home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ OS/2 Shareware BBS: 10 Tools / 10-Tools.zip / perl502b.zip / pod / perltie.pod < prev    next >
Text File  |  1996-01-30  |  20KB  |  618 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.  untie VARIABLE
  10.  
  11. =head1 DESCRIPTION
  12.  
  13. Prior to release 5.0 of Perl, a programmer could use dbmopen()
  14. to magically connect an on-disk database in the standard Unix dbm(3x)
  15. format to a %HASH in their program.  However, their Perl was either
  16. built with one particular dbm library or another, but not both, and
  17. you couldn't extend this mechanism to other packages or types of variables.
  18.  
  19. Now you can.
  20.  
  21. The tie() function binds a variable to a class (package) that will provide
  22. the implementation for access methods for that variable.  Once this magic
  23. has been performed, accessing a tied variable automatically triggers
  24. method calls in the proper class.  All of the complexity of the class is
  25. hidden behind magic methods calls.  The method names are in ALL CAPS,
  26. which is a convention that Perl uses to indicate that they're called
  27. implicitly rather than explicitly--just like the BEGIN() and END()
  28. functions.
  29.  
  30. In the tie() call, C<VARIABLE> is the name of the variable to be
  31. enchanted.  C<CLASSNAME> is the name of a class implementing objects of
  32. the correct type.  Any additional arguments in the C<LIST> are passed to
  33. the appropriate constructor method for that class--meaning TIESCALAR(),
  34. TIEARRAY(), or TIEHASH().  (Typically these are arguments such as might be
  35. passed to the dbminit() function of C.) The object returned by the "new"
  36. method is also returned by the tie() function, which would be useful if
  37. you wanted to access other methods in C<CLASSNAME>. (You don't actually
  38. have to return a reference to a right "type" (e.g. HASH or C<CLASSNAME>)
  39. so long as it's a properly blessed object.)
  40.  
  41.  
  42. Unlike dbmopen(), the tie() function will not C<use> or C<require> a module
  43. for you--you need to do that explicitly yourself.
  44.  
  45. =head2 Tying Scalars
  46.  
  47. A class implementing a tied scalar should define the following methods:
  48. TIESCALAR, FETCH, STORE, and possibly DESTROY.
  49.  
  50. Let's look at each in turn, using as an example a tie class for
  51. scalars that allows the user to do something like:
  52.  
  53.     tie $his_speed, 'Nice', getppid();
  54.     tie $my_speed,  'Nice', $$;
  55.  
  56. And now whenever either of those variables is accessed, its current
  57. system priority is retrieved and returned.  If those variables are set,
  58. then the process's priority is changed!
  59.  
  60. We'll use Jarkko Hietaniemi F<E<lt>Jarkko.Hietaniemi@hut.fiE<gt>>'s
  61. BSD::Resource class (not included) to access the PRIO_PROCESS, PRIO_MIN,
  62. and PRIO_MAX constants from your system, as well as the getpriority() and
  63. setpriority() system calls.  Here's the preamble of the class.
  64.  
  65.     package Nice;
  66.     use Carp;
  67.     use BSD::Resource;
  68.     use strict;
  69.     $Nice::DEBUG = 0 unless defined $Nice::DEBUG;
  70.  
  71. =over
  72.  
  73. =item TIESCALAR classname, LIST
  74.  
  75. This is the constructor for the class.  That means it is
  76. expected to return a blessed reference to a new scalar
  77. (probably anonymous) that it's creating.  For example:
  78.  
  79.     sub TIESCALAR {
  80.         my $class = shift;
  81.         my $pid = shift || $$; # 0 means me
  82.  
  83.         if ($pid !~ /^\d+$/) {
  84.             carp "Nice::TieScalar got non-numeric pid $pid" if $^W;
  85.             return undef;
  86.         }
  87.  
  88.         unless (kill 0, $pid) { # EPERM or ERSCH, no doubt
  89.             carp "Nice::TieScalar got bad pid $pid: $!" if $^W;
  90.             return undef;
  91.         }
  92.  
  93.         return bless \$pid, $class;
  94.     }
  95.  
  96. This tie class has chosen to return an error rather than raising an
  97. exception if its constructor should fail.  While this is how dbmopen() works,
  98. other classes may well not wish to be so forgiving.  It checks the global
  99. variable C<$^W> to see whether to emit a bit of noise anyway.
  100.  
  101. =item FETCH this
  102.  
  103. This method will be triggered every time the tied variable is accessed
  104. (read).  It takes no arguments beyond its self reference, which is the
  105. object representing the scalar we're dealing with.  Since in this case
  106. we're just using a SCALAR ref for the tied scalar object, a simple $$self
  107. allows the method to get at the real value stored there.  In our example
  108. below, that real value is the process ID to which we've tied our variable.
  109.  
  110.     sub FETCH {
  111.         my $self = shift;
  112.         confess "wrong type" unless ref $self;
  113.         croak "usage error" if @_;
  114.         my $nicety;
  115.         local($!) = 0;
  116.         $nicety = getpriority(PRIO_PROCESS, $$self);
  117.         if ($!) { croak "getpriority failed: $!" }
  118.         return $nicety;
  119.     }
  120.  
  121. This time we've decided to blow up (raise an exception) if the renice
  122. fails--there's no place for us to return an error otherwise, and it's
  123. probably the right thing to do.
  124.  
  125. =item STORE this, value
  126.  
  127. This method will be triggered every time the tied variable is set
  128. (assigned).  Beyond its self reference, it also expects one (and only one)
  129. argument--the new value the user is trying to assign.
  130.  
  131.     sub STORE {
  132.         my $self = shift;
  133.         confess "wrong type" unless ref $self;
  134.         my $new_nicety = shift;
  135.         croak "usage error" if @_;
  136.  
  137.         if ($new_nicety < PRIO_MIN) {
  138.             carp sprintf
  139.               "WARNING: priority %d less than minimum system priority %d",
  140.                   $new_nicety, PRIO_MIN if $^W;
  141.             $new_nicety = PRIO_MIN;
  142.         }
  143.  
  144.         if ($new_nicety > PRIO_MAX) {
  145.             carp sprintf
  146.               "WARNING: priority %d greater than maximum system priority %d",
  147.                   $new_nicety, PRIO_MAX if $^W;
  148.             $new_nicety = PRIO_MAX;
  149.         }
  150.  
  151.         unless (defined setpriority(PRIO_PROCESS, $$self, $new_nicety)) {
  152.             confess "setpriority failed: $!";
  153.         }
  154.         return $new_nicety;
  155.     }
  156.  
  157. =item DESTROY this
  158.  
  159. This method will be triggered when the tied variable needs to be destructed.
  160. As with other object classes, such a method is seldom ncessary, since Perl
  161. deallocates its moribund object's memory for you automatically--this isn't
  162. C++, you know.  We'll use a DESTROY method here for debugging purposes only.
  163.  
  164.     sub DESTROY {
  165.         my $self = shift;
  166.         confess "wrong type" unless ref $self;
  167.         carp "[ Nice::DESTROY pid $$self ]" if $Nice::DEBUG;
  168.     }
  169.  
  170. =back
  171.  
  172. That's about all there is to it.  Actually, it's more than all there
  173. is to it, since we've done a few nice things here for the sake
  174. of completeness, robustness, and general aesthetics.  Simpler
  175. TIESCALAR classes are certainly possible.
  176.  
  177. =head2 Tying Arrays
  178.  
  179. A class implementing a tied ordinary array should define the following
  180. methods: TIEARRAY, FETCH, STORE, and perhaps DESTROY.
  181.  
  182. B<WARNING>: Tied arrays are I<incomplete>.  They are also distinctly lacking
  183. something for the C<$#ARRAY> access (which is hard, as it's an lvalue), as
  184. well as the other obvious array functions, like push(), pop(), shift(),
  185. unshift(), and splice().
  186.  
  187. For this discussion, we'll implement an array whose indices are fixed at
  188. its creation.  If you try to access anything beyond those bounds, you'll
  189. take an exception.  (Well, if you access an individual element; an
  190. aggregate assignment would be missed.) For example:
  191.  
  192.     require Bounded_Array;
  193.     tie @ary, Bounded_Array, 2;
  194.     $| = 1;
  195.     for $i (0 .. 10) {
  196.         print "setting index $i: ";
  197.         $ary[$i] = 10 * $i;
  198.         $ary[$i] = 10 * $i;
  199.         print "value of elt $i now $ary[$i]\n";
  200.     }
  201.  
  202. The preamble code for the class is as follows:
  203.  
  204.     package Bounded_Array;
  205.     use Carp;
  206.     use strict;
  207.  
  208. =over
  209.  
  210. =item TIEARRAY classname, LIST
  211.  
  212. This is the constructor for the class.  That means it is expected to
  213. return a blessed reference through which the new array (probably an
  214. anonymous ARRAY ref) will be accessed.
  215.  
  216. In our example, just to show you that you don't I<really> have to return an
  217. ARRAY reference, we'll choose a HASH reference to represent our object.
  218. A HASH works out well as a generic record type: the C<{BOUND}> field will
  219. store the maximum bound allowed, and the C<{ARRAY} field will hold the
  220. true ARRAY ref.  If someone outside the class tries to dereference the
  221. object returned (doubtless thinking it an ARRAY ref), they'll blow up.
  222. This just goes to show you that you should respect an object's privacy.
  223.  
  224.     sub TIEARRAY {
  225.     my $class = shift;
  226.     my $bound = shift;
  227.     confess "usage: tie(\@ary, 'Bounded_Array', max_subscript)"
  228.         if @_ || $bound =~ /\D/;
  229.     return bless {
  230.         BOUND => $bound,
  231.         ARRAY => [],
  232.     }, $class;
  233.     }
  234.  
  235. =item FETCH this, index
  236.  
  237. This method will be triggered every time an individual element the tied array
  238. is accessed (read).  It takes one argument beyond its self reference: the
  239. index whose value we're trying to fetch.
  240.  
  241.     sub FETCH {
  242.       my($self,$idx) = @_;
  243.       if ($idx > $self->{BOUND}) {
  244.     confess "Array OOB: $idx > $self->{BOUND}";
  245.       }
  246.       return $self->{ARRAY}[$idx];
  247.     }
  248.  
  249. As you may have noticed, the name of the FETCH method (et al.) is the same
  250. for all accesses, even though the constructors differ in names (TIESCALAR
  251. vs TIEARRAY).  While in theory you could have the same class servicing
  252. several tied types, in practice this becomes cumbersome, and it's easiest
  253. to simply keep them at one tie type per class.
  254.  
  255. =item STORE this, index, value
  256.  
  257. This method will be triggered every time an element in the tied array is set
  258. (written).  It takes two arguments beyond its self reference: the index at
  259. which we're trying to store something and the value we're trying to put
  260. there.  For example:
  261.  
  262.     sub STORE {
  263.       my($self, $idx, $value) = @_;
  264.       print "[STORE $value at $idx]\n" if _debug;
  265.       if ($idx > $self->{BOUND} ) {
  266.         confess "Array OOB: $idx > $self->{BOUND}";
  267.       }
  268.       return $self->{ARRAY}[$idx] = $value;
  269.     }
  270.  
  271. =item DESTROY this
  272.  
  273. This method will be triggered when the tied variable needs to be destructed.
  274. As with the sclar tie class, this is almost never needed in a
  275. language that does its own garbage collection, so this time we'll
  276. just leave it out.
  277.  
  278. =back
  279.  
  280. The code we presented at the top of the tied array class accesses many
  281. elements of the array, far more than we've set the bounds to.  Therefore,
  282. it will blow up once they try to access beyond the 2nd element of @ary, as
  283. the following output demonstrates:
  284.  
  285.     setting index 0: value of elt 0 now 0
  286.     setting index 1: value of elt 1 now 10
  287.     setting index 2: value of elt 2 now 20
  288.     setting index 3: Array OOB: 3 > 2 at Bounded_Array.pm line 39
  289.             Bounded_Array::FETCH called at testba line 12
  290.  
  291. =head2 Tying Hashes
  292.  
  293. As the first Perl data type to be tied (see dbmopen()), associative arrays
  294. have the most complete and useful tie() implementation.  A class
  295. implementing a tied associative array should define the following
  296. methods:  TIEHASH is the constructor.  FETCH and STORE access the key and
  297. value pairs.  EXISTS reports whether a key is present in the hash, and
  298. DELETE deletes one.  CLEAR empties the hash by deleting all the key and
  299. value pairs.  FIRSTKEY and NEXTKEY implement the keys() and each()
  300. functions to iterate over all the keys.  And DESTROY is called when the
  301. tied variable is garbage collected.
  302.  
  303. If this seems like a lot, then feel free to merely inherit
  304. from the standard TieHash module for most of your methods, redefining only
  305. the interesting ones.  See L<TieHash> for details.
  306.  
  307. Remember that Perl distinguishes between a key not existing in the hash,
  308. and the key existing in the hash but having a corresponding value of
  309. C<undef>.  The two possibilities can be tested with the C<exists()> and
  310. C<defined()> functions.
  311.  
  312. Here's an example of a somewhat interesting tied hash class:  it gives you
  313. a hash representing a particular user's dotfiles.  You index into the hash
  314. with the name of the file (minus the dot) and you get back that dotfile's
  315. contents.  For example:
  316.  
  317.     use DotFiles;
  318.     tie %dot, DotFiles;
  319.     if ( $dot{profile} =~ /MANPATH/ ||
  320.          $dot{login}   =~ /MANPATH/ ||
  321.          $dot{cshrc}   =~ /MANPATH/    )
  322.     {
  323.     print "you seem to set your manpath\n";
  324.     }
  325.  
  326. Or here's another sample of using our tied class:
  327.  
  328.     tie %him, DotFiles, 'daemon';
  329.     foreach $f ( keys %him ) {
  330.     printf "daemon dot file %s is size %d\n",
  331.         $f, length $him{$f};
  332.     }
  333.  
  334. In our tied hash DotFiles example, we use a regular
  335. hash for the object containing several important
  336. fields, of which only the C<{LIST}> field will be what the
  337. user thinks of as the real hash.
  338.  
  339. =over 5
  340.  
  341. =item USER
  342.  
  343. whose dot files this object represents
  344.  
  345. =item HOME
  346.  
  347. where those dotfiles live
  348.  
  349. =item CLOBBER
  350.  
  351. whether we should try to change or remove those dot files
  352.  
  353. =item LIST
  354.  
  355. the hash of dotfile names and content mappings
  356.  
  357. =back
  358.  
  359. Here's the start of F<Dotfiles.pm>:
  360.  
  361.     package DotFiles;
  362.     use Carp;
  363.     sub whowasi { (caller(1))[3] . '()' }
  364.     my $DEBUG = 0;
  365.     sub debug { $DEBUG = @_ ? shift : 1 }
  366.  
  367. For our example, we want to able to emit debugging info to help in tracing
  368. during development.  We keep also one convenience function around
  369. internally to help print out warnings; whowasi() returns the function name
  370. that calls it.
  371.  
  372. Here are the methods for the DotFiles tied hash.
  373.  
  374. =over
  375.  
  376. =item TIEHASH classname, LIST
  377.  
  378. This is the constructor for the class.  That means it is expected to
  379. return a blessed reference through which the new object (probably but not
  380. necessarily an anonymous hash) will be accessed.
  381.  
  382. Here's the constructor:
  383.  
  384.     sub TIEHASH {
  385.     my $self = shift;
  386.     my $user = shift || $>;
  387.     my $dotdir = shift || '';
  388.     croak "usage: @{[&whowasi]} [USER [DOTDIR]]" if @_;
  389.     $user = getpwuid($user) if $user =~ /^\d+$/;
  390.     my $dir = (getpwnam($user))[7]
  391.         || croak "@{[&whowasi]}: no user $user";
  392.     $dir .= "/$dotdir" if $dotdir;
  393.  
  394.     my $node = {
  395.         USER    => $user,
  396.         HOME    => $dir,
  397.         LIST    => {},
  398.         CLOBBER => 0,
  399.     };
  400.  
  401.     opendir(DIR, $dir)
  402.         || croak "@{[&whowasi]}: can't opendir $dir: $!";
  403.     foreach $dot ( grep /^\./ && -f "$dir/$_", readdir(DIR)) {
  404.         $dot =~ s/^\.//;
  405.         $node->{LIST}{$dot} = undef;
  406.     }
  407.     closedir DIR;
  408.     return bless $node, $self;
  409.     }
  410.  
  411. It's probably worth mentioning that if you're going to filetest the
  412. return values out of a readdir, you'd better prepend the directory
  413. in question.  Otherwise, since we didn't chdir() there, it would
  414. have been testing the wrong file.  
  415.  
  416. =item FETCH this, key
  417.  
  418. This method will be triggered every time an element in the tied hash is
  419. accessed (read).  It takes one argument beyond its self reference: the key
  420. whose value we're trying to fetch.
  421.  
  422. Here's the fetch for our DotFiles example.
  423.  
  424.     sub FETCH {
  425.     carp &whowasi if $DEBUG;
  426.     my $self = shift;
  427.     my $dot = shift;
  428.     my $dir = $self->{HOME};
  429.     my $file = "$dir/.$dot";
  430.  
  431.     unless (exists $self->{LIST}->{$dot} || -f $file) {
  432.         carp "@{[&whowasi]}: no $dot file" if $DEBUG;
  433.         return undef;
  434.     }
  435.  
  436.     if (defined $self->{LIST}->{$dot}) {
  437.         return $self->{LIST}->{$dot};
  438.     } else {
  439.         return $self->{LIST}->{$dot} = `cat $dir/.$dot`;
  440.     }
  441.     }
  442.  
  443. It was easy to write by having it call the Unix cat(1) command, but it
  444. would probably be more portable to open the file manually (and somewhat
  445. more efficient).  Of course, since dot files are a Unixy concept, we're
  446. not that concerned.
  447.  
  448. =item STORE this, key, value
  449.  
  450. This method will be triggered every time an element in the tied hash is set
  451. (written).  It takes two arguments beyond its self reference: the index at
  452. which we're trying to store something, and the value we're trying to put
  453. there.
  454.  
  455. Here in our DotFiles example, we'll be careful not to let
  456. them try to overwrite the file unless they've called the clobber()
  457. method on the original object reference returned by tie().
  458.  
  459.     sub STORE {
  460.     carp &whowasi if $DEBUG;
  461.     my $self = shift;
  462.     my $dot = shift;
  463.     my $value = shift;
  464.     my $file = $self->{HOME} . "/.$dot";
  465.     my $user = $self->{USER};
  466.  
  467.     croak "@{[&whowasi]}: $file not clobberable"
  468.         unless $self->{CLOBBER};
  469.  
  470.     open(F, "> $file") || croak "can't open $file: $!";
  471.     print F $value;
  472.     close(F);
  473.     }
  474.  
  475. If they wanted to clobber something, they might say:
  476.  
  477.     $ob = tie %daemon_dots, 'daemon';
  478.     $ob->clobber(1);
  479.     $daemon_dots{signature} = "A true daemon\n";
  480.  
  481. Where the clobber method is simply:
  482.  
  483.     sub clobber {
  484.     my $self = shift;
  485.     $self->{CLOBBER} = @_ ? shift : 1;
  486.     }
  487.  
  488. =item DELETE this, key
  489.  
  490. This method is triggered when we remove an element from the hash,
  491. typically by using the delete() function.  Again, we'll
  492. be careful to check whether they really want to clobber files.
  493.  
  494.     sub DELETE   {
  495.     carp &whowasi if $DEBUG;
  496.  
  497.     my $self = shift;
  498.     my $dot = shift;
  499.     my $file = $self->{HOME} . "/.$dot";
  500.     croak "@{[&whowasi]}: won't remove file $file"
  501.         unless $self->{CLOBBER};
  502.     delete $self->{LIST}->{$dot};
  503.     unlink($file) || carp "@{[&whowasi]}: can't unlink $file: $!";
  504.     }
  505.  
  506. =item CLEAR this
  507.  
  508. This method is triggered when the whole hash is to be cleared, usually by
  509. assigning the empty list to it.
  510.  
  511. In our example, that would remove all the user's dotfiles!  It's such a
  512. dangerous thing that they'll have to set CLOBBER to something higher than
  513. 1 to make it happen.
  514.  
  515.     sub CLEAR    {
  516.     carp &whowasi if $DEBUG;
  517.     my $self = shift;
  518.     croak "@{[&whowasi]}: won't remove all dotfiles for $self->{USER}"
  519.         unless $self->{CLOBBER} > 1;
  520.     my $dot;
  521.     foreach $dot ( keys %{$self->{LIST}}) {
  522.         $self->DELETE($dot);
  523.     }
  524.     }
  525.  
  526. =item EXISTS this, key
  527.  
  528. This method is triggered when the user uses the exists() function
  529. on a particular hash.  In our example, we'll look at the C<{LIST}>
  530. hash element for this:
  531.  
  532.     sub EXISTS   {
  533.     carp &whowasi if $DEBUG;
  534.     my $self = shift;
  535.     my $dot = shift;
  536.     return exists $self->{LIST}->{$dot};
  537.     }
  538.  
  539. =item FIRSTKEY this
  540.  
  541. This method will be triggered when the user is going
  542. to iterate through the hash, such as via a keys() or each()
  543. call.
  544.  
  545.     sub FIRSTKEY {
  546.     carp &whowasi if $DEBUG;
  547.     my $self = shift;
  548.     my $a = keys %{$self->{LIST}};
  549.     each %{$self->{LIST}}
  550.     }
  551.  
  552. =item NEXTKEY this, lastkey
  553.  
  554. This method gets triggered during a keys() or each() iteration.  It has a
  555. second argument which is the last key that had been accessed.  This is
  556. useful if you're carrying about ordering or calling the iterator from more
  557. than one sequence, or not really storing things in a hash anywhere.
  558.  
  559. For our example, we our using a real hash so we'll just do the simple
  560. thing, but we'll have to indirect through the LIST field.
  561.  
  562.     sub NEXTKEY  {
  563.     carp &whowasi if $DEBUG;
  564.     my $self = shift;
  565.     return each %{ $self->{LIST} }
  566.     }
  567.  
  568. =item DESTROY this
  569.  
  570. This method is triggered when a tied hash is about to go out of
  571. scope.  You don't really need it unless you're trying to add debugging
  572. or have auxiliary state to clean up.  Here's a very simple function:
  573.  
  574.     sub DESTROY  {
  575.     carp &whowasi if $DEBUG;
  576.     }
  577.  
  578. =back
  579.  
  580. Note that functions such as keys() and values() may return huge array
  581. values when used on large objects, like DBM files.  You may prefer to
  582. use the each() function to iterate over such.  Example:
  583.  
  584.     # print out history file offsets
  585.     use NDBM_File;
  586.     tie(%HIST, NDBM_File, '/usr/lib/news/history', 1, 0);
  587.     while (($key,$val) = each %HIST) {
  588.         print $key, ' = ', unpack('L',$val), "\n";
  589.     }
  590.     untie(%HIST);
  591.  
  592. =head2 Tying FileHandles
  593.  
  594. This isn't implemented yet.  Sorry; maybe someday.
  595.  
  596. =head1 SEE ALSO
  597.  
  598. See L<DB_File> or L<Config> for some interesting tie() implementations.
  599.  
  600. =head1 BUGS
  601.  
  602. Tied arrays are I<incomplete>.  They are also distinctly lacking something
  603. for the C<$#ARRAY> access (which is hard, as it's an lvalue), as well as
  604. the other obvious array functions, like push(), pop(), shift(), unshift(),
  605. and splice().
  606.  
  607. You cannot easily tie a multilevel data structure (such as a hash of
  608. hashes) to a dbm file.  The first problem is that all but GDBM and
  609. Berkeley DB have size limitations, but beyond that, you also have problems
  610. with how references are to be represented on disk.  One experimental
  611. module that does attempt to partially address this need is the MLDBM
  612. module.  Check your nearest CPAN site as described in L<perlmod> for
  613. source code to MLDBM.
  614.  
  615. =head1 AUTHOR
  616.  
  617. Tom Christiansen
  618.