sdk/go/keepclient/keepclient.go

   1 // Copyright (C) The Arvados Authors. All rights reserved.
   2 //
   3 // SPDX-License-Identifier: Apache-2.0
   4
   5 /* Provides low-level Get/Put primitives for accessing Arvados Keep blocks. */
   6 package keepclient
   7
   8 import (
   9         "bytes"
  10         "crypto/md5"
  11         "errors"
  12         "fmt"
  13         "io"
  14         "io/ioutil"
  15         "net"
  16         "net/http"
  17         "regexp"
  18         "strconv"
  19         "strings"
  20         "sync"
  21         "time"
  22
  23         "git.arvados.org/arvados.git/sdk/go/arvadosclient"
  24         "git.arvados.org/arvados.git/sdk/go/asyncbuf"
  25         "git.arvados.org/arvados.git/sdk/go/httpserver"
  26 )
  27
  28 // A Keep "block" is 64MB.
  29 const BLOCKSIZE = 64 * 1024 * 1024
  30
  31 var (
  32         DefaultRequestTimeout      = 20 * time.Second
  33         DefaultConnectTimeout      = 2 * time.Second
  34         DefaultTLSHandshakeTimeout = 4 * time.Second
  35         DefaultKeepAlive           = 180 * time.Second
  36
  37         DefaultProxyRequestTimeout      = 300 * time.Second
  38         DefaultProxyConnectTimeout      = 30 * time.Second
  39         DefaultProxyTLSHandshakeTimeout = 10 * time.Second
  40         DefaultProxyKeepAlive           = 120 * time.Second
  41 )
  42
  43 // Error interface with an error and boolean indicating whether the error is temporary
  44 type Error interface {
  45         error
  46         Temporary() bool
  47 }
  48
  49 // multipleResponseError is of type Error
  50 type multipleResponseError struct {
  51         error
  52         isTemp bool
  53 }
  54
  55 func (e *multipleResponseError) Temporary() bool {
  56         return e.isTemp
  57 }
  58
  59 // BlockNotFound is a multipleResponseError where isTemp is false
  60 var BlockNotFound = &ErrNotFound{multipleResponseError{
  61         error:  errors.New("Block not found"),
  62         isTemp: false,
  63 }}
  64
  65 // ErrNotFound is a multipleResponseError where isTemp can be true or false
  66 type ErrNotFound struct {
  67         multipleResponseError
  68 }
  69
  70 type InsufficientReplicasError error
  71
  72 type OversizeBlockError error
  73
  74 var ErrOversizeBlock = OversizeBlockError(errors.New("Exceeded maximum block size (" + strconv.Itoa(BLOCKSIZE) + ")"))
  75 var MissingArvadosApiHost = errors.New("Missing required environment variable ARVADOS_API_HOST")
  76 var MissingArvadosApiToken = errors.New("Missing required environment variable ARVADOS_API_TOKEN")
  77 var InvalidLocatorError = errors.New("Invalid locator")
  78
  79 // ErrNoSuchKeepServer is returned when GetIndex is invoked with a UUID with no matching keep server
  80 var ErrNoSuchKeepServer = errors.New("No keep server matching the given UUID is found")
  81
  82 // ErrIncompleteIndex is returned when the Index response does not end with a new empty line
  83 var ErrIncompleteIndex = errors.New("Got incomplete index")
  84
  85 const X_Keep_Desired_Replicas = "X-Keep-Desired-Replicas"
  86 const X_Keep_Replicas_Stored = "X-Keep-Replicas-Stored"
  87
  88 type HTTPClient interface {
  89         Do(*http.Request) (*http.Response, error)
  90 }
  91
  92 // Information about Arvados and Keep servers.
  93 type KeepClient struct {
  94         Arvados            *arvadosclient.ArvadosClient
  95         Want_replicas      int
  96         localRoots         map[string]string
  97         writableLocalRoots map[string]string
  98         gatewayRoots       map[string]string
  99         lock               sync.RWMutex
 100         HTTPClient         HTTPClient
 101         Retries            int
 102         BlockCache         *BlockCache
 103         RequestID          string
 104         StorageClasses     []string
 105
 106         // set to 1 if all writable services are of disk type, otherwise 0
 107         replicasPerService int
 108
 109         // Any non-disk typed services found in the list of keepservers?
 110         foundNonDiskSvc bool
 111
 112         // Disable automatic discovery of keep services
 113         disableDiscovery bool
 114 }
 115
 116 // MakeKeepClient creates a new KeepClient, calls
 117 // DiscoverKeepServices(), and returns when the client is ready to
 118 // use.
 119 func MakeKeepClient(arv *arvadosclient.ArvadosClient) (*KeepClient, error) {
 120         kc := New(arv)
 121         return kc, kc.discoverServices()
 122 }
 123
 124 // New creates a new KeepClient. Service discovery will occur on the
 125 // next read/write operation.
 126 func New(arv *arvadosclient.ArvadosClient) *KeepClient {
 127         defaultReplicationLevel := 2
 128         value, err := arv.Discovery("defaultCollectionReplication")
 129         if err == nil {
 130                 v, ok := value.(float64)
 131                 if ok && v > 0 {
 132                         defaultReplicationLevel = int(v)
 133                 }
 134         }
 135         return &KeepClient{
 136                 Arvados:       arv,
 137                 Want_replicas: defaultReplicationLevel,
 138                 Retries:       2,
 139         }
 140 }
 141
 142 // Put a block given the block hash, a reader, and the number of bytes
 143 // to read from the reader (which must be between 0 and BLOCKSIZE).
 144 //
 145 // Returns the locator for the written block, the number of replicas
 146 // written, and an error.
 147 //
 148 // Returns an InsufficientReplicasError if 0 <= replicas <
 149 // kc.Wants_replicas.
 150 func (kc *KeepClient) PutHR(hash string, r io.Reader, dataBytes int64) (string, int, error) {
 151         // Buffer for reads from 'r'
 152         var bufsize int
 153         if dataBytes > 0 {
 154                 if dataBytes > BLOCKSIZE {
 155                         return "", 0, ErrOversizeBlock
 156                 }
 157                 bufsize = int(dataBytes)
 158         } else {
 159                 bufsize = BLOCKSIZE
 160         }
 161
 162         buf := asyncbuf.NewBuffer(make([]byte, 0, bufsize))
 163         go func() {
 164                 _, err := io.Copy(buf, HashCheckingReader{r, md5.New(), hash})
 165                 buf.CloseWithError(err)
 166         }()
 167         return kc.putReplicas(hash, buf.NewReader, dataBytes)
 168 }
 169
 170 // PutHB writes a block to Keep. The hash of the bytes is given in
 171 // hash, and the data is given in buf.
 172 //
 173 // Return values are the same as for PutHR.
 174 func (kc *KeepClient) PutHB(hash string, buf []byte) (string, int, error) {
 175         newReader := func() io.Reader { return bytes.NewBuffer(buf) }
 176         return kc.putReplicas(hash, newReader, int64(len(buf)))
 177 }
 178
 179 // PutB writes a block to Keep. It computes the hash itself.
 180 //
 181 // Return values are the same as for PutHR.
 182 func (kc *KeepClient) PutB(buffer []byte) (string, int, error) {
 183         hash := fmt.Sprintf("%x", md5.Sum(buffer))
 184         return kc.PutHB(hash, buffer)
 185 }
 186
 187 // PutR writes a block to Keep. It first reads all data from r into a buffer
 188 // in order to compute the hash.
 189 //
 190 // Return values are the same as for PutHR.
 191 //
 192 // If the block hash and data size are known, PutHR is more efficient.
 193 func (kc *KeepClient) PutR(r io.Reader) (locator string, replicas int, err error) {
 194         buffer, err := ioutil.ReadAll(r)
 195         if err != nil {
 196                 return "", 0, err
 197         }
 198         return kc.PutB(buffer)
 199 }
 200
 201 func (kc *KeepClient) getOrHead(method string, locator string, header http.Header) (io.ReadCloser, int64, string, http.Header, error) {
 202         if strings.HasPrefix(locator, "d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e+0") {
 203                 return ioutil.NopCloser(bytes.NewReader(nil)), 0, "", nil, nil
 204         }
 205
 206         reqid := kc.getRequestID()
 207
 208         var expectLength int64
 209         if parts := strings.SplitN(locator, "+", 3); len(parts) < 2 {
 210                 expectLength = -1
 211         } else if n, err := strconv.ParseInt(parts[1], 10, 64); err != nil {
 212                 expectLength = -1
 213         } else {
 214                 expectLength = n
 215         }
 216
 217         var errs []string
 218
 219         tries_remaining := 1 + kc.Retries
 220
 221         serversToTry := kc.getSortedRoots(locator)
 222
 223         numServers := len(serversToTry)
 224         count404 := 0
 225
 226         var retryList []string
 227
 228         for tries_remaining > 0 {
 229                 tries_remaining -= 1
 230                 retryList = nil
 231
 232                 for _, host := range serversToTry {
 233                         url := host + "/" + locator
 234
 235                         req, err := http.NewRequest(method, url, nil)
 236                         if err != nil {
 237                                 errs = append(errs, fmt.Sprintf("%s: %v", url, err))
 238                                 continue
 239                         }
 240                         for k, v := range header {
 241                                 req.Header[k] = append([]string(nil), v...)
 242                         }
 243                         if req.Header.Get("Authorization") == "" {
 244                                 req.Header.Set("Authorization", "OAuth2 "+kc.Arvados.ApiToken)
 245                         }
 246                         if req.Header.Get("X-Request-Id") == "" {
 247                                 req.Header.Set("X-Request-Id", reqid)
 248                         }
 249                         resp, err := kc.httpClient().Do(req)
 250                         if err != nil {
 251                                 // Probably a network error, may be transient,
 252                                 // can try again.
 253                                 errs = append(errs, fmt.Sprintf("%s: %v", url, err))
 254                                 retryList = append(retryList, host)
 255                                 continue
 256                         }
 257                         if resp.StatusCode != http.StatusOK {
 258                                 var respbody []byte
 259                                 respbody, _ = ioutil.ReadAll(&io.LimitedReader{R: resp.Body, N: 4096})
 260                                 resp.Body.Close()
 261                                 errs = append(errs, fmt.Sprintf("%s: HTTP %d %q",
 262                                         url, resp.StatusCode, bytes.TrimSpace(respbody)))
 263
 264                                 if resp.StatusCode == 408 ||
 265                                         resp.StatusCode == 429 ||
 266                                         resp.StatusCode >= 500 {
 267                                         // Timeout, too many requests, or other
 268                                         // server side failure, transient
 269                                         // error, can try again.
 270                                         retryList = append(retryList, host)
 271                                 } else if resp.StatusCode == 404 {
 272                                         count404++
 273                                 }
 274                                 continue
 275                         }
 276                         if expectLength < 0 {
 277                                 if resp.ContentLength < 0 {
 278                                         resp.Body.Close()
 279                                         return nil, 0, "", nil, fmt.Errorf("error reading %q: no size hint, no Content-Length header in response", locator)
 280                                 }
 281                                 expectLength = resp.ContentLength
 282                         } else if resp.ContentLength >= 0 && expectLength != resp.ContentLength {
 283                                 resp.Body.Close()
 284                                 return nil, 0, "", nil, fmt.Errorf("error reading %q: size hint %d != Content-Length %d", locator, expectLength, resp.ContentLength)
 285                         }
 286                         // Success
 287                         if method == "GET" {
 288                                 return HashCheckingReader{
 289                                         Reader: resp.Body,
 290                                         Hash:   md5.New(),
 291                                         Check:  locator[0:32],
 292                                 }, expectLength, url, resp.Header, nil
 293                         }
 294                         resp.Body.Close()
 295                         return nil, expectLength, url, resp.Header, nil
 296                 }
 297                 serversToTry = retryList
 298         }
 299         DebugPrintf("DEBUG: %s %s failed: %v", method, locator, errs)
 300
 301         var err error
 302         if count404 == numServers {
 303                 err = BlockNotFound
 304         } else {
 305                 err = &ErrNotFound{multipleResponseError{
 306                         error:  fmt.Errorf("%s %s failed: %v", method, locator, errs),
 307                         isTemp: len(serversToTry) > 0,
 308                 }}
 309         }
 310         return nil, 0, "", nil, err
 311 }
 312
 313 // LocalLocator returns a locator equivalent to the one supplied, but
 314 // with a valid signature from the local cluster. If the given locator
 315 // already has a local signature, it is returned unchanged.
 316 func (kc *KeepClient) LocalLocator(locator string) (string, error) {
 317         if !strings.Contains(locator, "+R") {
 318                 // Either it has +A, or it's unsigned and we assume
 319                 // it's a local locator on a site with signatures
 320                 // disabled.
 321                 return locator, nil
 322         }
 323         sighdr := fmt.Sprintf("local, time=%s", time.Now().UTC().Format(time.RFC3339))
 324         _, _, url, hdr, err := kc.getOrHead("HEAD", locator, http.Header{"X-Keep-Signature": []string{sighdr}})
 325         if err != nil {
 326                 return "", err
 327         }
 328         loc := hdr.Get("X-Keep-Locator")
 329         if loc == "" {
 330                 return "", fmt.Errorf("missing X-Keep-Locator header in HEAD response from %s", url)
 331         }
 332         return loc, nil
 333 }
 334
 335 // Get() retrieves a block, given a locator. Returns a reader, the
 336 // expected data length, the URL the block is being fetched from, and
 337 // an error.
 338 //
 339 // If the block checksum does not match, the final Read() on the
 340 // reader returned by this method will return a BadChecksum error
 341 // instead of EOF.
 342 func (kc *KeepClient) Get(locator string) (io.ReadCloser, int64, string, error) {
 343         rdr, size, url, _, err := kc.getOrHead("GET", locator, nil)
 344         return rdr, size, url, err
 345 }
 346
 347 // ReadAt() retrieves a portion of block from the cache if it's
 348 // present, otherwise from the network.
 349 func (kc *KeepClient) ReadAt(locator string, p []byte, off int) (int, error) {
 350         return kc.cache().ReadAt(kc, locator, p, off)
 351 }
 352
 353 // Ask() verifies that a block with the given hash is available and
 354 // readable, according to at least one Keep service. Unlike Get, it
 355 // does not retrieve the data or verify that the data content matches
 356 // the hash specified by the locator.
 357 //
 358 // Returns the data size (content length) reported by the Keep service
 359 // and the URI reporting the data size.
 360 func (kc *KeepClient) Ask(locator string) (int64, string, error) {
 361         _, size, url, _, err := kc.getOrHead("HEAD", locator, nil)
 362         return size, url, err
 363 }
 364
 365 // GetIndex retrieves a list of blocks stored on the given server whose hashes
 366 // begin with the given prefix. The returned reader will return an error (other
 367 // than EOF) if the complete index cannot be retrieved.
 368 //
 369 // This is meant to be used only by system components and admin tools.
 370 // It will return an error unless the client is using a "data manager token"
 371 // recognized by the Keep services.
 372 func (kc *KeepClient) GetIndex(keepServiceUUID, prefix string) (io.Reader, error) {
 373         url := kc.LocalRoots()[keepServiceUUID]
 374         if url == "" {
 375                 return nil, ErrNoSuchKeepServer
 376         }
 377
 378         url += "/index"
 379         if prefix != "" {
 380                 url += "/" + prefix
 381         }
 382
 383         req, err := http.NewRequest("GET", url, nil)
 384         if err != nil {
 385                 return nil, err
 386         }
 387
 388         req.Header.Add("Authorization", "OAuth2 "+kc.Arvados.ApiToken)
 389         req.Header.Set("X-Request-Id", kc.getRequestID())
 390         resp, err := kc.httpClient().Do(req)
 391         if err != nil {
 392                 return nil, err
 393         }
 394
 395         defer resp.Body.Close()
 396
 397         if resp.StatusCode != http.StatusOK {
 398                 return nil, fmt.Errorf("Got http status code: %d", resp.StatusCode)
 399         }
 400
 401         var respBody []byte
 402         respBody, err = ioutil.ReadAll(resp.Body)
 403         if err != nil {
 404                 return nil, err
 405         }
 406
 407         // Got index; verify that it is complete
 408         // The response should be "\n" if no locators matched the prefix
 409         // Else, it should be a list of locators followed by a blank line
 410         if !bytes.Equal(respBody, []byte("\n")) && !bytes.HasSuffix(respBody, []byte("\n\n")) {
 411                 return nil, ErrIncompleteIndex
 412         }
 413
 414         // Got complete index; strip the trailing newline and send
 415         return bytes.NewReader(respBody[0 : len(respBody)-1]), nil
 416 }
 417
 418 // LocalRoots() returns the map of local (i.e., disk and proxy) Keep
 419 // services: uuid -> baseURI.
 420 func (kc *KeepClient) LocalRoots() map[string]string {
 421         kc.discoverServices()
 422         kc.lock.RLock()
 423         defer kc.lock.RUnlock()
 424         return kc.localRoots
 425 }
 426
 427 // GatewayRoots() returns the map of Keep remote gateway services:
 428 // uuid -> baseURI.
 429 func (kc *KeepClient) GatewayRoots() map[string]string {
 430         kc.discoverServices()
 431         kc.lock.RLock()
 432         defer kc.lock.RUnlock()
 433         return kc.gatewayRoots
 434 }
 435
 436 // WritableLocalRoots() returns the map of writable local Keep services:
 437 // uuid -> baseURI.
 438 func (kc *KeepClient) WritableLocalRoots() map[string]string {
 439         kc.discoverServices()
 440         kc.lock.RLock()
 441         defer kc.lock.RUnlock()
 442         return kc.writableLocalRoots
 443 }
 444
 445 // SetServiceRoots disables service discovery and updates the
 446 // localRoots and gatewayRoots maps, without disrupting operations
 447 // that are already in progress.
 448 //
 449 // The supplied maps must not be modified after calling
 450 // SetServiceRoots.
 451 func (kc *KeepClient) SetServiceRoots(locals, writables, gateways map[string]string) {
 452         kc.disableDiscovery = true
 453         kc.setServiceRoots(locals, writables, gateways)
 454 }
 455
 456 func (kc *KeepClient) setServiceRoots(locals, writables, gateways map[string]string) {
 457         kc.lock.Lock()
 458         defer kc.lock.Unlock()
 459         kc.localRoots = locals
 460         kc.writableLocalRoots = writables
 461         kc.gatewayRoots = gateways
 462 }
 463
 464 // getSortedRoots returns a list of base URIs of Keep services, in the
 465 // order they should be attempted in order to retrieve content for the
 466 // given locator.
 467 func (kc *KeepClient) getSortedRoots(locator string) []string {
 468         var found []string
 469         for _, hint := range strings.Split(locator, "+") {
 470                 if len(hint) < 7 || hint[0:2] != "K@" {
 471                         // Not a service hint.
 472                         continue
 473                 }
 474                 if len(hint) == 7 {
 475                         // +K@abcde means fetch from proxy at
 476                         // keep.abcde.arvadosapi.com
 477                         found = append(found, "https://keep."+hint[2:]+".arvadosapi.com")
 478                 } else if len(hint) == 29 {
 479                         // +K@abcde-abcde-abcdeabcdeabcde means fetch
 480                         // from gateway with given uuid
 481                         if gwURI, ok := kc.GatewayRoots()[hint[2:]]; ok {
 482                                 found = append(found, gwURI)
 483                         }
 484                         // else this hint is no use to us; carry on.
 485                 }
 486         }
 487         // After trying all usable service hints, fall back to local roots.
 488         found = append(found, NewRootSorter(kc.LocalRoots(), locator[0:32]).GetSortedRoots()...)
 489         return found
 490 }
 491
 492 func (kc *KeepClient) cache() *BlockCache {
 493         if kc.BlockCache != nil {
 494                 return kc.BlockCache
 495         }
 496         return DefaultBlockCache
 497 }
 498
 499 func (kc *KeepClient) ClearBlockCache() {
 500         kc.cache().Clear()
 501 }
 502
 503 var (
 504         // There are four global http.Client objects for the four
 505         // possible permutations of TLS behavior (verify/skip-verify)
 506         // and timeout settings (proxy/non-proxy).
 507         defaultClient = map[bool]map[bool]HTTPClient{
 508                 // defaultClient[false] is used for verified TLS reqs
 509                 false: {},
 510                 // defaultClient[true] is used for unverified
 511                 // (insecure) TLS reqs
 512                 true: {},
 513         }
 514         defaultClientMtx sync.Mutex
 515 )
 516
 517 // httpClient returns the HTTPClient field if it's not nil, otherwise
 518 // whichever of the four global http.Client objects is suitable for
 519 // the current environment (i.e., TLS verification on/off, keep
 520 // services are/aren't proxies).
 521 func (kc *KeepClient) httpClient() HTTPClient {
 522         if kc.HTTPClient != nil {
 523                 return kc.HTTPClient
 524         }
 525         defaultClientMtx.Lock()
 526         defer defaultClientMtx.Unlock()
 527         if c, ok := defaultClient[kc.Arvados.ApiInsecure][kc.foundNonDiskSvc]; ok {
 528                 return c
 529         }
 530
 531         var requestTimeout, connectTimeout, keepAlive, tlsTimeout time.Duration
 532         if kc.foundNonDiskSvc {
 533                 // Use longer timeouts when connecting to a proxy,
 534                 // because this usually means the intervening network
 535                 // is slower.
 536                 requestTimeout = DefaultProxyRequestTimeout
 537                 connectTimeout = DefaultProxyConnectTimeout
 538                 tlsTimeout = DefaultProxyTLSHandshakeTimeout
 539                 keepAlive = DefaultProxyKeepAlive
 540         } else {
 541                 requestTimeout = DefaultRequestTimeout
 542                 connectTimeout = DefaultConnectTimeout
 543                 tlsTimeout = DefaultTLSHandshakeTimeout
 544                 keepAlive = DefaultKeepAlive
 545         }
 546
 547         c := &http.Client{
 548                 Timeout: requestTimeout,
 549                 // It's not safe to copy *http.DefaultTransport
 550                 // because it has a mutex (which might be locked)
 551                 // protecting a private map (which might not be nil).
 552                 // So we build our own, using the Go 1.12 default
 553                 // values, ignoring any changes the application has
 554                 // made to http.DefaultTransport.
 555                 Transport: &http.Transport{
 556                         DialContext: (&net.Dialer{
 557                                 Timeout:   connectTimeout,
 558                                 KeepAlive: keepAlive,
 559                                 DualStack: true,
 560                         }).DialContext,
 561                         MaxIdleConns:          100,
 562                         IdleConnTimeout:       90 * time.Second,
 563                         TLSHandshakeTimeout:   tlsTimeout,
 564                         ExpectContinueTimeout: 1 * time.Second,
 565                         TLSClientConfig:       arvadosclient.MakeTLSConfig(kc.Arvados.ApiInsecure),
 566                 },
 567         }
 568         defaultClient[kc.Arvados.ApiInsecure][kc.foundNonDiskSvc] = c
 569         return c
 570 }
 571
 572 var reqIDGen = httpserver.IDGenerator{Prefix: "req-"}
 573
 574 func (kc *KeepClient) getRequestID() string {
 575         if kc.RequestID != "" {
 576                 return kc.RequestID
 577         }
 578         return reqIDGen.Next()
 579 }
 580
 581 type Locator struct {
 582         Hash  string
 583         Size  int      // -1 if data size is not known
 584         Hints []string // Including the size hint, if any
 585 }
 586
 587 func (loc *Locator) String() string {
 588         s := loc.Hash
 589         if len(loc.Hints) > 0 {
 590                 s = s + "+" + strings.Join(loc.Hints, "+")
 591         }
 592         return s
 593 }
 594
 595 var locatorMatcher = regexp.MustCompile("^([0-9a-f]{32})([+](.*))?$")
 596
 597 func MakeLocator(path string) (*Locator, error) {
 598         sm := locatorMatcher.FindStringSubmatch(path)
 599         if sm == nil {
 600                 return nil, InvalidLocatorError
 601         }
 602         loc := Locator{Hash: sm[1], Size: -1}
 603         if sm[2] != "" {
 604                 loc.Hints = strings.Split(sm[3], "+")
 605         } else {
 606                 loc.Hints = []string{}
 607         }
 608         if len(loc.Hints) > 0 {
 609                 if size, err := strconv.Atoi(loc.Hints[0]); err == nil {
 610                         loc.Size = size
 611                 }
 612         }
 613         return &loc, nil
 614 }