This is a live mirror of the Perl 5 development currently hosted at https://github.com/perl/perl5
perldelta for 2384afee9 / #123553
[perl5.git] / pod / perlmod.pod
1 =head1 NAME
2
3 perlmod - Perl modules (packages and symbol tables)
4
5 =head1 DESCRIPTION
6
7 =head2 Is this the document you were after?
8
9 There are other documents which might contain the information that you're
10 looking for:
11
12 =over 2
13
14 =item This doc
15
16 Perl's packages, namespaces, and some info on classes.
17
18 =item L<perlnewmod>
19
20 Tutorial on making a new module.
21
22 =item L<perlmodstyle>
23
24 Best practices for making a new module.
25
26 =back
27
28 =head2 Packages
29 X<package> X<namespace> X<variable, global> X<global variable> X<global>
30
31 Perl provides a mechanism for alternative namespaces to protect
32 packages from stomping on each other's variables.  In fact, there's
33 really no such thing as a global variable in Perl.  The package
34 statement declares the compilation unit as being in the given
35 namespace.  The scope of the package declaration is from the
36 declaration itself through the end of the enclosing block, C<eval>,
37 or file, whichever comes first (the same scope as the my() and
38 local() operators).  Unqualified dynamic identifiers will be in
39 this namespace, except for those few identifiers that if unqualified,
40 default to the main package instead of the current one as described
41 below.  A package statement affects only dynamic variables--including
42 those you've used local() on--but I<not> lexical variables created
43 with my().  Typically it would be the first declaration in a file
44 included by the C<do>, C<require>, or C<use> operators.  You can
45 switch into a package in more than one place; it merely influences
46 which symbol table is used by the compiler for the rest of that
47 block.  You can refer to variables and filehandles in other packages
48 by prefixing the identifier with the package name and a double
49 colon: C<$Package::Variable>.  If the package name is null, the
50 C<main> package is assumed.  That is, C<$::sail> is equivalent to
51 C<$main::sail>.
52
53 The old package delimiter was a single quote, but double colon is now the
54 preferred delimiter, in part because it's more readable to humans, and
55 in part because it's more readable to B<emacs> macros.  It also makes C++
56 programmers feel like they know what's going on--as opposed to using the
57 single quote as separator, which was there to make Ada programmers feel
58 like they knew what was going on.  Because the old-fashioned syntax is still
59 supported for backwards compatibility, if you try to use a string like
60 C<"This is $owner's house">, you'll be accessing C<$owner::s>; that is,
61 the $s variable in package C<owner>, which is probably not what you meant.
62 Use braces to disambiguate, as in C<"This is ${owner}'s house">.
63 X<::> X<'>
64
65 Packages may themselves contain package separators, as in
66 C<$OUTER::INNER::var>.  This implies nothing about the order of
67 name lookups, however.  There are no relative packages: all symbols
68 are either local to the current package, or must be fully qualified
69 from the outer package name down.  For instance, there is nowhere
70 within package C<OUTER> that C<$INNER::var> refers to
71 C<$OUTER::INNER::var>.  C<INNER> refers to a totally
72 separate global package.
73
74 Only identifiers starting with letters (or underscore) are stored
75 in a package's symbol table.  All other symbols are kept in package
76 C<main>, including all punctuation variables, like $_.  In addition,
77 when unqualified, the identifiers STDIN, STDOUT, STDERR, ARGV,
78 ARGVOUT, ENV, INC, and SIG are forced to be in package C<main>,
79 even when used for other purposes than their built-in ones.  If you
80 have a package called C<m>, C<s>, or C<y>, then you can't use the
81 qualified form of an identifier because it would be instead interpreted
82 as a pattern match, a substitution, or a transliteration.
83 X<variable, punctuation> 
84
85 Variables beginning with underscore used to be forced into package
86 main, but we decided it was more useful for package writers to be able
87 to use leading underscore to indicate private variables and method names.
88 However, variables and functions named with a single C<_>, such as
89 $_ and C<sub _>, are still forced into the package C<main>.  See also
90 L<perlvar/"The Syntax of Variable Names">.
91
92 C<eval>ed strings are compiled in the package in which the eval() was
93 compiled.  (Assignments to C<$SIG{}>, however, assume the signal
94 handler specified is in the C<main> package.  Qualify the signal handler
95 name if you wish to have a signal handler in a package.)  For an
96 example, examine F<perldb.pl> in the Perl library.  It initially switches
97 to the C<DB> package so that the debugger doesn't interfere with variables
98 in the program you are trying to debug.  At various points, however, it
99 temporarily switches back to the C<main> package to evaluate various
100 expressions in the context of the C<main> package (or wherever you came
101 from).  See L<perldebug>.
102
103 The special symbol C<__PACKAGE__> contains the current package, but cannot
104 (easily) be used to construct variable names.
105
106 See L<perlsub> for other scoping issues related to my() and local(),
107 and L<perlref> regarding closures.
108
109 =head2 Symbol Tables
110 X<symbol table> X<stash> X<%::> X<%main::> X<typeglob> X<glob> X<alias>
111
112 The symbol table for a package happens to be stored in the hash of that
113 name with two colons appended.  The main symbol table's name is thus
114 C<%main::>, or C<%::> for short.  Likewise the symbol table for the nested
115 package mentioned earlier is named C<%OUTER::INNER::>.
116
117 The value in each entry of the hash is what you are referring to when you
118 use the C<*name> typeglob notation.
119
120     local *main::foo    = *main::bar;
121
122 You can use this to print out all the variables in a package, for
123 instance.  The standard but antiquated F<dumpvar.pl> library and
124 the CPAN module Devel::Symdump make use of this.
125
126 The results of creating new symbol table entries directly or modifying any
127 entries that are not already typeglobs are undefined and subject to change
128 between releases of perl.
129
130 Assignment to a typeglob performs an aliasing operation, i.e.,
131
132     *dick = *richard;
133
134 causes variables, subroutines, formats, and file and directory handles
135 accessible via the identifier C<richard> also to be accessible via the
136 identifier C<dick>.  If you want to alias only a particular variable or
137 subroutine, assign a reference instead:
138
139     *dick = \$richard;
140
141 Which makes $richard and $dick the same variable, but leaves
142 @richard and @dick as separate arrays.  Tricky, eh?
143
144 There is one subtle difference between the following statements:
145
146     *foo = *bar;
147     *foo = \$bar;
148
149 C<*foo = *bar> makes the typeglobs themselves synonymous while
150 C<*foo = \$bar> makes the SCALAR portions of two distinct typeglobs
151 refer to the same scalar value. This means that the following code:
152
153     $bar = 1;
154     *foo = \$bar;       # Make $foo an alias for $bar
155
156     {
157         local $bar = 2; # Restrict changes to block
158         print $foo;     # Prints '1'!
159     }
160
161 Would print '1', because C<$foo> holds a reference to the I<original>
162 C<$bar>. The one that was stuffed away by C<local()> and which will be
163 restored when the block ends. Because variables are accessed through the
164 typeglob, you can use C<*foo = *bar> to create an alias which can be
165 localized. (But be aware that this means you can't have a separate
166 C<@foo> and C<@bar>, etc.)
167
168 What makes all of this important is that the Exporter module uses glob
169 aliasing as the import/export mechanism. Whether or not you can properly
170 localize a variable that has been exported from a module depends on how
171 it was exported:
172
173     @EXPORT = qw($FOO); # Usual form, can't be localized
174     @EXPORT = qw(*FOO); # Can be localized
175
176 You can work around the first case by using the fully qualified name
177 (C<$Package::FOO>) where you need a local value, or by overriding it
178 by saying C<*FOO = *Package::FOO> in your script.
179
180 The C<*x = \$y> mechanism may be used to pass and return cheap references
181 into or from subroutines if you don't want to copy the whole
182 thing.  It only works when assigning to dynamic variables, not
183 lexicals.
184
185     %some_hash = ();                    # can't be my()
186     *some_hash = fn( \%another_hash );
187     sub fn {
188         local *hashsym = shift;
189         # now use %hashsym normally, and you
190         # will affect the caller's %another_hash
191         my %nhash = (); # do what you want
192         return \%nhash;
193     }
194
195 On return, the reference will overwrite the hash slot in the
196 symbol table specified by the *some_hash typeglob.  This
197 is a somewhat tricky way of passing around references cheaply
198 when you don't want to have to remember to dereference variables
199 explicitly.
200
201 Another use of symbol tables is for making "constant" scalars.
202 X<constant> X<scalar, constant>
203
204     *PI = \3.14159265358979;
205
206 Now you cannot alter C<$PI>, which is probably a good thing all in all.
207 This isn't the same as a constant subroutine, which is subject to
208 optimization at compile-time.  A constant subroutine is one prototyped
209 to take no arguments and to return a constant expression.  See
210 L<perlsub> for details on these.  The C<use constant> pragma is a
211 convenient shorthand for these.
212
213 You can say C<*foo{PACKAGE}> and C<*foo{NAME}> to find out what name and
214 package the *foo symbol table entry comes from.  This may be useful
215 in a subroutine that gets passed typeglobs as arguments:
216
217     sub identify_typeglob {
218         my $glob = shift;
219         print 'You gave me ', *{$glob}{PACKAGE},
220             '::', *{$glob}{NAME}, "\n";
221     }
222     identify_typeglob *foo;
223     identify_typeglob *bar::baz;
224
225 This prints
226
227     You gave me main::foo
228     You gave me bar::baz
229
230 The C<*foo{THING}> notation can also be used to obtain references to the
231 individual elements of *foo.  See L<perlref>.
232
233 Subroutine definitions (and declarations, for that matter) need
234 not necessarily be situated in the package whose symbol table they
235 occupy.  You can define a subroutine outside its package by
236 explicitly qualifying the name of the subroutine:
237
238     package main;
239     sub Some_package::foo { ... }   # &foo defined in Some_package
240
241 This is just a shorthand for a typeglob assignment at compile time:
242
243     BEGIN { *Some_package::foo = sub { ... } }
244
245 and is I<not> the same as writing:
246
247     {
248         package Some_package;
249         sub foo { ... }
250     }
251
252 In the first two versions, the body of the subroutine is
253 lexically in the main package, I<not> in Some_package. So
254 something like this:
255
256     package main;
257
258     $Some_package::name = "fred";
259     $main::name = "barney";
260
261     sub Some_package::foo {
262         print "in ", __PACKAGE__, ": \$name is '$name'\n";
263     }
264
265     Some_package::foo();
266
267 prints:
268
269     in main: $name is 'barney'
270
271 rather than:
272
273     in Some_package: $name is 'fred'
274
275 This also has implications for the use of the SUPER:: qualifier
276 (see L<perlobj>).
277
278 =head2 BEGIN, UNITCHECK, CHECK, INIT and END
279 X<BEGIN> X<UNITCHECK> X<CHECK> X<INIT> X<END>
280
281 Five specially named code blocks are executed at the beginning and at
282 the end of a running Perl program.  These are the C<BEGIN>,
283 C<UNITCHECK>, C<CHECK>, C<INIT>, and C<END> blocks.
284
285 These code blocks can be prefixed with C<sub> to give the appearance of a
286 subroutine (although this is not considered good style).  One should note
287 that these code blocks don't really exist as named subroutines (despite
288 their appearance). The thing that gives this away is the fact that you can
289 have B<more than one> of these code blocks in a program, and they will get
290 B<all> executed at the appropriate moment.  So you can't execute any of
291 these code blocks by name.
292
293 A C<BEGIN> code block is executed as soon as possible, that is, the moment
294 it is completely defined, even before the rest of the containing file (or
295 string) is parsed.  You may have multiple C<BEGIN> blocks within a file (or
296 eval'ed string); they will execute in order of definition.  Because a C<BEGIN>
297 code block executes immediately, it can pull in definitions of subroutines
298 and such from other files in time to be visible to the rest of the compile
299 and run time.  Once a C<BEGIN> has run, it is immediately undefined and any
300 code it used is returned to Perl's memory pool.
301
302 An C<END> code block is executed as late as possible, that is, after
303 perl has finished running the program and just before the interpreter
304 is being exited, even if it is exiting as a result of a die() function.
305 (But not if it's morphing into another program via C<exec>, or
306 being blown out of the water by a signal--you have to trap that yourself
307 (if you can).)  You may have multiple C<END> blocks within a file--they
308 will execute in reverse order of definition; that is: last in, first
309 out (LIFO).  C<END> blocks are not executed when you run perl with the
310 C<-c> switch, or if compilation fails.
311
312 Note that C<END> code blocks are B<not> executed at the end of a string
313 C<eval()>: if any C<END> code blocks are created in a string C<eval()>,
314 they will be executed just as any other C<END> code block of that package
315 in LIFO order just before the interpreter is being exited.
316
317 Inside an C<END> code block, C<$?> contains the value that the program is
318 going to pass to C<exit()>.  You can modify C<$?> to change the exit
319 value of the program.  Beware of changing C<$?> by accident (e.g. by
320 running something via C<system>).
321 X<$?>
322
323 Inside of a C<END> block, the value of C<${^GLOBAL_PHASE}> will be
324 C<"END">.
325
326 C<UNITCHECK>, C<CHECK> and C<INIT> code blocks are useful to catch the
327 transition between the compilation phase and the execution phase of
328 the main program.
329
330 C<UNITCHECK> blocks are run just after the unit which defined them has
331 been compiled.  The main program file and each module it loads are
332 compilation units, as are string C<eval>s, run-time code compiled using the
333 C<(?{ })> construct in a regex, calls to C<do FILE>, C<require FILE>,
334 and code after the C<-e> switch on the command line.
335
336 C<BEGIN> and C<UNITCHECK> blocks are not directly related to the phase of
337 the interpreter.  They can be created and executed during any phase.
338
339 C<CHECK> code blocks are run just after the B<initial> Perl compile phase ends
340 and before the run time begins, in LIFO order.  C<CHECK> code blocks are used
341 in the Perl compiler suite to save the compiled state of the program.
342
343 Inside of a C<CHECK> block, the value of C<${^GLOBAL_PHASE}> will be
344 C<"CHECK">.
345
346 C<INIT> blocks are run just before the Perl runtime begins execution, in
347 "first in, first out" (FIFO) order.
348
349 Inside of an C<INIT> block, the value of C<${^GLOBAL_PHASE}> will be C<"INIT">.
350
351 The C<CHECK> and C<INIT> blocks in code compiled by C<require>, string C<do>,
352 or string C<eval> will not be executed if they occur after the end of the
353 main compilation phase; that can be a problem in mod_perl and other persistent
354 environments which use those functions to load code at runtime.
355
356 When you use the B<-n> and B<-p> switches to Perl, C<BEGIN> and
357 C<END> work just as they do in B<awk>, as a degenerate case.
358 Both C<BEGIN> and C<CHECK> blocks are run when you use the B<-c>
359 switch for a compile-only syntax check, although your main code
360 is not.
361
362 The B<begincheck> program makes it all clear, eventually:
363
364   #!/usr/bin/perl
365
366   # begincheck
367
368   print         "10. Ordinary code runs at runtime.\n";
369
370   END { print   "16.   So this is the end of the tale.\n" }
371   INIT { print  " 7. INIT blocks run FIFO just before runtime.\n" }
372   UNITCHECK {
373     print       " 4.   And therefore before any CHECK blocks.\n"
374   }
375   CHECK { print " 6.   So this is the sixth line.\n" }
376
377   print         "11.   It runs in order, of course.\n";
378
379   BEGIN { print " 1. BEGIN blocks run FIFO during compilation.\n" }
380   END { print   "15.   Read perlmod for the rest of the story.\n" }
381   CHECK { print " 5. CHECK blocks run LIFO after all compilation.\n" }
382   INIT { print  " 8.   Run this again, using Perl's -c switch.\n" }
383
384   print         "12.   This is anti-obfuscated code.\n";
385
386   END { print   "14. END blocks run LIFO at quitting time.\n" }
387   BEGIN { print " 2.   So this line comes out second.\n" }
388   UNITCHECK {
389    print " 3. UNITCHECK blocks run LIFO after each file is compiled.\n"
390   }
391   INIT { print  " 9.   You'll see the difference right away.\n" }
392
393   print         "13.   It only _looks_ like it should be confusing.\n";
394
395   __END__
396
397 =head2 Perl Classes
398 X<class> X<@ISA>
399
400 There is no special class syntax in Perl, but a package may act
401 as a class if it provides subroutines to act as methods.  Such a
402 package may also derive some of its methods from another class (package)
403 by listing the other package name(s) in its global @ISA array (which
404 must be a package global, not a lexical).
405
406 For more on this, see L<perlootut> and L<perlobj>.
407
408 =head2 Perl Modules
409 X<module>
410
411 A module is just a set of related functions in a library file, i.e.,
412 a Perl package with the same name as the file.  It is specifically
413 designed to be reusable by other modules or programs.  It may do this
414 by providing a mechanism for exporting some of its symbols into the
415 symbol table of any package using it, or it may function as a class
416 definition and make its semantics available implicitly through
417 method calls on the class and its objects, without explicitly
418 exporting anything.  Or it can do a little of both.
419
420 For example, to start a traditional, non-OO module called Some::Module,
421 create a file called F<Some/Module.pm> and start with this template:
422
423     package Some::Module;  # assumes Some/Module.pm
424
425     use strict;
426     use warnings;
427
428     BEGIN {
429         require Exporter;
430
431         # set the version for version checking
432         our $VERSION     = 1.00;
433
434         # Inherit from Exporter to export functions and variables
435         our @ISA         = qw(Exporter);
436
437         # Functions and variables which are exported by default
438         our @EXPORT      = qw(func1 func2);
439
440         # Functions and variables which can be optionally exported
441         our @EXPORT_OK   = qw($Var1 %Hashit func3);
442     }
443
444     # exported package globals go here
445     our $Var1    = '';
446     our %Hashit  = ();
447
448     # non-exported package globals go here
449     # (they are still accessible as $Some::Module::stuff)
450     our @more    = ();
451     our $stuff   = '';
452
453     # file-private lexicals go here, before any functions which use them
454     my $priv_var    = '';
455     my %secret_hash = ();
456
457     # here's a file-private function as a closure,
458     # callable as $priv_func->();
459     my $priv_func = sub {
460         ...
461     };
462
463     # make all your functions, whether exported or not;
464     # remember to put something interesting in the {} stubs
465     sub func1      { ... }
466     sub func2      { ... }
467
468     # this one isn't exported, but could be called directly
469     # as Some::Module::func3()
470     sub func3      { ... }
471
472     END { ... }       # module clean-up code here (global destructor)
473
474     1;  # don't forget to return a true value from the file
475
476 Then go on to declare and use your variables in functions without
477 any qualifications.  See L<Exporter> and the L<perlmodlib> for
478 details on mechanics and style issues in module creation.
479
480 Perl modules are included into your program by saying
481
482     use Module;
483
484 or
485
486     use Module LIST;
487
488 This is exactly equivalent to
489
490     BEGIN { require 'Module.pm'; 'Module'->import; }
491
492 or
493
494     BEGIN { require 'Module.pm'; 'Module'->import( LIST ); }
495
496 As a special case
497
498     use Module ();
499
500 is exactly equivalent to
501
502     BEGIN { require 'Module.pm'; }
503
504 All Perl module files have the extension F<.pm>.  The C<use> operator
505 assumes this so you don't have to spell out "F<Module.pm>" in quotes.
506 This also helps to differentiate new modules from old F<.pl> and
507 F<.ph> files.  Module names are also capitalized unless they're
508 functioning as pragmas; pragmas are in effect compiler directives,
509 and are sometimes called "pragmatic modules" (or even "pragmata"
510 if you're a classicist).
511
512 The two statements:
513
514     require SomeModule;
515     require "SomeModule.pm";
516
517 differ from each other in two ways.  In the first case, any double
518 colons in the module name, such as C<Some::Module>, are translated
519 into your system's directory separator, usually "/".   The second
520 case does not, and would have to be specified literally.  The other
521 difference is that seeing the first C<require> clues in the compiler
522 that uses of indirect object notation involving "SomeModule", as
523 in C<$ob = purge SomeModule>, are method calls, not function calls.
524 (Yes, this really can make a difference.)
525
526 Because the C<use> statement implies a C<BEGIN> block, the importing
527 of semantics happens as soon as the C<use> statement is compiled,
528 before the rest of the file is compiled.  This is how it is able
529 to function as a pragma mechanism, and also how modules are able to
530 declare subroutines that are then visible as list or unary operators for
531 the rest of the current file.  This will not work if you use C<require>
532 instead of C<use>.  With C<require> you can get into this problem:
533
534     require Cwd;                # make Cwd:: accessible
535     $here = Cwd::getcwd();
536
537     use Cwd;                    # import names from Cwd::
538     $here = getcwd();
539
540     require Cwd;                # make Cwd:: accessible
541     $here = getcwd();           # oops! no main::getcwd()
542
543 In general, C<use Module ()> is recommended over C<require Module>,
544 because it determines module availability at compile time, not in the
545 middle of your program's execution.  An exception would be if two modules
546 each tried to C<use> each other, and each also called a function from
547 that other module.  In that case, it's easy to use C<require> instead.
548
549 Perl packages may be nested inside other package names, so we can have
550 package names containing C<::>.  But if we used that package name
551 directly as a filename it would make for unwieldy or impossible
552 filenames on some systems.  Therefore, if a module's name is, say,
553 C<Text::Soundex>, then its definition is actually found in the library
554 file F<Text/Soundex.pm>.
555
556 Perl modules always have a F<.pm> file, but there may also be
557 dynamically linked executables (often ending in F<.so>) or autoloaded
558 subroutine definitions (often ending in F<.al>) associated with the
559 module.  If so, these will be entirely transparent to the user of
560 the module.  It is the responsibility of the F<.pm> file to load
561 (or arrange to autoload) any additional functionality.  For example,
562 although the POSIX module happens to do both dynamic loading and
563 autoloading, the user can say just C<use POSIX> to get it all.
564
565 =head2 Making your module threadsafe
566 X<threadsafe> X<thread safe>
567 X<module, threadsafe> X<module, thread safe>
568 X<CLONE> X<CLONE_SKIP> X<thread> X<threads> X<ithread>
569
570 Perl supports a type of threads called interpreter threads (ithreads).
571 These threads can be used explicitly and implicitly.
572
573 Ithreads work by cloning the data tree so that no data is shared
574 between different threads. These threads can be used by using the C<threads>
575 module or by doing fork() on win32 (fake fork() support). When a
576 thread is cloned all Perl data is cloned, however non-Perl data cannot
577 be cloned automatically.  Perl after 5.8.0 has support for the C<CLONE>
578 special subroutine.  In C<CLONE> you can do whatever
579 you need to do,
580 like for example handle the cloning of non-Perl data, if necessary.
581 C<CLONE> will be called once as a class method for every package that has it
582 defined (or inherits it).  It will be called in the context of the new thread,
583 so all modifications are made in the new area.  Currently CLONE is called with
584 no parameters other than the invocant package name, but code should not assume
585 that this will remain unchanged, as it is likely that in future extra parameters
586 will be passed in to give more information about the state of cloning.
587
588 If you want to CLONE all objects you will need to keep track of them per
589 package. This is simply done using a hash and Scalar::Util::weaken().
590
591 Perl after 5.8.7 has support for the C<CLONE_SKIP> special subroutine.
592 Like C<CLONE>, C<CLONE_SKIP> is called once per package; however, it is
593 called just before cloning starts, and in the context of the parent
594 thread. If it returns a true value, then no objects of that class will
595 be cloned; or rather, they will be copied as unblessed, undef values.
596 For example: if in the parent there are two references to a single blessed
597 hash, then in the child there will be two references to a single undefined
598 scalar value instead.
599 This provides a simple mechanism for making a module threadsafe; just add
600 C<sub CLONE_SKIP { 1 }> at the top of the class, and C<DESTROY()> will
601 now only be called once per object. Of course, if the child thread needs
602 to make use of the objects, then a more sophisticated approach is
603 needed.
604
605 Like C<CLONE>, C<CLONE_SKIP> is currently called with no parameters other
606 than the invocant package name, although that may change. Similarly, to
607 allow for future expansion, the return value should be a single C<0> or
608 C<1> value.
609
610 =head1 SEE ALSO
611
612 See L<perlmodlib> for general style issues related to building Perl
613 modules and classes, as well as descriptions of the standard library
614 and CPAN, L<Exporter> for how Perl's standard import/export mechanism
615 works, L<perlootut> and L<perlobj> for in-depth information on
616 creating classes, L<perlobj> for a hard-core reference document on
617 objects, L<perlsub> for an explanation of functions and scoping,
618 and L<perlxstut> and L<perlguts> for more information on writing
619 extension modules.