2960: Refactor keepstore into a streaming server.
[arvados.git] / services / keepstore / s3aws_volume.go
index 18b30f463806f996639579689987502f354d411a..2417bb81496f918f1114814c3acd7fb5c25e1227 100644 (file)
@@ -38,10 +38,14 @@ func init() {
 }
 
 const (
-       s3DefaultReadTimeout    = arvados.Duration(10 * time.Minute)
-       s3DefaultConnectTimeout = arvados.Duration(time.Minute)
-       maxClockSkew            = 600 * time.Second
-       nearlyRFC1123           = "Mon, 2 Jan 2006 15:04:05 GMT"
+       s3DefaultReadTimeout        = arvados.Duration(10 * time.Minute)
+       s3DefaultConnectTimeout     = arvados.Duration(time.Minute)
+       maxClockSkew                = 600 * time.Second
+       nearlyRFC1123               = "Mon, 2 Jan 2006 15:04:05 GMT"
+       s3downloaderPartSize        = 5 * 1024 * 1024
+       s3downloaderReadConcurrency = 13
+       s3uploaderPartSize          = 5 * 1024 * 1024
+       s3uploaderWriteConcurrency  = 5
 )
 
 var (
@@ -54,13 +58,14 @@ type S3AWSVolume struct {
        AuthToken      string    // populated automatically when IAMRole is used
        AuthExpiration time.Time // populated automatically when IAMRole is used
 
-       cluster   *arvados.Cluster
-       volume    arvados.Volume
-       logger    logrus.FieldLogger
-       metrics   *volumeMetricsVecs
-       bucket    *s3AWSbucket
-       region    string
-       startOnce sync.Once
+       cluster    *arvados.Cluster
+       volume     arvados.Volume
+       logger     logrus.FieldLogger
+       metrics    *volumeMetricsVecs
+       bufferPool *bufferPool
+       bucket     *s3AWSbucket
+       region     string
+       startOnce  sync.Once
 }
 
 // s3bucket wraps s3.bucket and counts I/O and API usage stats. The
@@ -73,11 +78,7 @@ type s3AWSbucket struct {
        mu     sync.Mutex
 }
 
-const (
-       PartSize         = 5 * 1024 * 1024
-       ReadConcurrency  = 13
-       WriteConcurrency = 5
-)
+const ()
 
 var s3AWSKeepBlockRegexp = regexp.MustCompile(`^[0-9a-f]{32}$`)
 var s3AWSZeroTime time.Time
@@ -100,13 +101,18 @@ func (v *S3AWSVolume) key(loc string) string {
        }
 }
 
-func newS3AWSVolume(cluster *arvados.Cluster, volume arvados.Volume, logger logrus.FieldLogger, metrics *volumeMetricsVecs) (Volume, error) {
-       v := &S3AWSVolume{cluster: cluster, volume: volume, metrics: metrics}
-       err := json.Unmarshal(volume.DriverParameters, v)
+func newS3AWSVolume(params newVolumeParams) (volume, error) {
+       v := &S3AWSVolume{
+               cluster:    params.Cluster,
+               volume:     params.ConfigVolume,
+               metrics:    params.MetricsVecs,
+               bufferPool: params.BufferPool,
+       }
+       err := json.Unmarshal(params.ConfigVolume.DriverParameters, v)
        if err != nil {
                return nil, err
        }
-       v.logger = logger.WithField("Volume", v.String())
+       v.logger = params.Logger.WithField("Volume", v.DeviceID())
        return v, v.check("")
 }
 
@@ -225,73 +231,17 @@ func (v *S3AWSVolume) check(ec2metadataHostname string) error {
        }
 
        // Set up prometheus metrics
-       lbls := prometheus.Labels{"device_id": v.GetDeviceID()}
+       lbls := prometheus.Labels{"device_id": v.DeviceID()}
        v.bucket.stats.opsCounters, v.bucket.stats.errCounters, v.bucket.stats.ioBytes = v.metrics.getCounterVecsFor(lbls)
 
        return nil
 }
 
-// String implements fmt.Stringer.
-func (v *S3AWSVolume) String() string {
-       return fmt.Sprintf("s3-bucket:%+q", v.Bucket)
-}
-
-// GetDeviceID returns a globally unique ID for the storage bucket.
-func (v *S3AWSVolume) GetDeviceID() string {
+// DeviceID returns a globally unique ID for the storage bucket.
+func (v *S3AWSVolume) DeviceID() string {
        return "s3://" + v.Endpoint + "/" + v.Bucket
 }
 
-// Compare the given data with the stored data.
-func (v *S3AWSVolume) Compare(ctx context.Context, loc string, expect []byte) error {
-       key := v.key(loc)
-       errChan := make(chan error, 1)
-       go func() {
-               _, err := v.head("recent/" + key)
-               errChan <- err
-       }()
-       var err error
-       select {
-       case <-ctx.Done():
-               return ctx.Err()
-       case err = <-errChan:
-       }
-       if err != nil {
-               // Checking for the key itself here would interfere
-               // with future GET requests.
-               //
-               // On AWS, if X doesn't exist, a HEAD or GET request
-               // for X causes X's non-existence to be cached. Thus,
-               // if we test for X, then create X and return a
-               // signature to our client, the client might still get
-               // 404 from all keepstores when trying to read it.
-               //
-               // To avoid this, we avoid doing HEAD X or GET X until
-               // we know X has been written.
-               //
-               // Note that X might exist even though recent/X
-               // doesn't: for example, the response to HEAD recent/X
-               // might itself come from a stale cache. In such
-               // cases, we will return a false negative and
-               // PutHandler might needlessly create another replica
-               // on a different volume. That's not ideal, but it's
-               // better than passing the eventually-consistent
-               // problem on to our clients.
-               return v.translateError(err)
-       }
-
-       input := &s3.GetObjectInput{
-               Bucket: aws.String(v.bucket.bucket),
-               Key:    aws.String(key),
-       }
-
-       req := v.bucket.svc.GetObjectRequest(input)
-       result, err := req.Send(ctx)
-       if err != nil {
-               return v.translateError(err)
-       }
-       return v.translateError(compareReaderWithBuf(ctx, result.Body, expect, loc[:32]))
-}
-
 // EmptyTrash looks for trashed blocks that exceeded BlobTrashLifetime
 // and deletes them from the volume.
 func (v *S3AWSVolume) EmptyTrash() {
@@ -313,7 +263,7 @@ func (v *S3AWSVolume) EmptyTrash() {
                recent, err := v.head("recent/" + key)
                if err != nil && os.IsNotExist(v.translateError(err)) {
                        v.logger.Warnf("EmptyTrash: found trash marker %q but no %q (%s); calling Untrash", *trash.Key, "recent/"+key, err)
-                       err = v.Untrash(loc)
+                       err = v.BlockUntrash(loc)
                        if err != nil {
                                v.logger.WithError(err).Errorf("EmptyTrash: Untrash(%q) failed", loc)
                        }
@@ -334,7 +284,7 @@ func (v *S3AWSVolume) EmptyTrash() {
                                // necessary to avoid starvation.
                                v.logger.Infof("EmptyTrash: detected old race for %q, calling fixRace + Touch", loc)
                                v.fixRace(key)
-                               v.Touch(loc)
+                               v.BlockTouch(loc)
                                return
                        }
                        _, err := v.head(key)
@@ -401,7 +351,7 @@ func (v *S3AWSVolume) EmptyTrash() {
        if err := trashL.Error(); err != nil {
                v.logger.WithError(err).Error("EmptyTrash: lister failed")
        }
-       v.logger.Infof("EmptyTrash: stats for %v: Deleted %v bytes in %v blocks. Remaining in trash: %v bytes in %v blocks.", v.String(), bytesDeleted, blocksDeleted, bytesInTrash-bytesDeleted, blocksInTrash-blocksDeleted)
+       v.logger.Infof("EmptyTrash: stats for %v: Deleted %v bytes in %v blocks. Remaining in trash: %v bytes in %v blocks.", v.DeviceID(), bytesDeleted, blocksDeleted, bytesInTrash-bytesDeleted, blocksInTrash-blocksDeleted)
 }
 
 // fixRace(X) is called when "recent/X" exists but "X" doesn't
@@ -462,55 +412,60 @@ func (v *S3AWSVolume) head(key string) (result *s3.HeadObjectOutput, err error)
        return
 }
 
-// Get a block: copy the block data into buf, and return the number of
-// bytes copied.
-func (v *S3AWSVolume) Get(ctx context.Context, loc string, buf []byte) (int, error) {
-       // Do not use getWithPipe here: the BlockReader interface does not pass
-       // through 'buf []byte', and we don't want to allocate two buffers for each
-       // read request. Instead, use a version of ReadBlock that accepts 'buf []byte'
-       // as an input.
-       key := v.key(loc)
-       count, err := v.readWorker(ctx, key, buf)
-       if err == nil {
-               return count, err
-       }
-
-       err = v.translateError(err)
-       if !os.IsNotExist(err) {
-               return 0, err
-       }
-
-       _, err = v.head("recent/" + key)
-       err = v.translateError(err)
+// BlockRead reads a Keep block that has been stored as a block blob
+// in the S3 bucket.
+func (v *S3AWSVolume) BlockRead(ctx context.Context, hash string, writeTo io.Writer) (int, error) {
+       key := v.key(hash)
+       buf, err := v.bufferPool.GetContext(ctx)
        if err != nil {
-               // If we can't read recent/X, there's no point in
-               // trying fixRace. Give up.
-               return 0, err
-       }
-       if !v.fixRace(key) {
-               err = os.ErrNotExist
                return 0, err
        }
+       defer v.bufferPool.Put(buf)
 
-       count, err = v.readWorker(ctx, key, buf)
+       streamer := newStreamWriterAt(writeTo, 65536, buf)
+       defer streamer.Close()
+       err = v.readWorker(ctx, key, streamer)
        if err != nil {
-               v.logger.Warnf("reading %s after successful fixRace: %s", loc, err)
                err = v.translateError(err)
-               return 0, err
+               if !os.IsNotExist(err) {
+                       return 0, err
+               }
+               if streamer.WroteAt() > 0 {
+                       return 0, errors.New("bug? readWorker returned ErrNotExist after writing to streamer")
+               }
+
+               _, err = v.head("recent/" + key)
+               err = v.translateError(err)
+               if err != nil {
+                       // If we can't read recent/X, there's no point in
+                       // trying fixRace. Give up.
+                       return 0, err
+               }
+               if !v.fixRace(key) {
+                       err = os.ErrNotExist
+                       return 0, err
+               }
+
+               err = v.readWorker(ctx, key, streamer)
+               if err != nil {
+                       v.logger.Warnf("reading %s after successful fixRace: %s", hash, err)
+                       err = v.translateError(err)
+                       return 0, err
+               }
        }
-       return count, err
+       err = streamer.Close()
+       if err != nil {
+               return 0, v.translateError(err)
+       }
+       return streamer.Wrote(), nil
 }
 
-func (v *S3AWSVolume) readWorker(ctx context.Context, key string, buf []byte) (int, error) {
-       awsBuf := aws.NewWriteAtBuffer(buf)
+func (v *S3AWSVolume) readWorker(ctx context.Context, key string, dst io.WriterAt) error {
        downloader := s3manager.NewDownloaderWithClient(v.bucket.svc, func(u *s3manager.Downloader) {
-               u.PartSize = PartSize
-               u.Concurrency = ReadConcurrency
+               u.PartSize = s3downloaderPartSize
+               u.Concurrency = s3downloaderReadConcurrency
        })
-
-       v.logger.Debugf("Partsize: %d; Concurrency: %d\n", downloader.PartSize, downloader.Concurrency)
-
-       count, err := downloader.DownloadWithContext(ctx, awsBuf, &s3.GetObjectInput{
+       count, err := downloader.DownloadWithContext(ctx, dst, &s3.GetObjectInput{
                Bucket: aws.String(v.bucket.bucket),
                Key:    aws.String(key),
        })
@@ -518,7 +473,7 @@ func (v *S3AWSVolume) readWorker(ctx context.Context, key string, buf []byte) (i
        v.bucket.stats.Tick(&v.bucket.stats.Ops, &v.bucket.stats.GetOps)
        v.bucket.stats.TickErr(err)
        v.bucket.stats.TickInBytes(uint64(count))
-       return int(count), v.translateError(err)
+       return v.translateError(err)
 }
 
 func (v *S3AWSVolume) writeObject(ctx context.Context, key string, r io.Reader) error {
@@ -547,10 +502,10 @@ func (v *S3AWSVolume) writeObject(ctx context.Context, key string, r io.Reader)
        // Experimentation indicated that using concurrency 5 yields the best
        // throughput, better than higher concurrency (10 or 13) by ~5%.
        // Defining u.BufferProvider = s3manager.NewBufferedReadSeekerWriteToPool(64 * 1024 * 1024)
-       // is detrimental to througput (minus ~15%).
+       // is detrimental to throughput (minus ~15%).
        uploader := s3manager.NewUploaderWithClient(v.bucket.svc, func(u *s3manager.Uploader) {
-               u.PartSize = PartSize
-               u.Concurrency = WriteConcurrency
+               u.PartSize = s3uploaderPartSize
+               u.Concurrency = s3uploaderWriteConcurrency
        })
 
        // Unlike the goamz S3 driver, we don't need to precompute ContentSHA256:
@@ -571,16 +526,12 @@ func (v *S3AWSVolume) writeObject(ctx context.Context, key string, r io.Reader)
 }
 
 // Put writes a block.
-func (v *S3AWSVolume) Put(ctx context.Context, loc string, block []byte) error {
+func (v *S3AWSVolume) BlockWrite(ctx context.Context, hash string, data []byte) error {
        // Do not use putWithPipe here; we want to pass an io.ReadSeeker to the S3
        // sdk to avoid memory allocation there. See #17339 for more information.
-       if v.volume.ReadOnly {
-               return MethodDisabledError
-       }
-
-       rdr := bytes.NewReader(block)
-       r := NewCountingReaderAtSeeker(rdr, v.bucket.stats.TickOutBytes)
-       key := v.key(loc)
+       rdr := bytes.NewReader(data)
+       r := newCountingReaderAtSeeker(rdr, v.bucket.stats.TickOutBytes)
+       key := v.key(hash)
        err := v.writeObject(ctx, key, r)
        if err != nil {
                return err
@@ -675,9 +626,9 @@ func (lister *s3awsLister) pop() (k *s3.Object) {
        return
 }
 
-// IndexTo writes a complete list of locators with the given prefix
+// Index writes a complete list of locators with the given prefix
 // for which Get() can retrieve data.
-func (v *S3AWSVolume) IndexTo(prefix string, writer io.Writer) error {
+func (v *S3AWSVolume) Index(ctx context.Context, prefix string, writer io.Writer) error {
        prefix = v.key(prefix)
        // Use a merge sort to find matching sets of X and recent/X.
        dataL := s3awsLister{
@@ -695,6 +646,9 @@ func (v *S3AWSVolume) IndexTo(prefix string, writer io.Writer) error {
                Stats:    &v.bucket.stats,
        }
        for data, recent := dataL.First(), recentL.First(); data != nil && dataL.Error() == nil; data = dataL.Next() {
+               if ctx.Err() != nil {
+                       return ctx.Err()
+               }
                if *data.Key >= "g" {
                        // Conveniently, "recent/*" and "trash/*" are
                        // lexically greater than all hex-encoded data
@@ -769,28 +723,14 @@ func (v *S3AWSVolume) Mtime(loc string) (time.Time, error) {
        return *resp.LastModified, err
 }
 
-// Status returns a *VolumeStatus representing the current in-use
-// storage capacity and a fake available capacity that doesn't make
-// the volume seem full or nearly-full.
-func (v *S3AWSVolume) Status() *VolumeStatus {
-       return &VolumeStatus{
-               DeviceNum: 1,
-               BytesFree: BlockSize * 1000,
-               BytesUsed: 1,
-       }
-}
-
 // InternalStats returns bucket I/O and API call counters.
 func (v *S3AWSVolume) InternalStats() interface{} {
        return &v.bucket.stats
 }
 
-// Touch sets the timestamp for the given locator to the current time.
-func (v *S3AWSVolume) Touch(loc string) error {
-       if v.volume.ReadOnly {
-               return MethodDisabledError
-       }
-       key := v.key(loc)
+// BlockTouch sets the timestamp for the given locator to the current time.
+func (v *S3AWSVolume) BlockTouch(hash string) error {
+       key := v.key(hash)
        _, err := v.head(key)
        err = v.translateError(err)
        if os.IsNotExist(err) && v.fixRace(key) {
@@ -845,10 +785,7 @@ func (b *s3AWSbucket) Del(path string) error {
 }
 
 // Trash a Keep block.
-func (v *S3AWSVolume) Trash(loc string) error {
-       if v.volume.ReadOnly && !v.volume.AllowTrashWhenReadOnly {
-               return MethodDisabledError
-       }
+func (v *S3AWSVolume) BlockTrash(loc string) error {
        if t, err := v.Mtime(loc); err != nil {
                return err
        } else if time.Since(t) < v.cluster.Collections.BlobSigningTTL.Duration() {
@@ -872,9 +809,9 @@ func (v *S3AWSVolume) Trash(loc string) error {
        return v.translateError(v.bucket.Del(key))
 }
 
-// Untrash moves block from trash back into store
-func (v *S3AWSVolume) Untrash(loc string) error {
-       key := v.key(loc)
+// BlockUntrash moves block from trash back into store
+func (v *S3AWSVolume) BlockUntrash(hash string) error {
+       key := v.key(hash)
        err := v.safeCopy(key, "trash/"+key)
        if err != nil {
                return err