Merge branch 'thehyve/fix-crunch-documentation' Fix a typo in Crunch Dispatch install...
[arvados.git] / services / keepstore / s3_volume.go
index ed1161c38d7bf977358de642aed390b1f410e089..9d4d8019282ebf01160544d940345b36fe892076 100644 (file)
@@ -1,17 +1,24 @@
+// Copyright (C) The Arvados Authors. All rights reserved.
+//
+// SPDX-License-Identifier: AGPL-3.0
+
 package main
 
 import (
+       "bytes"
+       "context"
        "encoding/base64"
        "encoding/hex"
        "flag"
        "fmt"
        "io"
-       "log"
+       "io/ioutil"
        "net/http"
        "os"
        "regexp"
        "strings"
        "sync"
+       "sync/atomic"
        "time"
 
        "git.curoverse.com/arvados.git/sdk/go/arvados"
@@ -38,6 +45,8 @@ var (
        s3RaceWindow    time.Duration
 
        s3ACL = s3.Private
+
+       zeroTime time.Time
 )
 
 const (
@@ -126,7 +135,7 @@ func init() {
                &s3UnsafeDelete,
                "s3-unsafe-delete",
                false,
-               "EXPERIMENTAL. Enable deletion (garbage collection), even though there are known race conditions that can cause data loss.")
+               "EXPERIMENTAL. Enable deletion (garbage collection) even when trash lifetime is zero, even though there are known race conditions that can cause data loss.")
 }
 
 // S3Volume implements Volume using an S3 bucket.
@@ -144,8 +153,9 @@ type S3Volume struct {
        RaceWindow         arvados.Duration
        ReadOnly           bool
        UnsafeDelete       bool
+       StorageClasses     []string
 
-       bucket *s3.Bucket
+       bucket *s3bucket
 
        startOnce sync.Once
 }
@@ -227,13 +237,41 @@ func (v *S3Volume) Start() error {
        client := s3.New(auth, region)
        client.ConnectTimeout = time.Duration(v.ConnectTimeout)
        client.ReadTimeout = time.Duration(v.ReadTimeout)
-       v.bucket = &s3.Bucket{
-               S3:   client,
-               Name: v.Bucket,
+       v.bucket = &s3bucket{
+               Bucket: &s3.Bucket{
+                       S3:   client,
+                       Name: v.Bucket,
+               },
        }
        return nil
 }
 
+// DeviceID returns a globally unique ID for the storage bucket.
+func (v *S3Volume) DeviceID() string {
+       return "s3://" + v.Endpoint + "/" + v.Bucket
+}
+
+func (v *S3Volume) getReaderWithContext(ctx context.Context, loc string) (rdr io.ReadCloser, err error) {
+       ready := make(chan bool)
+       go func() {
+               rdr, err = v.getReader(loc)
+               close(ready)
+       }()
+       select {
+       case <-ready:
+               return
+       case <-ctx.Done():
+               theConfig.debugLogf("s3: abandoning getReader(): %s", ctx.Err())
+               go func() {
+                       <-ready
+                       if err == nil {
+                               rdr.Close()
+                       }
+               }()
+               return nil, ctx.Err()
+       }
+}
+
 // getReader wraps (Bucket)GetReader.
 //
 // In situations where (Bucket)GetReader would fail because the block
@@ -245,6 +283,7 @@ func (v *S3Volume) getReader(loc string) (rdr io.ReadCloser, err error) {
        if err == nil || !os.IsNotExist(err) {
                return
        }
+
        _, err = v.bucket.Head("recent/"+loc, nil)
        err = v.translateError(err)
        if err != nil {
@@ -256,6 +295,7 @@ func (v *S3Volume) getReader(loc string) (rdr io.ReadCloser, err error) {
                err = os.ErrNotExist
                return
        }
+
        rdr, err = v.bucket.GetReader(loc)
        if err != nil {
                log.Printf("warning: reading %s after successful fixRace: %s", loc, err)
@@ -266,50 +306,140 @@ func (v *S3Volume) getReader(loc string) (rdr io.ReadCloser, err error) {
 
 // Get a block: copy the block data into buf, and return the number of
 // bytes copied.
-func (v *S3Volume) Get(loc string, buf []byte) (int, error) {
-       rdr, err := v.getReader(loc)
+func (v *S3Volume) Get(ctx context.Context, loc string, buf []byte) (int, error) {
+       rdr, err := v.getReaderWithContext(ctx, loc)
        if err != nil {
                return 0, err
        }
-       defer rdr.Close()
-       n, err := io.ReadFull(rdr, buf)
-       switch err {
-       case nil, io.EOF, io.ErrUnexpectedEOF:
-               return n, nil
-       default:
-               return 0, v.translateError(err)
+
+       var n int
+       ready := make(chan bool)
+       go func() {
+               defer close(ready)
+
+               defer rdr.Close()
+               n, err = io.ReadFull(rdr, buf)
+
+               switch err {
+               case nil, io.EOF, io.ErrUnexpectedEOF:
+                       err = nil
+               default:
+                       err = v.translateError(err)
+               }
+       }()
+       select {
+       case <-ctx.Done():
+               theConfig.debugLogf("s3: interrupting ReadFull() with Close() because %s", ctx.Err())
+               rdr.Close()
+               // Must wait for ReadFull to return, to ensure it
+               // doesn't write to buf after we return.
+               theConfig.debugLogf("s3: waiting for ReadFull() to fail")
+               <-ready
+               return 0, ctx.Err()
+       case <-ready:
+               return n, err
        }
 }
 
 // Compare the given data with the stored data.
-func (v *S3Volume) Compare(loc string, expect []byte) error {
-       rdr, err := v.getReader(loc)
+func (v *S3Volume) Compare(ctx context.Context, loc string, expect []byte) error {
+       errChan := make(chan error, 1)
+       go func() {
+               _, err := v.bucket.Head("recent/"+loc, nil)
+               errChan <- err
+       }()
+       var err error
+       select {
+       case <-ctx.Done():
+               return ctx.Err()
+       case err = <-errChan:
+       }
+       if err != nil {
+               // Checking for "loc" 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)
+       }
+       rdr, err := v.getReaderWithContext(ctx, loc)
        if err != nil {
                return err
        }
        defer rdr.Close()
-       return v.translateError(compareReaderWithBuf(rdr, expect, loc[:32]))
+       return v.translateError(compareReaderWithBuf(ctx, rdr, expect, loc[:32]))
 }
 
 // Put writes a block.
-func (v *S3Volume) Put(loc string, block []byte) error {
+func (v *S3Volume) Put(ctx context.Context, loc string, block []byte) error {
        if v.ReadOnly {
                return MethodDisabledError
        }
        var opts s3.Options
-       if len(block) > 0 {
+       size := len(block)
+       if size > 0 {
                md5, err := hex.DecodeString(loc)
                if err != nil {
                        return err
                }
                opts.ContentMD5 = base64.StdEncoding.EncodeToString(md5)
        }
-       err := v.bucket.Put(loc, block, "application/octet-stream", s3ACL, opts)
-       if err != nil {
+
+       // Send the block data through a pipe, so that (if we need to)
+       // we can close the pipe early and abandon our PutReader()
+       // goroutine, without worrying about PutReader() accessing our
+       // block buffer after we release it.
+       bufr, bufw := io.Pipe()
+       go func() {
+               io.Copy(bufw, bytes.NewReader(block))
+               bufw.Close()
+       }()
+
+       var err error
+       ready := make(chan bool)
+       go func() {
+               defer func() {
+                       if ctx.Err() != nil {
+                               theConfig.debugLogf("%s: abandoned PutReader goroutine finished with err: %s", v, err)
+                       }
+               }()
+               defer close(ready)
+               err = v.bucket.PutReader(loc, bufr, int64(size), "application/octet-stream", s3ACL, opts)
+               if err != nil {
+                       return
+               }
+               err = v.bucket.PutReader("recent/"+loc, nil, 0, "application/octet-stream", s3ACL, s3.Options{})
+       }()
+       select {
+       case <-ctx.Done():
+               theConfig.debugLogf("%s: taking PutReader's input away: %s", v, ctx.Err())
+               // Our pipe might be stuck in Write(), waiting for
+               // io.Copy() to read. If so, un-stick it. This means
+               // PutReader will get corrupt data, but that's OK: the
+               // size and MD5 won't match, so the write will fail.
+               go io.Copy(ioutil.Discard, bufr)
+               // CloseWithError() will return once pending I/O is done.
+               bufw.CloseWithError(ctx.Err())
+               theConfig.debugLogf("%s: abandoning PutReader goroutine", v)
+               return ctx.Err()
+       case <-ready:
                return v.translateError(err)
        }
-       err = v.bucket.Put("recent/"+loc, nil, "application/octet-stream", s3ACL, s3.Options{})
-       return v.translateError(err)
 }
 
 // Touch sets the timestamp for the given locator to the current time.
@@ -325,7 +455,7 @@ func (v *S3Volume) Touch(loc string) error {
        } else if err != nil {
                return err
        }
-       err = v.bucket.Put("recent/"+loc, nil, "application/octet-stream", s3ACL, s3.Options{})
+       err = v.bucket.PutReader("recent/"+loc, nil, 0, "application/octet-stream", s3ACL, s3.Options{})
        return v.translateError(err)
 }
 
@@ -339,7 +469,7 @@ func (v *S3Volume) Mtime(loc string) (time.Time, error) {
        err = v.translateError(err)
        if os.IsNotExist(err) {
                // The data object X exists, but recent/X is missing.
-               err = v.bucket.Put("recent/"+loc, nil, "application/octet-stream", s3ACL, s3.Options{})
+               err = v.bucket.PutReader("recent/"+loc, nil, 0, "application/octet-stream", s3ACL, s3.Options{})
                if err != nil {
                        log.Printf("error: creating %q: %s", "recent/"+loc, err)
                        return zeroTime, v.translateError(err)
@@ -362,16 +492,19 @@ func (v *S3Volume) Mtime(loc string) (time.Time, error) {
 func (v *S3Volume) IndexTo(prefix string, writer io.Writer) error {
        // Use a merge sort to find matching sets of X and recent/X.
        dataL := s3Lister{
-               Bucket:   v.bucket,
+               Bucket:   v.bucket.Bucket,
                Prefix:   prefix,
                PageSize: v.IndexPageSize,
        }
        recentL := s3Lister{
-               Bucket:   v.bucket,
+               Bucket:   v.bucket.Bucket,
                Prefix:   "recent/" + prefix,
                PageSize: v.IndexPageSize,
        }
+       v.bucket.stats.Tick(&v.bucket.stats.Ops, &v.bucket.stats.ListOps)
+       v.bucket.stats.Tick(&v.bucket.stats.Ops, &v.bucket.stats.ListOps)
        for data, recent := dataL.First(), recentL.First(); data != nil; data = dataL.Next() {
+               v.bucket.stats.Tick(&v.bucket.stats.Ops, &v.bucket.stats.ListOps)
                if data.Key >= "g" {
                        // Conveniently, "recent/*" and "trash/*" are
                        // lexically greater than all hex-encoded data
@@ -393,10 +526,12 @@ func (v *S3Volume) IndexTo(prefix string, writer io.Writer) error {
                for recent != nil {
                        if cmp := strings.Compare(recent.Key[7:], data.Key); cmp < 0 {
                                recent = recentL.Next()
+                               v.bucket.stats.Tick(&v.bucket.stats.Ops, &v.bucket.stats.ListOps)
                                continue
                        } else if cmp == 0 {
                                stamp = recent
                                recent = recentL.Next()
+                               v.bucket.stats.Tick(&v.bucket.stats.Ops, &v.bucket.stats.ListOps)
                                break
                        } else {
                                // recent/X marker is missing: we'll
@@ -428,7 +563,7 @@ func (v *S3Volume) Trash(loc string) error {
                if !s3UnsafeDelete {
                        return ErrS3TrashDisabled
                }
-               return v.bucket.Del(loc)
+               return v.translateError(v.bucket.Del(loc))
        }
        err := v.checkRaceWindow(loc)
        if err != nil {
@@ -516,7 +651,7 @@ func (v *S3Volume) Untrash(loc string) error {
        if err != nil {
                return err
        }
-       err = v.bucket.Put("recent/"+loc, nil, "application/octet-stream", s3ACL, s3.Options{})
+       err = v.bucket.PutReader("recent/"+loc, nil, 0, "application/octet-stream", s3ACL, s3.Options{})
        return v.translateError(err)
 }
 
@@ -531,9 +666,14 @@ func (v *S3Volume) Status() *VolumeStatus {
        }
 }
 
+// InternalStats returns bucket I/O and API call counters.
+func (v *S3Volume) InternalStats() interface{} {
+       return &v.bucket.stats
+}
+
 // String implements fmt.Stringer.
 func (v *S3Volume) String() string {
-       return fmt.Sprintf("s3-bucket:%+q", v.bucket.Name)
+       return fmt.Sprintf("s3-bucket:%+q", v.Bucket)
 }
 
 // Writable returns false if all future Put, Mtime, and Delete calls
@@ -548,6 +688,11 @@ func (v *S3Volume) Replication() int {
        return v.S3Replication
 }
 
+// GetStorageClasses implements Volume
+func (v *S3Volume) GetStorageClasses() []string {
+       return v.StorageClasses
+}
+
 var s3KeepBlockRegexp = regexp.MustCompile(`^[0-9a-f]{32}$`)
 
 func (v *S3Volume) isKeepBlock(s string) bool {
@@ -620,26 +765,21 @@ func (v *S3Volume) translateError(err error) error {
 func (v *S3Volume) EmptyTrash() {
        var bytesInTrash, blocksInTrash, bytesDeleted, blocksDeleted int64
 
-       // Use a merge sort to find matching sets of trash/X and recent/X.
-       trashL := s3Lister{
-               Bucket:   v.bucket,
-               Prefix:   "trash/",
-               PageSize: v.IndexPageSize,
-       }
        // Define "ready to delete" as "...when EmptyTrash started".
        startT := time.Now()
-       for trash := trashL.First(); trash != nil; trash = trashL.Next() {
+
+       emptyOneKey := func(trash *s3.Key) {
                loc := trash.Key[6:]
                if !v.isKeepBlock(loc) {
-                       continue
+                       return
                }
-               bytesInTrash += trash.Size
-               blocksInTrash++
+               atomic.AddInt64(&bytesInTrash, trash.Size)
+               atomic.AddInt64(&blocksInTrash, 1)
 
                trashT, err := time.Parse(time.RFC3339, trash.LastModified)
                if err != nil {
                        log.Printf("warning: %s: EmptyTrash: %q: parse %q: %s", v, trash.Key, trash.LastModified, err)
-                       continue
+                       return
                }
                recent, err := v.bucket.Head("recent/"+loc, nil)
                if err != nil && os.IsNotExist(v.translateError(err)) {
@@ -648,15 +788,15 @@ func (v *S3Volume) EmptyTrash() {
                        if err != nil {
                                log.Printf("error: %s: EmptyTrash: Untrash(%q): %s", v, loc, err)
                        }
-                       continue
+                       return
                } else if err != nil {
                        log.Printf("warning: %s: EmptyTrash: HEAD %q: %s", v, "recent/"+loc, err)
-                       continue
+                       return
                }
                recentT, err := v.lastModified(recent)
                if err != nil {
                        log.Printf("warning: %s: EmptyTrash: %q: parse %q: %s", v, "recent/"+loc, recent.Header.Get("Last-Modified"), err)
-                       continue
+                       return
                }
                if trashT.Sub(recentT) < theConfig.BlobSignatureTTL.Duration() {
                        if age := startT.Sub(recentT); age >= theConfig.BlobSignatureTTL.Duration()-time.Duration(v.RaceWindow) {
@@ -671,37 +811,67 @@ func (v *S3Volume) EmptyTrash() {
                                log.Printf("notice: %s: EmptyTrash: detected old race for %q, calling fixRace + Touch", v, loc)
                                v.fixRace(loc)
                                v.Touch(loc)
-                               continue
-                       } else if _, err := v.bucket.Head(loc, nil); os.IsNotExist(err) {
+                               return
+                       }
+                       _, err := v.bucket.Head(loc, nil)
+                       if os.IsNotExist(err) {
                                log.Printf("notice: %s: EmptyTrash: detected recent race for %q, calling fixRace", v, loc)
                                v.fixRace(loc)
-                               continue
+                               return
                        } else if err != nil {
                                log.Printf("warning: %s: EmptyTrash: HEAD %q: %s", v, loc, err)
-                               continue
+                               return
                        }
                }
                if startT.Sub(trashT) < theConfig.TrashLifetime.Duration() {
-                       continue
+                       return
                }
                err = v.bucket.Del(trash.Key)
                if err != nil {
                        log.Printf("warning: %s: EmptyTrash: deleting %q: %s", v, trash.Key, err)
-                       continue
+                       return
                }
-               bytesDeleted += trash.Size
-               blocksDeleted++
+               atomic.AddInt64(&bytesDeleted, trash.Size)
+               atomic.AddInt64(&blocksDeleted, 1)
 
                _, err = v.bucket.Head(loc, nil)
-               if os.IsNotExist(err) {
-                       err = v.bucket.Del("recent/" + loc)
-                       if err != nil {
-                               log.Printf("warning: %s: EmptyTrash: deleting %q: %s", v, "recent/"+loc, err)
-                       }
-               } else if err != nil {
-                       log.Printf("warning: %s: EmptyTrash: HEAD %q: %s", v, "recent/"+loc, err)
+               if err == nil {
+                       log.Printf("warning: %s: EmptyTrash: HEAD %q succeeded immediately after deleting %q", v, loc, loc)
+                       return
+               }
+               if !os.IsNotExist(v.translateError(err)) {
+                       log.Printf("warning: %s: EmptyTrash: HEAD %q: %s", v, loc, err)
+                       return
                }
+               err = v.bucket.Del("recent/" + loc)
+               if err != nil {
+                       log.Printf("warning: %s: EmptyTrash: deleting %q: %s", v, "recent/"+loc, err)
+               }
+       }
+
+       var wg sync.WaitGroup
+       todo := make(chan *s3.Key, theConfig.EmptyTrashWorkers)
+       for i := 0; i < 1 || i < theConfig.EmptyTrashWorkers; i++ {
+               wg.Add(1)
+               go func() {
+                       defer wg.Done()
+                       for key := range todo {
+                               emptyOneKey(key)
+                       }
+               }()
+       }
+
+       trashL := s3Lister{
+               Bucket:   v.bucket.Bucket,
+               Prefix:   "trash/",
+               PageSize: v.IndexPageSize,
+       }
+       for trash := trashL.First(); trash != nil; trash = trashL.Next() {
+               todo <- trash
        }
+       close(todo)
+       wg.Wait()
+
        if err := trashL.Error(); err != nil {
                log.Printf("error: %s: EmptyTrash: lister: %s", v, err)
        }
@@ -766,3 +936,69 @@ func (lister *s3Lister) pop() (k *s3.Key) {
        }
        return
 }
+
+// s3bucket wraps s3.bucket and counts I/O and API usage stats.
+type s3bucket struct {
+       *s3.Bucket
+       stats s3bucketStats
+}
+
+func (b *s3bucket) GetReader(path string) (io.ReadCloser, error) {
+       rdr, err := b.Bucket.GetReader(path)
+       b.stats.Tick(&b.stats.Ops, &b.stats.GetOps)
+       b.stats.TickErr(err)
+       return NewCountingReader(rdr, b.stats.TickInBytes), err
+}
+
+func (b *s3bucket) Head(path string, headers map[string][]string) (*http.Response, error) {
+       resp, err := b.Bucket.Head(path, headers)
+       b.stats.Tick(&b.stats.Ops, &b.stats.HeadOps)
+       b.stats.TickErr(err)
+       return resp, err
+}
+
+func (b *s3bucket) PutReader(path string, r io.Reader, length int64, contType string, perm s3.ACL, options s3.Options) error {
+       if length == 0 {
+               // goamz will only send Content-Length: 0 when reader
+               // is nil due to net.http.Request.ContentLength
+               // behavior.  Otherwise, Content-Length header is
+               // omitted which will cause some S3 services
+               // (including AWS and Ceph RadosGW) to fail to create
+               // empty objects.
+               r = nil
+       } else {
+               r = NewCountingReader(r, b.stats.TickOutBytes)
+       }
+       err := b.Bucket.PutReader(path, r, length, contType, perm, options)
+       b.stats.Tick(&b.stats.Ops, &b.stats.PutOps)
+       b.stats.TickErr(err)
+       return err
+}
+
+func (b *s3bucket) Del(path string) error {
+       err := b.Bucket.Del(path)
+       b.stats.Tick(&b.stats.Ops, &b.stats.DelOps)
+       b.stats.TickErr(err)
+       return err
+}
+
+type s3bucketStats struct {
+       statsTicker
+       Ops     uint64
+       GetOps  uint64
+       PutOps  uint64
+       HeadOps uint64
+       DelOps  uint64
+       ListOps uint64
+}
+
+func (s *s3bucketStats) TickErr(err error) {
+       if err == nil {
+               return
+       }
+       errType := fmt.Sprintf("%T", err)
+       if err, ok := err.(*s3.Error); ok {
+               errType = errType + fmt.Sprintf(" %d %s", err.StatusCode, err.Code)
+       }
+       s.statsTicker.TickErr(err, errType)
+}