DBM-базы данных и DBM-хети

В большинстве UNIX-систем сть стандартная библиотека, которая называется DBM. Зта библиотека представляет собой простую систему управления базами данных, которая позволяет программам записывать набор пар ключ-значение в пару файлов. В зтих файлах хранятся значення базы данных в промежутках между вызовами программ, использующих ее, и зти программы могут вводить в базы данных новые значення, обновлять суще-ствующие и удалять старые.

Библиотека DBM довольно проста, но, учитывая ее доступность, неко-торые системные программы активно используют зту библиотеку для своих довольно скромных нужд. Например, sendmail (а также ее варианты и производные) хранит базу данных aliases (соответствие адресов злектронной почты и имен получателей) как DBM-базу данных. Самое популярне ПО телеконференций Usenet использует DBM-базу данных для хранения инфор-мации о текущих и недавно просмотренных статьях. Главные файлы базы данных Sun NTS (урожденной YP) также хранятся в формате DBM.

Per! обеспечивает доступ к такому же механизму DBM довольно умным способом: посредством процесса, похожего на открытие файла, с DBM-базой данных можно связать хеш. Зтот хеш (называемый DBM-массивом) исполь-зуется для доступа к DBM-базе данных и внесення в нее изменений.

Размер, количество и вид ключей и значений в DBM-базе данных ограничены. В зависимости от того, какой версией библиотеки DBM вы пользуетесь, зти же ограничения могут иметь место и для DBM-массива. Подробности см. на man-странице AnyDBM_File. В общем, если вы сумеете сделать так, чтобы и ключи, и значення упаковывались не больше чем в 1000 символов с произвольными двоичными значеннями, то все будет нормально.

Чтобы связать DBM-базу данных с DBM-массивом, применяется функ-ция dbmopen, которая используется следующим образом:

dbmopen(%ИМЯ МАССИВА, "имя_ОВМ-фа{та", $режим}

Параметр %имя_массива зто имя Perl-хеша. (Если в данном хеше уже сть значення, они выбрасываются.) Хеш соединяется с DBM-базой данных, заданной параметром имя_овм-файла. Она обычно хранится на диске в виде пары файлов с именами имя_ОВМ-файла.сЁи и имя_ОВМ-файла.рад.

Параметр $режим зто число, которое соответствует битам прав доступа к названным двум файлам, если файлы создаются заново. Обычно оно указывается в восьмеричном формате; часто используемое значение 0644 предоставляет право доступа только для чтения всем, кроме владельца, который имеет право на чтение и запись. Если зти файлы существуют, данный параметр не действует. Например:

dbmopen(%FRED, "mydatabase", 0644); # открьггь %FRED на mydatabase

Зтот вызов связывает хеш %fred с файлами mydatabase. dir и ту database.pag, расположенными в текущем каталоге. Если зти файлы не существуют, они создаются с правами доступа 0644, которые модифицируются с учетом текущего значення, установленного командой umask.

Функция dbmopen возвращает значение "истина", если базу данных можно открыть или создать; в противном случае возвращается "ложь" точно так же, как при вызове функции open. Если вы не хотите создавать файлы, используйте вместо параметра $режим значение undef. Например:

Если, как в данном случае, (^awibi/etc/xx.dirvi/etc/xx.pagoTKpbnb нельзя, то вызов dbmopen возвращает значение "ложь" без попытки создать зти файлы.

DBM-массив остается открытым в течение выполнения всей программы. Когда программа завершается, разрывается и связь с DBM-базой данных. Зту связь можно разорвать и способом, близким к закрытию дескриптора файла с помощью функции dbmclose:

Как и функция close, dbmclose возвращает значение "ложь", если что-нибудь происходит не так, как надо.

После открытия базы данных обращения к DBM-хешу преобразуются в обращения к базе данных. Изменение значення в хеше или ввод в него нового значення вызывает немедленную запись соответствующих злементов в файлы на диске. Например, после открытия массива %fred из предыдущего примера мы можем обращаться к злементам базы данных, вводить в нее новые злементы и удалять существующие:

$FRED{"fred"} = "bedrock"; # создать (или обновить) злемент delete $FRED("barney"}; # удалить злемент базн данных foreach $key (keys %FRED) ( # пройти по всем значенням print "$key has value of $FRED{$key)\n";

Последний цикл должен просмотреть весь файл на диске дважды: один раз для выборки ключей, а второй для поиска значений, соответствующих зтим ключам. Если вы просматриваете DBM-хеш, то более зффективным способом с точки зрения зксплуатации диска является использование опе-рации each, которая делает всего один проход:

Если вы обращаетесь к системним DBM-базам данных, например к базам данных, созданным системами sendmail и NIS, вы должны иметь в виду, что в плохо написанных С-программах в конце строк иногда стоит символ NUL (\0). Программам библиотеки DBM зтот NUL не нужен (они обрабатывают двоичные данные с помощью счетчика байтов, а не строки с символом NUL на конце), позтому он хранится как часть данных. В таком случае вы должны добавлять символ NUL в конец своих ключей и отбрасывать NUL, стоящий в конце возвращаемых значений, иначе данные не будут иметь смысла.

Например, чтобы найти имя merlyn в базе данных псевдонимов, можно сделать так:

$value = $ALI {"merlyn\0" 1; # обратите внимание на добавленный NUL

chop ($value) ; # удалить добавленный NUL

print "Randal's mail is headed for: $value\n"; # показать результат

В вашей версии UNIX база данных псевдонимов может храниться не в каталоге /etc, а в каталоге /usr/lib. Чтобы вияснить, где именно она хранится, придется провести маленькое расследование. Новые версии sendmail зтим NUL-дефектом не страдают. ''

Еще одна форма хранения данных файл на диске, предназначенный для записей фиксированной длины. В зтой схеме данные состоят из ряда записей одинаковой длины. Нумерация зтих записей либо не имеет значення, либо определяется по какой-нибудь схеме индексации.

40 символов имя, один символ инициал, 40 символов фамилия и двухбайтовое целое возраст. Таким образом, длина каждой записи состав-ляет 83 байта. Если бы мы читали все зти данные в базе данных, то делали бы зто порциями по 83 байта до тех пор, пока не добрались до конца. Если бы мы хотели перейти к пятой записи, то мы пропустили бы четыре раза по 83 байта (332 байта) и прочитали бы непосредственно пятую запись.

Perl поддерживает программы, которые используют файл с подобными записями. Помимо того, что вы уже зна те, понадобятся еще несколько операций:

В функции open перед спецификацией, задающей способ открытия файла (для чтения или записи), необходимо записать знак плюс, указав таким образом, что данный файл в действительности открывается и для чтения, и для записи. Например:

open (А, "+<Ь"); # открьеть файл b для чтения-записи (ошибка, если файл отсутствует)

open(C, "+>d"); # создать файл d с доступом для чтения-записи

open(Е, "+ f"); # открить или создать файл f с доступом для чтения-записи

Отметим, что все, что мы сделали зто добавили знак плюс к специфи-кации, задающей направление ввода-вывода данных в файл.

Открыв файл, мн должны перейти на определенную позицию в нем. Зто делается с помощью функции seek, которая принимает те же три параметра, что и библиотечная програм ма./yeeA^.?/ Первый параметр зто дескриптор файла, а второй параметр задает смещение, которое интерпретируется в совокупности с третьим параметром. Как правило, в качестве третього параметра ставится нуль, чтобы второй параметр задавал абсолютную позицию для следующего чтения из файла или записи в файл. Например, чтобы перейти к пятой записи в дескрипторе файла names (как описано выше), можно сделать так:

После перемещения указателя в файле на нужную позицию следующая операция ввода или вывода будет начинаться с зтой позиции. Для вывода используйте функцию print, но не забудьте, что записываемые данные должны иметь строго определенную длину. Чтобы сформировать запись правильной длины, можно воспользоваться функцией pack::

В данном случае pack задает 40 символов для $ first, один символ для $middle, еще 40 символов для $last и коротке целое (два байта) для $аде. Определенная таким образом запись будет иметь в длину 83 байта и начинаться с текущей позиции в файле.

Наконец, нам нужно узнать, как выбрать конкретную запись. Конструк-ция <names> возвращает все данные, начиная с текущей позиции Ё до следующего символа новой строки, однако в нашем случае предполагасгея, что данные занимают 83 байта й, вероятно, символ новой строки непосред-ственно в записи отсутствует. Позтому вместо нее мы используем функцию read, которая по внешнему виду и принципу работы очень похожа на свою UNIX-коллегу:

Первый параметр функции read дескриптор файла. Второй параметр зто скалярная переменная, в которую будут записаны прочитанные данные. Третий параметр задает количество байтов, которые нужно прочитать. Возвращает функция read количество фактически прочитанных байтов; как правило, оно равно затребованному количеству байтов, если только дескриптор файла открыт и если вы не находитесь слишком близко к концу файла.

Получив зти 83-символьные данные, разбейте их на компоненты с помощью функции unpack:

Как видно, строки, определяющие формат, в функциях pack и unpack одинаковы. В большинстве программ зту строку заносят в переменную, указы-ваемую в начале программы, и даже вычисляют с помощью функции pack длину записей, а не используют везде константу 83:

$names = "А40 А А40 s";

$names_length = length(pack($names)); # вероятно, 83

Многие системные базы данных ОС UNIX (й довольно большое число пользовательских баз данных) представляют собой набори понятных чело-веку текстовых строк, каждая из которых образует одну запись. Например, каждая строка файла паролей соответствует одному пользователю системы, а строка файла хостов одному хост-имени.

Perl поддерживает редактирование такого типа в строчно-ориентирован-ных базах данных методом редактирования на месте. Редактирование на месте зто модификация способа, посредством которого операция "ромб" (<>) считывает данные из списка файлов, указанного в командной строке. Чаще всего зтот режим редактирования включается путем установки аргу-мента командной строки -Ё, но его можно запустить и прямо из программы, как показано в приведенных ниже примерах.

Чтобы запустить режим редактирования на месте, присвойте значение скалярной переменной $ ^л Ё. Оно играет важную роль и будет сейчас рассмот-рено.

Когда используется конструкция о и переменная $^ЛI имеет значение, отличное от undef, к списку неявних действий, которые выполняет операция "ромб", добавляются шаги, отмеченные в приведенном ниже коде комментарием ## inplace ##:

В результате в операции "ромб" при чтении используется старый файл, а запись в дескриптор файла по умолчанию осуществляется в новую копию зтого файла. Старый файл остается в резервной копии, суффикс имени файла которой равен значеним переменной $^AI. (При зтом биты прав доступа копируются из старого файла в новый.) Зти шаги повторяются каждый раз, когда новый файл берется из массива @argv.

Типичные значення переменной $^ЛI .bak или ~, т.е. резервные файлы создаются почти так же, как зто делается в текстовом редакторе. Странное и полезное значение $^ЛI пустая строка (""), благодаря которой старый файл после редактирования аккуратно удаляется. К сожалению, если система при выполнении вашей программы откажет, то вы потеряете все свои старые данные, позтому значение "" рекомендуется использовать только храбрецам, дуракам и излишне доверчивым.

Вот как можно путем редактирования файла паролей заменить регистра-ционный shell всех пользователей на /bin/sh'.

8ARGV = ("/etc/passwd"); # снабдить информацией операцию "ромб"

$"1 == ".bak"; # для надежности записать /etc/passwd.bak

while (о) { # основной цикл, по разу для каждой строки файла

perl -р -Ё.bak -е 's#: [^л:]*$#:/bin/sh#' /etc/passwd

Ключ -р охватывает вашу программу циклом while, который включает оператор print. Ключ -Ё устанавливает значение переменной $^1. Ключ -е определяет следующий аргумент как фрагмент Perl-кода для тела цикла, а последний аргумент задает начальне значение массива @argv.

Более подробно аргументы командной строки рассматриваются в книге Programming Perl и на man-странице perlrun.