PythonのdbmパッケージでUNIXデータベースを操作する方法

dbmパッケージとは

Pythonの標準ライブラリに含まれるdbmパッケージは、DBM形式のデータベースに対して辞書（dict）のようなインターフェースを提供します。dbmライブラリはKen Thompsonによって開発されたシンプルなデータベースエンジンで、DBMは「DataBase Manager」の略称です。UNIXオペレーティングシステムで広く使われており、固定サイズのバケットに単一のキー（主キー）を用いて任意のデータを格納し、ハッシュ技術によってキーからの高速なデータ検索を実現しています。

dbmパッケージの主なモジュール

dbm.ndbm

dbm.ndbmモジュールは、UNIXの「(n)dbm」ライブラリへのインターフェースを提供します。dbmオブジェクトは辞書のように振る舞いますが、キーと値はバイト型（bytes）として保存する必要があります。なお、このモジュールではitems()やvalues()といったメソッドはサポートされていません。

dbm.dumb

dbm.dumbモジュールは、完全にPythonのみで実装された永続的な辞書風インターフェースを提供します。dbm.gnuなどの他のモジュールと異なり、外部ライブラリを一切必要としないのが特徴です。他の永続マッピングと同様に、キーと値は常にバイト型として保存されます。

shelveモジュールとの関係とwhichdb()関数

これらのモジュールは、Pythonのshelveモジュールによって内部的に利用されています。shelveデータベースの場合と同様に、ユーザーが指定したデータベース名には「.dir」という接尾辞が付与されます。また、dbmオブジェクトのwhichdb()関数を使うと、現在のPython環境でどのdbm実装が利用可能かを確認できます。

>>> dbm.whichdb('mydbm.db')
'dbm.dumb'

データベースの作成とデータの保存

open()関数にモード「'n'」を指定すると、常に新しい空のデータベースが作成されます。以下はデータを登録する例です。キーと値にはバイト文字列を渡す点に注意してください。

>>> db = dbm.open('mydbm.db', 'n')
>>> db[b'name'] = b'Rajani Deshmukh'
>>> db[b'address'] = b'Shivajinagar Pune'
>>> db[b'PIN'] = b'431001'
>>> db.close()

open()関数で指定できるモードフラグ

辞書のようにデータを操作する

dbmオブジェクトは、shelfオブジェクトと同様に辞書風のオブジェクトです。そのため、基本的な辞書操作の多くを行うことができ、get()、pop()、update()などのメソッドも呼び出せます。ただし、items()やvalues()が使えるかどうかは、背後で動作している実装（ndbm、dumb、gnuなど）によって異なる点に注意しましょう。

次のコードは、「mydbm.db」を'r'フラグで開き、キーと値のペアを順番に取り出して表示する例です。

>>> db = dbm.open('mydbm.db', 'r')
>>> for k, v in db.items():
...     print(k, v)
b'name' b'Rajani Deshmukh'
b'address' b'Shivajinagar Pune'
b'PIN' b'431001'

dbmオブジェクトの主なメソッド

sync()：ディスク上のディレクトリファイルとデータファイルを同期します。このメソッドは、Shelve.sync()メソッドから内部的に呼び出されます。

close()：dbmデータベースを閉じます。

GNU dbmオブジェクト固有のメソッド

firstkey()

このメソッドとnextkey()メソッドを組み合わせることで、データベース内のすべてのキーを順番にループ処理できます。firstkey()は走査の起点となる最初のキーを返します。

gdbm.nextkey(key)

走査の順序において、指定したkeyの直後に位置するキーを返します。

gdbm.reorganize()

この関数はデータベースを再編成（リオーガナイズ）します。GNU dbmオブジェクトは、この再編成を実行しない限りデータベースファイルのサイズを縮小しません。再編成を行わない場合、削除された分のディスク領域はそのまま保持され、新しく(key, value)ペアが追加されるときに再利用されます。