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