home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ Skunkware 98 / Skunkware 98.iso / src / interp / perl-5.003.tar.gz / perl-5.003.tar / perl-5.003 / pod / perltie.pod < prev    next >
Text File  |  1996-03-25  |  20KB  |  627 lines

  1. =head1 NAME
  2.  
  3. perltie - how to hide an object class in a simple variable
  4.  
  5. =head1 SYNOPSIS
  6.  
  7.  tie VARIABLE, CLASSNAME, LIST
  8.  
  9.  $object = tied VARIABLE
  10.  
  11.  untie VARIABLE
  12.  
  13. =head1 DESCRIPTION
  14.  
  15. Prior to release 5.0 of Perl, a programmer could use dbmopen()
  16. to magically connect an on-disk database in the standard Unix dbm(3x)
  17. format to a %HASH in their program.  However, their Perl was either
  18. built with one particular dbm library or another, but not both, and
  19. you couldn't extend this mechanism to other packages or types of variables.
  20.  
  21. Now you can.
  22.  
  23. The tie() function binds a variable to a class (package) that will provide
  24. the implementation for access methods for that variable.  Once this magic
  25. has been performed, accessing a tied variable automatically triggers
  26. method calls in the proper class.  All of the complexity of the class is
  27. hidden behind magic methods calls.  The method names are in ALL CAPS,
  28. which is a convention that Perl uses to indicate that they're called
  29. implicitly rather than explicitly--just like the BEGIN() and END()
  30. functions.
  31.  
  32. In the tie() call, C<VARIABLE> is the name of the variable to be
  33. enchanted.  C<CLASSNAME> is the name of a class implementing objects of
  34. the correct type.  Any additional arguments in the C<LIST> are passed to
  35. the appropriate constructor method for that class--meaning TIESCALAR(),
  36. TIEARRAY(), or TIEHASH().  (Typically these are arguments such as might be
  37. passed to the dbminit() function of C.) The object returned by the "new"
  38. method is also returned by the tie() function, which would be useful if
  39. you wanted to access other methods in C<CLASSNAME>. (You don't actually
  40. have to return a reference to a right "type" (e.g. HASH or C<CLASSNAME>)
  41. so long as it's a properly blessed object.)  You can also retrieve
  42. a reference to the underlying object using the tied() function.
  43.  
  44. Unlike dbmopen(), the tie() function will not C<use> or C<require> a module
  45. for you--you need to do that explicitly yourself.
  46.  
  47. =head2 Tying Scalars
  48.  
  49. A class implementing a tied scalar should define the following methods:
  50. TIESCALAR, FETCH, STORE, and possibly DESTROY.
  51.  
  52. Let's look at each in turn, using as an example a tie class for
  53. scalars that allows the user to do something like:
  54.  
  55.     tie $his_speed, 'Nice', getppid();
  56.     tie $my_speed,  'Nice', $$;
  57.  
  58. And now whenever either of those variables is accessed, its current
  59. system priority is retrieved and returned.  If those variables are set,
  60. then the process's priority is changed!
  61.  
  62. We'll use Jarkko Hietaniemi F<E<lt>Jarkko.Hietaniemi@hut.fiE<gt>>'s
  63. BSD::Resource class (not included) to access the PRIO_PROCESS, PRIO_MIN,
  64. and PRIO_MAX constants from your system, as well as the getpriority() and
  65. setpriority() system calls.  Here's the preamble of the class.
  66.  
  67.     package Nice;
  68.     use Carp;
  69.     use BSD::Resource;
  70.     use strict;
  71.     $Nice::DEBUG = 0 unless defined $Nice::DEBUG;
  72.  
  73. =over
  74.  
  75. =item TIESCALAR classname, LIST
  76.  
  77. This is the constructor for the class.  That means it is
  78. expected to return a blessed reference to a new scalar
  79. (probably anonymous) that it's creating.  For example:
  80.  
  81.     sub TIESCALAR {
  82.         my $class = shift;
  83.         my $pid = shift || $$; # 0 means me
  84.  
  85.         if ($pid !~ /^\d+$/) {
  86.             carp "Nice::Tie::Scalar got non-numeric pid $pid" if $^W;
  87.             return undef;
  88.         }
  89.  
  90.         unless (kill 0, $pid) { # EPERM or ERSCH, no doubt
  91.             carp "Nice::Tie::Scalar got bad pid $pid: $!" if $^W;
  92.             return undef;
  93.         }
  94.  
  95.         return bless \$pid, $class;
  96.     }
  97.  
  98. This tie class has chosen to return an error rather than raising an
  99. exception if its constructor should fail.  While this is how dbmopen() works,
  100. other classes may well not wish to be so forgiving.  It checks the global
  101. variable C<$^W> to see whether to emit a bit of noise anyway.
  102.  
  103. =item FETCH this
  104.  
  105. This method will be triggered every time the tied variable is accessed
  106. (read).  It takes no arguments beyond its self reference, which is the
  107. object representing the scalar we're dealing with.  Since in this case
  108. we're just using a SCALAR ref for the tied scalar object, a simple $$self
  109. allows the method to get at the real value stored there.  In our example
  110. below, that real value is the process ID to which we've tied our variable.
  111.  
  112.     sub FETCH {
  113.         my $self = shift;
  114.         confess "wrong type" unless ref $self;
  115.         croak "usage error" if @_;
  116.         my $nicety;
  117.         local($!) = 0;
  118.         $nicety = getpriority(PRIO_PROCESS, $$self);
  119.         if ($!) { croak "getpriority failed: $!" }
  120.         return $nicety;
  121.     }
  122.  
  123. This time we've decided to blow up (raise an exception) if the renice
  124. fails--there's no place for us to return an error otherwise, and it's
  125. probably the right thing to do.
  126.  
  127. =item STORE this, value
  128.  
  129. This method will be triggered every time the tied variable is set
  130. (assigned).  Beyond its self reference, it also expects one (and only one)
  131. argument--the new value the user is trying to assign.
  132.  
  133.     sub STORE {
  134.         my $self = shift;
  135.         confess "wrong type" unless ref $self;
  136.         my $new_nicety = shift;
  137.         croak "usage error" if @_;
  138.  
  139.         if ($new_nicety < PRIO_MIN) {
  140.             carp sprintf
  141.               "WARNING: priority %d less than minimum system priority %d",
  142.                   $new_nicety, PRIO_MIN if $^W;
  143.             $new_nicety = PRIO_MIN;
  144.         }
  145.  
  146.         if ($new_nicety > PRIO_MAX) {
  147.             carp sprintf
  148.               "WARNING: priority %d greater than maximum system priority %d",
  149.                   $new_nicety, PRIO_MAX if $^W;
  150.             $new_nicety = PRIO_MAX;
  151.         }
  152.  
  153.         unless (defined setpriority(PRIO_PROCESS, $$self, $new_nicety)) {
  154.             confess "setpriority failed: $!";
  155.         }
  156.         return $new_nicety;
  157.     }
  158.  
  159. =item DESTROY this
  160.  
  161. This method will be triggered when the tied variable needs to be destructed.
  162. As with other object classes, such a method is seldom ncessary, since Perl
  163. deallocates its moribund object's memory for you automatically--this isn't
  164. C++, you know.  We'll use a DESTROY method here for debugging purposes only.
  165.  
  166.     sub DESTROY {
  167.         my $self = shift;
  168.         confess "wrong type" unless ref $self;
  169.         carp "[ Nice::DESTROY pid $$self ]" if $Nice::DEBUG;
  170.     }
  171.  
  172. =back
  173.  
  174. That's about all there is to it.  Actually, it's more than all there
  175. is to it, since we've done a few nice things here for the sake
  176. of completeness, robustness, and general aesthetics.  Simpler
  177. TIESCALAR classes are certainly possible.
  178.  
  179. =head2 Tying Arrays
  180.  
  181. A class implementing a tied ordinary array should define the following
  182. methods: TIEARRAY, FETCH, STORE, and perhaps DESTROY.
  183.  
  184. B<WARNING>: Tied arrays are I<incomplete>.  They are also distinctly lacking
  185. something for the C<$#ARRAY> access (which is hard, as it's an lvalue), as
  186. well as the other obvious array functions, like push(), pop(), shift(),
  187. unshift(), and splice().
  188.  
  189. For this discussion, we'll implement an array whose indices are fixed at
  190. its creation.  If you try to access anything beyond those bounds, you'll
  191. take an exception.  (Well, if you access an individual element; an
  192. aggregate assignment would be missed.) For example:
  193.  
  194.     require Bounded_Array;
  195.     tie @ary, Bounded_Array, 2;
  196.     $| = 1;
  197.     for $i (0 .. 10) {
  198.         print "setting index $i: ";
  199.         $ary[$i] = 10 * $i;
  200.         $ary[$i] = 10 * $i;
  201.         print "value of elt $i now $ary[$i]\n";
  202.     }
  203.  
  204. The preamble code for the class is as follows:
  205.  
  206.     package Bounded_Array;
  207.     use Carp;
  208.     use strict;
  209.  
  210. =over
  211.  
  212. =item TIEARRAY classname, LIST
  213.  
  214. This is the constructor for the class.  That means it is expected to
  215. return a blessed reference through which the new array (probably an
  216. anonymous ARRAY ref) will be accessed.
  217.  
  218. In our example, just to show you that you don't I<really> have to return an
  219. ARRAY reference, we'll choose a HASH reference to represent our object.
  220. A HASH works out well as a generic record type: the C<{BOUND}> field will
  221. store the maximum bound allowed, and the C<{ARRAY}> field will hold the
  222. true ARRAY ref.  If someone outside the class tries to dereference the
  223. object returned (doubtless thinking it an ARRAY ref), they'll blow up.
  224. This just goes to show you that you should respect an object's privacy.
  225.  
  226.     sub TIEARRAY {
  227.     my $class = shift;
  228.     my $bound = shift;
  229.     confess "usage: tie(\@ary, 'Bounded_Array', max_subscript)"
  230.         if @_ || $bound =~ /\D/;
  231.     return bless {
  232.         BOUND => $bound,
  233.         ARRAY => [],
  234.     }, $class;
  235.     }
  236.  
  237. =item FETCH this, index
  238.  
  239. This method will be triggered every time an individual element the tied array
  240. is accessed (read).  It takes one argument beyond its self reference: the
  241. index whose value we're trying to fetch.
  242.  
  243.     sub FETCH {
  244.       my($self,$idx) = @_;
  245.       if ($idx > $self->{BOUND}) {
  246.     confess "Array OOB: $idx > $self->{BOUND}";
  247.       }
  248.       return $self->{ARRAY}[$idx];
  249.     }
  250.  
  251. As you may have noticed, the name of the FETCH method (et al.) is the same
  252. for all accesses, even though the constructors differ in names (TIESCALAR
  253. vs TIEARRAY).  While in theory you could have the same class servicing
  254. several tied types, in practice this becomes cumbersome, and it's easiest
  255. to simply keep them at one tie type per class.
  256.  
  257. =item STORE this, index, value
  258.  
  259. This method will be triggered every time an element in the tied array is set
  260. (written).  It takes two arguments beyond its self reference: the index at
  261. which we're trying to store something and the value we're trying to put
  262. there.  For example:
  263.  
  264.     sub STORE {
  265.       my($self, $idx, $value) = @_;
  266.       print "[STORE $value at $idx]\n" if _debug;
  267.       if ($idx > $self->{BOUND} ) {
  268.         confess "Array OOB: $idx > $self->{BOUND}";
  269.       }
  270.       return $self->{ARRAY}[$idx] = $value;
  271.     }
  272.  
  273. =item DESTROY this
  274.  
  275. This method will be triggered when the tied variable needs to be destructed.
  276. As with the sclar tie class, this is almost never needed in a
  277. language that does its own garbage collection, so this time we'll
  278. just leave it out.
  279.  
  280. =back
  281.  
  282. The code we presented at the top of the tied array class accesses many
  283. elements of the array, far more than we've set the bounds to.  Therefore,
  284. it will blow up once they try to access beyond the 2nd element of @ary, as
  285. the following output demonstrates:
  286.  
  287.     setting index 0: value of elt 0 now 0
  288.     setting index 1: value of elt 1 now 10
  289.     setting index 2: value of elt 2 now 20
  290.     setting index 3: Array OOB: 3 > 2 at Bounded_Array.pm line 39
  291.             Bounded_Array::FETCH called at testba line 12
  292.  
  293. =head2 Tying Hashes
  294.  
  295. As the first Perl data type to be tied (see dbmopen()), associative arrays
  296. have the most complete and useful tie() implementation.  A class
  297. implementing a tied associative array should define the following
  298. methods:  TIEHASH is the constructor.  FETCH and STORE access the key and
  299. value pairs.  EXISTS reports whether a key is present in the hash, and
  300. DELETE deletes one.  CLEAR empties the hash by deleting all the key and
  301. value pairs.  FIRSTKEY and NEXTKEY implement the keys() and each()
  302. functions to iterate over all the keys.  And DESTROY is called when the
  303. tied variable is garbage collected.
  304.  
  305. If this seems like a lot, then feel free to merely inherit
  306. from the standard Tie::Hash module for most of your methods, redefining only
  307. the interesting ones.  See L<Tie::Hash> for details.
  308.  
  309. Remember that Perl distinguishes between a key not existing in the hash,
  310. and the key existing in the hash but having a corresponding value of
  311. C<undef>.  The two possibilities can be tested with the C<exists()> and
  312. C<defined()> functions.
  313.  
  314. Here's an example of a somewhat interesting tied hash class:  it gives you
  315. a hash representing a particular user's dotfiles.  You index into the hash
  316. with the name of the file (minus the dot) and you get back that dotfile's
  317. contents.  For example:
  318.  
  319.     use DotFiles;
  320.     tie %dot, DotFiles;
  321.     if ( $dot{profile} =~ /MANPATH/ ||
  322.          $dot{login}   =~ /MANPATH/ ||
  323.          $dot{cshrc}   =~ /MANPATH/    )
  324.     {
  325.     print "you seem to set your manpath\n";
  326.     }
  327.  
  328. Or here's another sample of using our tied class:
  329.  
  330.     tie %him, DotFiles, 'daemon';
  331.     foreach $f ( keys %him ) {
  332.     printf "daemon dot file %s is size %d\n",
  333.         $f, length $him{$f};
  334.     }
  335.  
  336. In our tied hash DotFiles example, we use a regular
  337. hash for the object containing several important
  338. fields, of which only the C<{LIST}> field will be what the
  339. user thinks of as the real hash.
  340.  
  341. =over 5
  342.  
  343. =item USER
  344.  
  345. whose dot files this object represents
  346.  
  347. =item HOME
  348.  
  349. where those dotfiles live
  350.  
  351. =item CLOBBER
  352.  
  353. whether we should try to change or remove those dot files
  354.  
  355. =item LIST
  356.  
  357. the hash of dotfile names and content mappings
  358.  
  359. =back
  360.  
  361. Here's the start of F<Dotfiles.pm>:
  362.  
  363.     package DotFiles;
  364.     use Carp;
  365.     sub whowasi { (caller(1))[3] . '()' }
  366.     my $DEBUG = 0;
  367.     sub debug { $DEBUG = @_ ? shift : 1 }
  368.  
  369. For our example, we want to able to emit debugging info to help in tracing
  370. during development.  We keep also one convenience function around
  371. internally to help print out warnings; whowasi() returns the function name
  372. that calls it.
  373.  
  374. Here are the methods for the DotFiles tied hash.
  375.  
  376. =over
  377.  
  378. =item TIEHASH classname, LIST
  379.  
  380. This is the constructor for the class.  That means it is expected to
  381. return a blessed reference through which the new object (probably but not
  382. necessarily an anonymous hash) will be accessed.
  383.  
  384. Here's the constructor:
  385.  
  386.     sub TIEHASH {
  387.     my $self = shift;
  388.     my $user = shift || $>;
  389.     my $dotdir = shift || '';
  390.     croak "usage: @{[&whowasi]} [USER [DOTDIR]]" if @_;
  391.     $user = getpwuid($user) if $user =~ /^\d+$/;
  392.     my $dir = (getpwnam($user))[7]
  393.         || croak "@{[&whowasi]}: no user $user";
  394.     $dir .= "/$dotdir" if $dotdir;
  395.  
  396.     my $node = {
  397.         USER    => $user,
  398.         HOME    => $dir,
  399.         LIST    => {},
  400.         CLOBBER => 0,
  401.     };
  402.  
  403.     opendir(DIR, $dir)
  404.         || croak "@{[&whowasi]}: can't opendir $dir: $!";
  405.     foreach $dot ( grep /^\./ && -f "$dir/$_", readdir(DIR)) {
  406.         $dot =~ s/^\.//;
  407.         $node->{LIST}{$dot} = undef;
  408.     }
  409.     closedir DIR;
  410.     return bless $node, $self;
  411.     }
  412.  
  413. It's probably worth mentioning that if you're going to filetest the
  414. return values out of a readdir, you'd better prepend the directory
  415. in question.  Otherwise, since we didn't chdir() there, it would
  416. have been testing the wrong file.  
  417.  
  418. =item FETCH this, key
  419.  
  420. This method will be triggered every time an element in the tied hash is
  421. accessed (read).  It takes one argument beyond its self reference: the key
  422. whose value we're trying to fetch.
  423.  
  424. Here's the fetch for our DotFiles example.
  425.  
  426.     sub FETCH {
  427.     carp &whowasi if $DEBUG;
  428.     my $self = shift;
  429.     my $dot = shift;
  430.     my $dir = $self->{HOME};
  431.     my $file = "$dir/.$dot";
  432.  
  433.     unless (exists $self->{LIST}->{$dot} || -f $file) {
  434.         carp "@{[&whowasi]}: no $dot file" if $DEBUG;
  435.         return undef;
  436.     }
  437.  
  438.     if (defined $self->{LIST}->{$dot}) {
  439.         return $self->{LIST}->{$dot};
  440.     } else {
  441.         return $self->{LIST}->{$dot} = `cat $dir/.$dot`;
  442.     }
  443.     }
  444.  
  445. It was easy to write by having it call the Unix cat(1) command, but it
  446. would probably be more portable to open the file manually (and somewhat
  447. more efficient).  Of course, since dot files are a Unixy concept, we're
  448. not that concerned.
  449.  
  450. =item STORE this, key, value
  451.  
  452. This method will be triggered every time an element in the tied hash is set
  453. (written).  It takes two arguments beyond its self reference: the index at
  454. which we're trying to store something, and the value we're trying to put
  455. there.
  456.  
  457. Here in our DotFiles example, we'll be careful not to let
  458. them try to overwrite the file unless they've called the clobber()
  459. method on the original object reference returned by tie().
  460.  
  461.     sub STORE {
  462.     carp &whowasi if $DEBUG;
  463.     my $self = shift;
  464.     my $dot = shift;
  465.     my $value = shift;
  466.     my $file = $self->{HOME} . "/.$dot";
  467.     my $user = $self->{USER};
  468.  
  469.     croak "@{[&whowasi]}: $file not clobberable"
  470.         unless $self->{CLOBBER};
  471.  
  472.     open(F, "> $file") || croak "can't open $file: $!";
  473.     print F $value;
  474.     close(F);
  475.     }
  476.  
  477. If they wanted to clobber something, they might say:
  478.  
  479.     $ob = tie %daemon_dots, 'daemon';
  480.     $ob->clobber(1);
  481.     $daemon_dots{signature} = "A true daemon\n";
  482.  
  483. Another way to lay hands on a reference to the underlying object is to
  484. use the tied() function, so they might alternately have set clobber
  485. using:
  486.  
  487.     tie %daemon_dots, 'daemon';
  488.     tied(%daemon_dots)->clobber(1);
  489.  
  490. The clobber method is simply:
  491.  
  492.     sub clobber {
  493.     my $self = shift;
  494.     $self->{CLOBBER} = @_ ? shift : 1;
  495.     }
  496.  
  497. =item DELETE this, key
  498.  
  499. This method is triggered when we remove an element from the hash,
  500. typically by using the delete() function.  Again, we'll
  501. be careful to check whether they really want to clobber files.
  502.  
  503.     sub DELETE   {
  504.     carp &whowasi if $DEBUG;
  505.  
  506.     my $self = shift;
  507.     my $dot = shift;
  508.     my $file = $self->{HOME} . "/.$dot";
  509.     croak "@{[&whowasi]}: won't remove file $file"
  510.         unless $self->{CLOBBER};
  511.     delete $self->{LIST}->{$dot};
  512.     unlink($file) || carp "@{[&whowasi]}: can't unlink $file: $!";
  513.     }
  514.  
  515. =item CLEAR this
  516.  
  517. This method is triggered when the whole hash is to be cleared, usually by
  518. assigning the empty list to it.
  519.  
  520. In our example, that would remove all the user's dotfiles!  It's such a
  521. dangerous thing that they'll have to set CLOBBER to something higher than
  522. 1 to make it happen.
  523.  
  524.     sub CLEAR    {
  525.     carp &whowasi if $DEBUG;
  526.     my $self = shift;
  527.     croak "@{[&whowasi]}: won't remove all dotfiles for $self->{USER}"
  528.         unless $self->{CLOBBER} > 1;
  529.     my $dot;
  530.     foreach $dot ( keys %{$self->{LIST}}) {
  531.         $self->DELETE($dot);
  532.     }
  533.     }
  534.  
  535. =item EXISTS this, key
  536.  
  537. This method is triggered when the user uses the exists() function
  538. on a particular hash.  In our example, we'll look at the C<{LIST}>
  539. hash element for this:
  540.  
  541.     sub EXISTS   {
  542.     carp &whowasi if $DEBUG;
  543.     my $self = shift;
  544.     my $dot = shift;
  545.     return exists $self->{LIST}->{$dot};
  546.     }
  547.  
  548. =item FIRSTKEY this
  549.  
  550. This method will be triggered when the user is going
  551. to iterate through the hash, such as via a keys() or each()
  552. call.
  553.  
  554.     sub FIRSTKEY {
  555.     carp &whowasi if $DEBUG;
  556.     my $self = shift;
  557.     my $a = keys %{$self->{LIST}};        # reset each() iterator
  558.     each %{$self->{LIST}}
  559.     }
  560.  
  561. =item NEXTKEY this, lastkey
  562.  
  563. This method gets triggered during a keys() or each() iteration.  It has a
  564. second argument which is the last key that had been accessed.  This is
  565. useful if you're carrying about ordering or calling the iterator from more
  566. than one sequence, or not really storing things in a hash anywhere.
  567.  
  568. For our example, we our using a real hash so we'll just do the simple
  569. thing, but we'll have to indirect through the LIST field.
  570.  
  571.     sub NEXTKEY  {
  572.     carp &whowasi if $DEBUG;
  573.     my $self = shift;
  574.     return each %{ $self->{LIST} }
  575.     }
  576.  
  577. =item DESTROY this
  578.  
  579. This method is triggered when a tied hash is about to go out of
  580. scope.  You don't really need it unless you're trying to add debugging
  581. or have auxiliary state to clean up.  Here's a very simple function:
  582.  
  583.     sub DESTROY  {
  584.     carp &whowasi if $DEBUG;
  585.     }
  586.  
  587. =back
  588.  
  589. Note that functions such as keys() and values() may return huge array
  590. values when used on large objects, like DBM files.  You may prefer to
  591. use the each() function to iterate over such.  Example:
  592.  
  593.     # print out history file offsets
  594.     use NDBM_File;
  595.     tie(%HIST, NDBM_File, '/usr/lib/news/history', 1, 0);
  596.     while (($key,$val) = each %HIST) {
  597.         print $key, ' = ', unpack('L',$val), "\n";
  598.     }
  599.     untie(%HIST);
  600.  
  601. =head2 Tying FileHandles
  602.  
  603. This isn't implemented yet.  Sorry; maybe someday.
  604.  
  605. =head1 SEE ALSO
  606.  
  607. See L<DB_File> or L<Config> for some interesting tie() implementations.
  608.  
  609. =head1 BUGS
  610.  
  611. Tied arrays are I<incomplete>.  They are also distinctly lacking something
  612. for the C<$#ARRAY> access (which is hard, as it's an lvalue), as well as
  613. the other obvious array functions, like push(), pop(), shift(), unshift(),
  614. and splice().
  615.  
  616. You cannot easily tie a multilevel data structure (such as a hash of
  617. hashes) to a dbm file.  The first problem is that all but GDBM and
  618. Berkeley DB have size limitations, but beyond that, you also have problems
  619. with how references are to be represented on disk.  One experimental
  620. module that does attempt to partially address this need is the MLDBM
  621. module.  Check your nearest CPAN site as described in L<perlmod> for
  622. source code to MLDBM.
  623.  
  624. =head1 AUTHOR
  625.  
  626. Tom Christiansen
  627.