => undef,
-        });
-
-        $sector->write_data({
-            key_md5 => $old_md5,
-            key     => $old_key,
-            value   => $value_sector,
-        });
-    }
-
-    if ( $value_sector->isa( 'DBM::Deep::Engine::Sector::Reference' ) ) {
-        $sector->write_data({
-            key     => $new_key,
-            key_md5 => $self->_apply_digest( $new_key ),
-            value   => $value_sector,
-        });
-        $value_sector->increment_refcount;
-    }
-    else {
-        $sector->write_data({
-            key     => $new_key,
-            key_md5 => $self->_apply_digest( $new_key ),
-            value   => $value_sector->clone,
-        });
-    }
-
-    return;
-}
+sub make_reference { die "make_reference must be implemented in a child class" }
 
 =head2 key_exists( $obj, $key )
 
@@ -363,26 +156,7 @@ the key to be checked. This returns 1 for true and "" for false.
 
 =cut
 
-sub key_exists {
-    my $self = shift;
-    my ($obj, $key) = @_;
-
-    # This will be a Reference sector
-    my $sector = $self->_load_sector( $obj->_base_offset )
-        or return '';
-
-    if ( $sector->staleness != $obj->_staleness ) {
-        return '';
-    }
-
-    my $data = $sector->get_data_for({
-        key_md5    => $self->_apply_digest( $key ),
-        allow_head => 1,
-    });
-
-    # exists() returns 1 or '' for true/false.
-    return $data ? 1 : '';
-}
+sub key_exists { die "key_exists must be implemented in a child class" }
 
 =head2 delete_key( $obj, $key )
 
@@ -392,205 +166,20 @@ delete_key() method.
 
 =cut
 
-sub delete_key {
-    my $self = shift;
-    my ($obj, $key) = @_;
-
-    my $sector = $self->_load_sector( $obj->_base_offset )
-        or return;
-
-    if ( $sector->staleness != $obj->_staleness ) {
-        return;
-    }
-
-    return $sector->delete_key({
-        key_md5    => $self->_apply_digest( $key ),
-        allow_head => 0,
-    });
-}
+sub delete_key { die "delete_key must be implemented in a child class" }
 
 =head2 write_value( $obj, $key, $value )
 
 This takes an object that provides _base_offset(), a string for the
-key, and a value. This value can be anything storable within L<DBM::Deep/>.
+key, and a value. This value can be anything storable within L<DBM::Deep>.
 
 This returns 1 upon success.
 
 =cut
 
-sub write_value {
-    my $self = shift;
-    my ($obj, $key, $value) = @_;
-
-    my $r = Scalar::Util::reftype( $value ) || '';
-    {
-        last if $r eq '';
-        last if $r eq 'HASH';
-        last if $r eq 'ARRAY';
-
-        DBM::Deep->_throw_error(
-            "Storage of references of type '$r' is not supported."
-        );
-    }
-
-    # This will be a Reference sector
-    my $sector = $self->_load_sector( $obj->_base_offset )
-        or DBM::Deep->_throw_error( "Cannot write to a deleted spot in DBM::Deep." );
-
-    if ( $sector->staleness != $obj->_staleness ) {
-        DBM::Deep->_throw_error( "Cannot write to a deleted spot in DBM::Deep." );
-    }
-
-    my ($class, $type);
-    if ( !defined $value ) {
-        $class = 'DBM::Deep::Engine::Sector::Null';
-    }
-    elsif ( $r eq 'ARRAY' || $r eq 'HASH' ) {
-        my $tmpvar;
-        if ( $r eq 'ARRAY' ) {
-            $tmpvar = tied @$value;
-        } elsif ( $r eq 'HASH' ) {
-            $tmpvar = tied %$value;
-        }
-
-        if ( $tmpvar ) {
-            my $is_dbm_deep = eval { local $SIG{'__DIE__'}; $tmpvar->isa( 'DBM::Deep' ); };
-
-            unless ( $is_dbm_deep ) {
-                DBM::Deep->_throw_error( "Cannot store something that is tied." );
-            }
-
-            unless ( $tmpvar->_engine->storage == $self->storage ) {
-                DBM::Deep->_throw_error( "Cannot store values across DBM::Deep files. Please use export() instead." );
-            }
-
-            # First, verify if we're storing the same thing to this spot. If we are, then
-            # this should be a no-op. -EJS, 2008-05-19
-            my $loc = $sector->get_data_location_for({
-                key_md5 => $self->_apply_digest( $key ),
-                allow_head => 1,
-            });
-
-            if ( defined($loc) && $loc == $tmpvar->_base_offset ) {
-                return 1;
-            }
-
-            #XXX Can this use $loc?
-            my $value_sector = $self->_load_sector( $tmpvar->_base_offset );
-            $sector->write_data({
-                key     => $key,
-                key_md5 => $self->_apply_digest( $key ),
-                value   => $value_sector,
-            });
-            $value_sector->increment_refcount;
-
-            return 1;
-        }
-
-        $class = 'DBM::Deep::Engine::Sector::Reference';
-        $type = substr( $r, 0, 1 );
-    }
-    else {
-        if ( tied($value) ) {
-            DBM::Deep->_throw_error( "Cannot store something that is tied." );
-        }
-        $class = 'DBM::Deep::Engine::Sector::Scalar';
-    }
-
-    # Create this after loading the reference sector in case something bad happens.
-    # This way, we won't allocate value sector(s) needlessly.
-    my $value_sector = $class->new({
-        engine => $self,
-        data   => $value,
-        type   => $type,
-    });
-
-    $sector->write_data({
-        key     => $key,
-        key_md5 => $self->_apply_digest( $key ),
-        value   => $value_sector,
-    });
-
-    # This code is to make sure we write all the values in the $value to the disk
-    # and to make sure all changes to $value after the assignment are reflected
-    # on disk. This may be counter-intuitive at first, but it is correct dwimmery.
-    #   NOTE - simply tying $value won't perform a STORE on each value. Hence, the
-    # copy to a temp value.
-    if ( $r eq 'ARRAY' ) {
-        my @temp = @$value;
-        tie @$value, 'DBM::Deep', {
-            base_offset => $value_sector->offset,
-            staleness   => $value_sector->staleness,
-            storage     => $self->storage,
-            engine      => $self,
-        };
-        @$value = @temp;
-        bless $value, 'DBM::Deep::Array' unless Scalar::Util::blessed( $value );
-    }
-    elsif ( $r eq 'HASH' ) {
-        my %temp = %$value;
-        tie %$value, 'DBM::Deep', {
-            base_offset => $value_sector->offset,
-            staleness   => $value_sector->staleness,
-            storage     => $self->storage,
-            engine      => $self,
-        };
-
-        %$value = %temp;
-        bless $value, 'DBM::Deep::Hash' unless Scalar::Util::blessed( $value );
-    }
-
-    return 1;
-}
-
-=head2 get_next_key( $obj, $prev_key )
-
-This takes an object that provides _base_offset() and an optional string
-representing the prior key returned via a prior invocation of this method.
-
-This method delegates to C<< DBM::Deep::Iterator->get_next_key() >>.
-
-=cut
-
-# XXX Add staleness here
-sub get_next_key {
-    my $self = shift;
-    my ($obj, $prev_key) = @_;
-
-    # XXX Need to add logic about resetting the iterator if any key in the reference has changed
-    unless ( defined $prev_key ) {
-        $obj->{iterator} = DBM::Deep::Iterator->new({
-            base_offset => $obj->_base_offset,
-            engine      => $self,
-        });
-    }
-
-    return $obj->{iterator}->get_next_key( $obj );
-}
-
-=head2 clear( $obj )
-
-This takes an object that provides _base_offset() and deletes all its 
-elements, returning nothing.
-
-=cut
-
-sub clear {
-    my $self = shift;
-    my $obj = shift;
-
-    my $sector = $self->_load_sector( $obj->_base_offset )
-        or return;
-
-    if ( $sector->staleness != $obj->_staleness ) {
-        return;
-    }
-
-    $sector->clear;
-    return;
-}
+sub write_value { die "write_value must be implemented in a child class" }
 
-=head2 setup_fh( $obj )
+=head2 setup( $obj )
 
 This takes an object that provides _base_offset(). It will do everything needed
 in order to properly initialize all values for necessary functioning. If this is
@@ -600,51 +189,7 @@ This returns 1.
 
 =cut
 
-sub setup_fh {
-    my $self = shift;
-    my ($obj) = @_;
-
-    # We're opening the file.
-    unless ( $obj->_base_offset ) {
-        my $bytes_read = $self->_read_file_header;
-
-        # Creating a new file
-        unless ( $bytes_read ) {
-            $self->_write_file_header;
-
-            # 1) Create Array/Hash entry
-            my $initial_reference = DBM::Deep::Engine::Sector::Reference->new({
-                engine => $self,
-                type   => $obj->_type,
-            });
-            $obj->{base_offset} = $initial_reference->offset;
-            $obj->{staleness} = $initial_reference->staleness;
-
-            $self->storage->flush;
-        }
-        # Reading from an existing file
-        else {
-            $obj->{base_offset} = $bytes_read;
-            my $initial_reference = DBM::Deep::Engine::Sector::Reference->new({
-                engine => $self,
-                offset => $obj->_base_offset,
-            });
-            unless ( $initial_reference ) {
-                DBM::Deep->_throw_error("Corrupted file, no master index record");
-            }
-
-            unless ($obj->_type eq $initial_reference->type) {
-                DBM::Deep->_throw_error("File type mismatch");
-            }
-
-            $obj->{staleness} = $initial_reference->staleness;
-        }
-    }
-
-    $self->storage->set_inode;
-
-    return 1;
-}
+sub setup { die "setup must be implemented in a child class" }
 
 =head2 begin_work( $obj )
 
@@ -658,35 +203,7 @@ This returns undef.
 
 =cut
 
-sub begin_work {
-    my $self = shift;
-    my ($obj) = @_;
-
-    if ( $self->trans_id ) {
-        DBM::Deep->_throw_error( "Cannot begin_work within an active transaction" );
-    }
-
-    my @slots = $self->read_txn_slots;
-    my $found;
-    for my $i ( 0 .. $#slots ) {
-        next if $slots[$i];
-
-        $slots[$i] = 1;
-        $self->set_trans_id( $i + 1 );
-        $found = 1;
-        last;
-    }
-    unless ( $found ) {
-        DBM::Deep->_throw_error( "Cannot allocate transaction ID" );
-    }
-    $self->write_txn_slots( @slots );
-
-    if ( !$self->trans_id ) {
-        DBM::Deep->_throw_error( "Cannot begin_work - no available transactions" );
-    }
-
-    return;
-}
+sub begin_work { die "begin_work must be implemented in a child class" }
 
 =head2 rollback( $obj )
 
@@ -699,43 +216,7 @@ This returns 1.
 
 =cut
 
-sub rollback {
-    my $self = shift;
-    my ($obj) = @_;
-
-    if ( !$self->trans_id ) {
-        DBM::Deep->_throw_error( "Cannot rollback without an active transaction" );
-    }
-
-    # Each entry is the file location for a bucket that has a modification for
-    # this transaction. The entries need to be expunged.
-    foreach my $entry (@{ $self->get_entries } ) {
-        # Remove the entry here
-        my $read_loc = $entry
-          + $self->hash_size
-          + $self->byte_size
-          + $self->byte_size
-          + ($self->trans_id - 1) * ( $self->byte_size + $STALE_SIZE );
-
-        my $data_loc = $self->storage->read_at( $read_loc, $self->byte_size );
-        $data_loc = unpack( $StP{$self->byte_size}, $data_loc );
-        $self->storage->print_at( $read_loc, pack( $StP{$self->byte_size}, 0 ) );
-
-        if ( $data_loc > 1 ) {
-            $self->_load_sector( $data_loc )->free;
-        }
-    }
-
-    $self->clear_entries;
-
-    my @slots = $self->read_txn_slots;
-    $slots[$self->trans_id-1] = 0;
-    $self->write_txn_slots( @slots );
-    $self->inc_txn_staleness_counter( $self->trans_id );
-    $self->set_trans_id( 0 );
-
-    return 1;
-}
+sub rollback { die "rollback must be implemented in a child class" }
 
 =head2 commit( $obj )
 
@@ -748,48 +229,33 @@ This returns 1.
 
 =cut
 
-sub commit {
-    my $self = shift;
-    my ($obj) = @_;
+sub commit { die "commit must be implemented in a child class" }
 
-    if ( !$self->trans_id ) {
-        DBM::Deep->_throw_error( "Cannot commit without an active transaction" );
-    }
+=head2 get_next_key( $obj, $prev_key )
 
-    foreach my $entry (@{ $self->get_entries } ) {
-        # Overwrite the entry in head with the entry in trans_id
-        my $base = $entry
-          + $self->hash_size
-          + $self->byte_size;
-
-        my $head_loc = $self->storage->read_at( $base, $self->byte_size );
-        $head_loc = unpack( $StP{$self->byte_size}, $head_loc );
-
-        my $spot = $base + $self->byte_size + ($self->trans_id - 1) * ( $self->byte_size + $STALE_SIZE );
-        my $trans_loc = $self->storage->read_at(
-            $spot, $self->byte_size,
-        );
-
-        $self->storage->print_at( $base, $trans_loc );
-        $self->storage->print_at(
-            $spot,
-            pack( $StP{$self->byte_size} . ' ' . $StP{$STALE_SIZE}, (0) x 2 ),
-        );
-
-        if ( $head_loc > 1 ) {
-            $self->_load_sector( $head_loc )->free;
-        }
-    }
+This takes an object that provides _base_offset() and an optional string
+representing the prior key returned via a prior invocation of this method.
 
-    $self->clear_entries;
+This method delegates to C<< DBM::Deep::Iterator->get_next_key() >>.
 
-    my @slots = $self->read_txn_slots;
-    $slots[$self->trans_id-1] = 0;
-    $self->write_txn_slots( @slots );
-    $self->inc_txn_staleness_counter( $self->trans_id );
-    $self->set_trans_id( 0 );
+=cut
 
-    return 1;
+# XXX Add staleness here
+sub get_next_key {
+    my $self = shift;
+    my ($obj, $prev_key) = @_;
+
+    # XXX Need to add logic about resetting the iterator if any key in the
+    # reference has changed
+    unless ( defined $prev_key ) {
+        eval "use " . $self->iterator_class; die $@ if $@;
+        $obj->{iterator} = $self->iterator_class->new({
+            base_offset => $obj->_base_offset,
+            engine      => $self,
+        });
+    }
+
+    return $obj->{iterator}->get_next_key( $obj );
 }
 
 =head2 lock_exclusive()
@@ -825,7 +291,7 @@ sub lock_shared {
 =head2 unlock()
 
 This takes an object that provides _base_offset(). It will guarantee that
-the storage has released all locks taken.
+the storage has released the most recently-taken lock.
 
 This returns nothing.
 
@@ -844,485 +310,77 @@ sub unlock {
 
 =head1 INTERNAL METHODS
 
-The following methods are internal-use-only to DBM::Deep::Engine.
-
-=cut
-
-=head2 read_txn_slots()
-
-This takes no arguments.
-
-This will return an array with a 1 or 0 in each slot. Each spot represents one
-available transaction. If the slot is 1, that transaction is taken. If it is 0,
-the transaction is available.
+The following methods are internal-use-only to DBM::Deep::Engine and its
+child classes.
 
 =cut
 
-sub read_txn_slots {
-    my $self = shift;
-    my $bl = $self->txn_bitfield_len;
-    my $num_bits = $bl * 8;
-    return split '', unpack( 'b'.$num_bits,
-        $self->storage->read_at(
-            $self->trans_loc, $bl,
-        )
-    );
-}
-
-=head2 write_txn_slots( @slots )
-
-This takes an array of 1's and 0's. This array represents the transaction slots
-returned by L</read_txn_slots()>. In other words, the following is true:
-
-  @x = read_txn_slots( write_txn_slots( @x ) );
-
-(With the obviously missing object referents added back in.)
-
-=cut
-
-sub write_txn_slots {
-    my $self = shift;
-    my $num_bits = $self->txn_bitfield_len * 8;
-    $self->storage->print_at( $self->trans_loc,
-        pack( 'b'.$num_bits, join('', @_) ),
-    );
-}
-
-=head2 get_running_txn_ids()
-
-This takes no arguments.
-
-This will return an array of taken transaction IDs. This wraps L</read_txn_slots()>.
-
-=cut
-
-sub get_running_txn_ids {
-    my $self = shift;
-    my @transactions = $self->read_txn_slots;
-    my @trans_ids = map { $_+1 } grep { $transactions[$_] } 0 .. $#transactions;
-}
-
-=head2 get_txn_staleness_counter( $trans_id )
-
-This will return the staleness counter for the given transaction ID. Please see
-L</TRANSACTION STALENESS> for more information.
-
-=cut
-
-sub get_txn_staleness_counter {
-    my $self = shift;
-    my ($trans_id) = @_;
-
-    # Hardcode staleness of 0 for the HEAD
-    return 0 unless $trans_id;
-
-    return unpack( $StP{$STALE_SIZE},
-        $self->storage->read_at(
-            $self->trans_loc + $self->txn_bitfield_len + $STALE_SIZE * ($trans_id - 1),
-            $STALE_SIZE,
-        )
-    );
-}
-
-=head2 inc_txn_staleness_counter( $trans_id )
-
-This will increment the staleness counter for the given transaction ID. Please see
-L</TRANSACTION STALENESS> for more information.
-
-=cut
-
-sub inc_txn_staleness_counter {
-    my $self = shift;
-    my ($trans_id) = @_;
-
-    # Hardcode staleness of 0 for the HEAD
-    return 0 unless $trans_id;
-
-    $self->storage->print_at(
-        $self->trans_loc + $self->txn_bitfield_len + $STALE_SIZE * ($trans_id - 1),
-        pack( $StP{$STALE_SIZE}, $self->get_txn_staleness_counter( $trans_id ) + 1 ),
-    );
-}
-
-=head2 get_entries()
-
-This takes no arguments.
-
-This returns a list of all the sectors that have been modified by this transaction.
-
-=cut
-
-sub get_entries {
-    my $self = shift;
-    return [ keys %{ $self->{entries}{$self->trans_id} ||= {} } ];
-}
-
-=head2 add_entry( $trans_id, $location )
-
-This takes a transaction ID and a file location and marks the sector at that location
-as having been modified by the transaction identified by $trans_id.
-
-This returns nothing.
-
-B<NOTE>: Unlike all the other _entries() methods, there are several cases where
-C<< $trans_id != $self->trans_id >> for this method.
-
-=cut
-
-sub add_entry {
-    my $self = shift;
-    my ($trans_id, $loc) = @_;
-
-    $self->{entries}{$trans_id} ||= {};
-    $self->{entries}{$trans_id}{$loc} = undef;
-}
-
-=head2 reindex_entry( $old_loc, $new_loc )
-
-This takes two locations (old and new, respectively). If a location that has been
-modified by this transaction is subsequently reindexed due to a bucketlist
-overflowing, then the entries hash needs to be made aware of this change.
-
-This returns nothing.
-
-=cut
-
-sub reindex_entry {
-    my $self = shift;
-    my ($old_loc, $new_loc) = @_;
-
-    TRANS:
-    while ( my ($trans_id, $locs) = each %{ $self->{entries} } ) {
-        if ( exists $locs->{$old_loc} ) {
-            delete $locs->{$old_loc};
-            $locs->{$new_loc} = undef;
-            next TRANS;
-        }
-    }
-}
-
-=head2 clear_entries()
+=head2 flush()
 
-This takes no arguments. It will clear the entries list for the running transaction.
+This takes no arguments. It will do everything necessary to flush all things to
+disk. This is usually called during unlock() and setup().
 
 This returns nothing.
 
 =cut
 
-sub clear_entries {
-    my $self = shift;
-    delete $self->{entries}{$self->trans_id};
-}
-
-=head2 _write_file_header()
-
-This writes the file header for a new file. This will write the various settings
-that set how the file is interpreted.
-
-=head2 _read_file_header()
-
-This reads the file header from an existing file. This will read the various
-settings that set how the file is interpreted.
-
-=cut
-
-{
-    my $header_fixed = length( SIG_FILE ) + 1 + 4 + 4;
-    my $this_file_version = 3;
-
-    sub _write_file_header {
-        my $self = shift;
-
-        my $nt = $self->num_txns;
-        my $bl = $self->txn_bitfield_len;
-
-        my $header_var = 1 + 1 + 1 + 1 + $bl + $STALE_SIZE * ($nt - 1) + 3 * $self->byte_size;
-
-        my $loc = $self->storage->request_space( $header_fixed + $header_var );
-
-        $self->storage->print_at( $loc,
-            SIG_FILE,
-            SIG_HEADER,
-            pack('N', $this_file_version), # At this point, we're at 9 bytes
-            pack('N', $header_var),        # header size
-            # --- Above is $header_fixed. Below is $header_var
-            pack('C', $self->byte_size),
-
-            # These shenanigans are to allow a 256 within a C
-            pack('C', $self->max_buckets - 1),
-            pack('C', $self->data_sector_size - 1),
-
-            pack('C', $nt),
-            pack('C' . $bl, 0 ),                           # Transaction activeness bitfield
-            pack($StP{$STALE_SIZE}.($nt-1), 0 x ($nt-1) ), # Transaction staleness counters
-            pack($StP{$self->byte_size}, 0), # Start of free chain (blist size)
-            pack($StP{$self->byte_size}, 0), # Start of free chain (data size)
-            pack($StP{$self->byte_size}, 0), # Start of free chain (index size)
-        );
-
-        #XXX Set these less fragilely
-        $self->set_trans_loc( $header_fixed + 4 );
-        $self->set_chains_loc( $header_fixed + 4 + $bl + $STALE_SIZE * ($nt-1) );
-
-        return;
-    }
-
-    sub _read_file_header {
-        my $self = shift;
-
-        my $buffer = $self->storage->read_at( 0, $header_fixed );
-        return unless length($buffer);
-
-        my ($file_signature, $sig_header, $file_version, $size) = unpack(
-            'A4 A N N', $buffer
-        );
-
-        unless ( $file_signature eq SIG_FILE ) {
-            $self->storage->close;
-            DBM::Deep->_throw_error( "Signature not found -- file is not a Deep DB" );
-        }
-
-        unless ( $sig_header eq SIG_HEADER ) {
-            $self->storage->close;
-            DBM::Deep->_throw_error( "Pre-1.00 file version found" );
-        }
-
-        unless ( $file_version == $this_file_version ) {
-            $self->storage->close;
-            DBM::Deep->_throw_error(
-                "Wrong file version found - " .  $file_version .
-                " - expected " . $this_file_version
-            );
-        }
-
-        my $buffer2 = $self->storage->read_at( undef, $size );
-        my @values = unpack( 'C C C C', $buffer2 );
-
-        if ( @values != 4 || grep { !defined } @values ) {
-            $self->storage->close;
-            DBM::Deep->_throw_error("Corrupted file - bad header");
-        }
-
-        #XXX Add warnings if values weren't set right
-        @{$self}{qw(byte_size max_buckets data_sector_size num_txns)} = @values;
-
-        # These shenangians are to allow a 256 within a C
-        $self->{max_buckets} += 1;
-        $self->{data_sector_size} += 1;
-
-        my $bl = $self->txn_bitfield_len;
-
-        my $header_var = scalar(@values) + $bl + $STALE_SIZE * ($self->num_txns - 1) + 3 * $self->byte_size;
-        unless ( $size == $header_var ) {
-            $self->storage->close;
-            DBM::Deep->_throw_error( "Unexpected size found ($size <-> $header_var)." );
-        }
-
-        $self->set_trans_loc( $header_fixed + scalar(@values) );
-        $self->set_chains_loc( $header_fixed + scalar(@values) + $bl + $STALE_SIZE * ($self->num_txns - 1) );
-
-        return length($buffer) + length($buffer2);
-    }
-}
-
-=head2 _load_sector( $offset )
-
-This will instantiate and return the sector object that represents the data found
-at $offset.
-
-=cut
-
-sub _load_sector {
+sub flush {
     my $self = shift;
-    my ($offset) = @_;
-
-    # Add a catch for offset of 0 or 1
-    return if !$offset || $offset <= 1;
 
-    my $type = $self->storage->read_at( $offset, 1 );
-    return if $type eq chr(0);
-
-    if ( $type eq $self->SIG_ARRAY || $type eq $self->SIG_HASH ) {
-        return DBM::Deep::Engine::Sector::Reference->new({
-            engine => $self,
-            type   => $type,
-            offset => $offset,
-        });
-    }
-    # XXX Don't we need key_md5 here?
-    elsif ( $type eq $self->SIG_BLIST ) {
-        return DBM::Deep::Engine::Sector::BucketList->new({
-            engine => $self,
-            type   => $type,
-            offset => $offset,
-        });
-    }
-    elsif ( $type eq $self->SIG_INDEX ) {
-        return DBM::Deep::Engine::Sector::Index->new({
-            engine => $self,
-            type   => $type,
-            offset => $offset,
-        });
-    }
-    elsif ( $type eq $self->SIG_NULL ) {
-        return DBM::Deep::Engine::Sector::Null->new({
-            engine => $self,
-            type   => $type,
-            offset => $offset,
-        });
-    }
-    elsif ( $type eq $self->SIG_DATA ) {
-        return DBM::Deep::Engine::Sector::Scalar->new({
-            engine => $self,
-            type   => $type,
-            offset => $offset,
-        });
-    }
-    # This was deleted from under us, so just return and let the caller figure it out.
-    elsif ( $type eq $self->SIG_FREE ) {
-        return;
-    }
-
-    DBM::Deep->_throw_error( "'$offset': Don't know what to do with type '$type'" );
-}
-
-=head2 _apply_digest( @stuff )
-
-This will apply the digest methd (default to Digest::MD5::md5) to the arguments
-passed in and return the result.
-
-=cut
+    # Why do we need to have the storage flush? Shouldn't autoflush take care of
+    # things? -RobK, 2008-06-26
+    $self->storage->flush;
 
-sub _apply_digest {
-    my $self = shift;
-    return $self->{digest}->(@_);
+    return;
 }
 
-=head2 _add_free_blist_sector( $offset, $size )
-
-=head2 _add_free_data_sector( $offset, $size )
-
-=head2 _add_free_index_sector( $offset, $size )
+=head2 load_sector( $loc )
 
-These methods are all wrappers around _add_free_sector(), providing the proper
-chain offset ($multiple) for the sector type.
+This takes an id/location/offset and loads the sector based on the engine's
+defined sector type.
 
 =cut
 
-sub _add_free_blist_sector { shift->_add_free_sector( 0, @_ ) }
-sub _add_free_data_sector { shift->_add_free_sector( 1, @_ ) }
-sub _add_free_index_sector { shift->_add_free_sector( 2, @_ ) }
-
-=head2 _add_free_sector( $multiple, $offset, $size )
-
-_add_free_sector() takes the offset into the chains location, the offset of the
-sector, and the size of that sector. It will mark the sector as a free sector
-and put it into the list of sectors that are free of this type for use later.
-
-This returns nothing.
-
-B<NOTE>: $size is unused?
-
-=cut
-
-sub _add_free_sector {
-    my $self = shift;
-    my ($multiple, $offset, $size) = @_;
-
-    my $chains_offset = $multiple * $self->byte_size;
-
-    my $storage = $self->storage;
-
-    # Increment staleness.
-    # XXX Can this increment+modulo be done by "&= 0x1" ?
-    my $staleness = unpack( $StP{$STALE_SIZE}, $storage->read_at( $offset + SIG_SIZE, $STALE_SIZE ) );
-    $staleness = ($staleness + 1 ) % ( 2 ** ( 8 * $STALE_SIZE ) );
-    $storage->print_at( $offset + SIG_SIZE, pack( $StP{$STALE_SIZE}, $staleness ) );
-
-    my $old_head = $storage->read_at( $self->chains_loc + $chains_offset, $self->byte_size );
+sub load_sector { $_[0]->sector_type->load( @_ ) }
 
-    $storage->print_at( $self->chains_loc + $chains_offset,
-        pack( $StP{$self->byte_size}, $offset ),
-    );
-
-    # Record the old head in the new sector after the signature and staleness counter
-    $storage->print_at( $offset + SIG_SIZE + $STALE_SIZE, $old_head );
-}
-
-=head2 _request_blist_sector( $size )
-
-=head2 _request_data_sector( $size )
-
-=head2 _request_index_sector( $size )
+=head2 clear( $obj )
 
-These methods are all wrappers around _request_sector(), providing the proper
-chain offset ($multiple) for the sector type.
+This takes an object that provides _base_offset() and deletes all its 
+elements, returning nothing.
 
 =cut
 
-sub _request_blist_sector { shift->_request_sector( 0, @_ ) }
-sub _request_data_sector { shift->_request_sector( 1, @_ ) }
-sub _request_index_sector { shift->_request_sector( 2, @_ ) }
-
-=head2 _request_sector( $multiple $size )
+sub clear { die "clear must be implemented in a child class" }
 
-This takes the offset into the chains location and the size of that sector.
+=head2 cache / clear_cache
 
-This returns the object with the sector. If there is an available free sector of
-that type, then it will be reused. If there isn't one, then a new one will be
-allocated.
+This is the cache of loaded Reference sectors.
 
 =cut
 
-sub _request_sector {
-    my $self = shift;
-    my ($multiple, $size) = @_;
-
-    my $chains_offset = $multiple * $self->byte_size;
-
-    my $old_head = $self->storage->read_at( $self->chains_loc + $chains_offset, $self->byte_size );
-    my $loc = unpack( $StP{$self->byte_size}, $old_head );
-
-    # We don't have any free sectors of the right size, so allocate a new one.
-    unless ( $loc ) {
-        my $offset = $self->storage->request_space( $size );
+sub cache       { $_[0]{cache} ||= {} }
+sub clear_cache { %{$_[0]->cache} = () }
 
-        # Zero out the new sector. This also guarantees correct increases
-        # in the filesize.
-        $self->storage->print_at( $offset, chr(0) x $size );
+=head2 supports( $option )
 
-        return $offset;
-    }
+This returns a boolean depending on if this instance of DBM::Dep supports
+that feature. C<$option> can be one of:
 
-    # Read the new head after the signature and the staleness counter
-    my $new_head = $self->storage->read_at( $loc + SIG_SIZE + $STALE_SIZE, $self->byte_size );
-    $self->storage->print_at( $self->chains_loc + $chains_offset, $new_head );
-    $self->storage->print_at(
-        $loc + SIG_SIZE + $STALE_SIZE,
-        pack( $StP{$self->byte_size}, 0 ),
-    );
+=over 4
 
-    return $loc;
-}
+=item * transactions
 
-=head2 flush()
+=item * singletons
 
-This takes no arguments. It will do everything necessary to flush all things to
-disk. This is usually called during unlock() and setup_fh().
+=back
 
-This returns nothing.
+Any other value will return false.
 
 =cut
 
-sub flush {
-    my $self = shift;
-
-    # Why do we need to have the storage flush? Shouldn't autoflush take care of things?
-    # -RobK, 2008-06-26
-    $self->storage->flush;
-}
+sub supports { die "supports must be implemented in a child class" }
 
-=head2 ACCESSORS
+=head1 ACCESSORS
 
 The following are readonly attributes.
 
@@ -1330,185 +388,54 @@ The following are readonly attributes.
 
 =item * storage
 
-=item * byte_size
-
-=item * hash_size
-
-=item * hash_chars
-
-=item * num_txns
-
-=item * max_buckets
-
-=item * blank_md5
-
-=item * data_sector_size
+=item * sector_type
 
-=item * txn_bitfield_len
+=item * iterator_class
 
 =back
 
 =cut
 
-sub storage     { $_[0]{storage} }
-sub byte_size   { $_[0]{byte_size} }
-sub hash_size   { $_[0]{hash_size} }
-sub hash_chars  { $_[0]{hash_chars} }
-sub num_txns    { $_[0]{num_txns} }
-sub max_buckets { $_[0]{max_buckets} }
-sub blank_md5   { chr(0) x $_[0]->hash_size }
-sub data_sector_size { $_[0]{data_sector_size} }
-
-# This is a calculated value
-sub txn_bitfield_len {
-    my $self = shift;
-    unless ( exists $self->{txn_bitfield_len} ) {
-        my $temp = ($self->num_txns) / 8;
-        if ( $temp > int( $temp ) ) {
-            $temp = int( $temp ) + 1;
-        }
-        $self->{txn_bitfield_len} = $temp;
-    }
-    return $self->{txn_bitfield_len};
-}
-
-=pod
-
-The following are read/write attributes. 
-
-=over 4
-
-=item * trans_id / set_trans_id( $new_id )
-
-=item * trans_loc / set_trans_loc( $new_loc )
-
-=item * chains_loc / set_chains_loc( $new_loc )
-
-=back
-
-=cut
-
-sub trans_id     { $_[0]{trans_id} }
-sub set_trans_id { $_[0]{trans_id} = $_[1] }
-
-sub trans_loc     { $_[0]{trans_loc} }
-sub set_trans_loc { $_[0]{trans_loc} = $_[1] }
-
-sub chains_loc     { $_[0]{chains_loc} }
-sub set_chains_loc { $_[0]{chains_loc} = $_[1] }
-
-sub cache       { $_[0]{cache} ||= {} }
-sub clear_cache { %{$_[0]->cache} = () }
+sub storage { $_[0]{storage} }
 
-=head2 _dump_file()
+sub sector_type { die "sector_type must be implemented in a child class" }
+sub iterator_class { die "iterator_class must be implemented in a child class" }
 
-This method takes no arguments. It's used to print out a textual representation of the DBM::Deep
-DB file. It assumes the file is not-corrupted.
-
-=cut
-
-sub _dump_file {
+# This code is to make sure we write all the values in the $value to the
+# disk and to make sure all changes to $value after the assignment are
+# reflected on disk. This may be counter-intuitive at first, but it is
+# correct dwimmery.
+#   NOTE - simply tying $value won't perform a STORE on each value. Hence,
+# the copy to a temp value.
+sub _descend {
     my $self = shift;
+    my ($value, $value_sector) = @_;
+    my $r = Scalar::Util::reftype( $value ) || '';
 
-    # Read the header
-    my $spot = $self->_read_file_header();
-
-    my %types = (
-        0 => 'B',
-        1 => 'D',
-        2 => 'I',
-    );
-
-    my %sizes = (
-        'D' => $self->data_sector_size,
-        'B' => DBM::Deep::Engine::Sector::BucketList->new({engine=>$self,offset=>1})->size,
-        'I' => DBM::Deep::Engine::Sector::Index->new({engine=>$self,offset=>1})->size,
-    );
-
-    my $return = "";
-
-    # Header values
-    $return .= "NumTxns: " . $self->num_txns . $/;
-
-    # Read the free sector chains
-    my %sectors;
-    foreach my $multiple ( 0 .. 2 ) {
-        $return .= "Chains($types{$multiple}):";
-        my $old_loc = $self->chains_loc + $multiple * $self->byte_size;
-        while ( 1 ) {
-            my $loc = unpack(
-                $StP{$self->byte_size},
-                $self->storage->read_at( $old_loc, $self->byte_size ),
-            );
-
-            # We're now out of free sectors of this kind.
-            unless ( $loc ) {
-                last;
-            }
-
-            $sectors{ $types{$multiple} }{ $loc } = undef;
-            $old_loc = $loc + SIG_SIZE + $STALE_SIZE;
-            $return .= " $loc";
-        }
-        $return .= $/;
+    if ( $r eq 'ARRAY' ) {
+        my @temp = @$value;
+        tie @$value, 'DBM::Deep', {
+            base_offset => $value_sector->offset,
+            staleness   => $value_sector->staleness,
+            storage     => $self->storage,
+            engine      => $self,
+        };
+        @$value = @temp;
+        bless $value, 'DBM::Deep::Array' unless Scalar::Util::blessed( $value );
     }
-
-    SECTOR:
-    while ( $spot < $self->storage->{end} ) {
-        # Read each sector in order.
-        my $sector = $self->_load_sector( $spot );
-        if ( !$sector ) {
-            # Find it in the free-sectors that were found already
-            foreach my $type ( keys %sectors ) {
-                if ( exists $sectors{$type}{$spot} ) {
-                    my $size = $sizes{$type};
-                    $return .= sprintf "%08d: %s %04d\n", $spot, 'F' . $type, $size;
-                    $spot += $size;
-                    next SECTOR;
-                }
-            }
-
-            die "********\n$return\nDidn't find free sector for $spot in chains\n********\n";
-        }
-        else {
-            $return .= sprintf "%08d: %s  %04d", $spot, $sector->type, $sector->size;
-            if ( $sector->type eq 'D' ) {
-                $return .= ' ' . $sector->data;
-            }
-            elsif ( $sector->type eq 'A' || $sector->type eq 'H' ) {
-                $return .= ' REF: ' . $sector->get_refcount;
-            }
-            elsif ( $sector->type eq 'B' ) {
-                foreach my $bucket ( $sector->chopped_up ) {
-                    $return .= "\n    ";
-                    $return .= sprintf "%08d", unpack($StP{$self->byte_size},
-                        substr( $bucket->[-1], $self->hash_size, $self->byte_size),
-                    );
-                    my $l = unpack( $StP{$self->byte_size},
-                        substr( $bucket->[-1],
-                            $self->hash_size + $self->byte_size,
-                            $self->byte_size,
-                        ),
-                    );
-                    $return .= sprintf " %08d", $l;
-                    foreach my $txn ( 0 .. $self->num_txns - 2 ) {
-                        my $l = unpack( $StP{$self->byte_size},
-                            substr( $bucket->[-1],
-                                $self->hash_size + 2 * $self->byte_size + $txn * ($self->byte_size + $STALE_SIZE),
-                                $self->byte_size,
-                            ),
-                        );
-                        $return .= sprintf " %08d", $l;
-                    }
-                }
-            }
-            $return .= $/;
-
-            $spot += $sector->size;
-        }
+    elsif ( $r eq 'HASH' ) {
+        my %temp = %$value;
+        tie %$value, 'DBM::Deep', {
+            base_offset => $value_sector->offset,
+            staleness   => $value_sector->staleness,
+            storage     => $self->storage,
+            engine      => $self,
+        };
+        %$value = %temp;
+        bless $value, 'DBM::Deep::Hash' unless Scalar::Util::blessed( $value );
     }
 
-    return $return;
+    return;
 }
 
 1;