Change FileChannel prefix to Disk
[controller.git] / atomix-storage / src / main / java / io / atomix / storage / journal / DiskJournalSegmentWriter.java
diff --git a/atomix-storage/src/main/java/io/atomix/storage/journal/DiskJournalSegmentWriter.java b/atomix-storage/src/main/java/io/atomix/storage/journal/DiskJournalSegmentWriter.java
new file mode 100644 (file)
index 0000000..3f63717
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,247 @@
+/*
+ * Copyright 2017-2022 Open Networking Foundation and others.  All rights reserved.
+ * Copyright (c) 2024 PANTHEON.tech, s.r.o.
+ *
+ * Licensed under the Apache License, Version 2.0 (the "License");
+ * you may not use this file except in compliance with the License.
+ * You may obtain a copy of the License at
+ *
+ * http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0
+ *
+ * Unless required by applicable law or agreed to in writing, software
+ * distributed under the License is distributed on an "AS IS" BASIS,
+ * WITHOUT WARRANTIES OR CONDITIONS OF ANY KIND, either express or implied.
+ * See the License for the specific language governing permissions and
+ * limitations under the License.
+ */
+package io.atomix.storage.journal;
+
+import com.esotericsoftware.kryo.KryoException;
+import io.atomix.storage.journal.index.JournalIndex;
+
+import java.io.IOException;
+import java.nio.BufferOverflowException;
+import java.nio.BufferUnderflowException;
+import java.nio.ByteBuffer;
+import java.nio.MappedByteBuffer;
+import java.nio.channels.FileChannel;
+import java.util.zip.CRC32;
+
+/**
+ * Segment writer.
+ * <p>
+ * The format of an entry in the log is as follows:
+ * <ul>
+ * <li>64-bit index</li>
+ * <li>8-bit boolean indicating whether a term change is contained in the entry</li>
+ * <li>64-bit optional term</li>
+ * <li>32-bit signed entry length, including the entry type ID</li>
+ * <li>8-bit signed entry type ID</li>
+ * <li>n-bit entry bytes</li>
+ * </ul>
+ *
+ * @author <a href="http://github.com/kuujo">Jordan Halterman</a>
+ */
+final class DiskJournalSegmentWriter<E> extends JournalSegmentWriter<E> {
+  private static final ByteBuffer ZERO_ENTRY_HEADER = ByteBuffer.wrap(new byte[ENTRY_HEADER_BYTES]);
+
+  private final ByteBuffer memory;
+  private Indexed<E> lastEntry;
+  private long currentPosition;
+
+  DiskJournalSegmentWriter(
+      FileChannel channel,
+      JournalSegment<E> segment,
+      int maxEntrySize,
+      JournalIndex index,
+      JournalSerdes namespace) {
+    super(channel, segment, maxEntrySize, index, namespace);
+    memory = allocMemory(maxEntrySize);
+    reset(0);
+  }
+
+  DiskJournalSegmentWriter(JournalSegmentWriter<E> previous, int position) {
+    super(previous);
+    memory = allocMemory(maxEntrySize);
+    lastEntry = previous.getLastEntry();
+    currentPosition = position;
+  }
+
+  private static ByteBuffer allocMemory(int maxEntrySize) {
+    final var buf = ByteBuffer.allocate((maxEntrySize + ENTRY_HEADER_BYTES) * 2);
+    buf.limit(0);
+    return buf;
+  }
+
+  @Override
+  MappedByteBuffer buffer() {
+    return null;
+  }
+
+  @Override
+  MappedJournalSegmentWriter<E> toMapped() {
+    return new MappedJournalSegmentWriter<>(this, (int) currentPosition);
+  }
+
+  @Override
+  DiskJournalSegmentWriter<E> toFileChannel() {
+    return this;
+  }
+
+  @Override
+  void reset(long index) {
+    long nextIndex = firstIndex;
+
+    // Clear the buffer indexes.
+    currentPosition = JournalSegmentDescriptor.BYTES;
+
+    try {
+      // Clear memory buffer and read fist chunk
+      channel.read(memory.clear(), JournalSegmentDescriptor.BYTES);
+      memory.flip();
+
+      // Read the entry length.
+      int length = memory.getInt();
+
+      // If the length is non-zero, read the entry.
+      while (0 < length && length <= maxEntrySize && (index == 0 || nextIndex <= index)) {
+
+        // Read the checksum of the entry.
+        final long checksum = memory.getInt() & 0xFFFFFFFFL;
+
+        // Slice off the entry's bytes
+        final ByteBuffer entryBytes = memory.slice();
+        entryBytes.limit(length);
+
+        // Compute the checksum for the entry bytes.
+        final CRC32 crc32 = new CRC32();
+        crc32.update(entryBytes);
+
+        // If the stored checksum does not equal the computed checksum, do not proceed further
+        if (checksum != crc32.getValue()) {
+          break;
+        }
+
+        entryBytes.rewind();
+        final E entry = namespace.deserialize(entryBytes);
+        lastEntry = new Indexed<>(nextIndex, entry, length);
+        this.index.index(nextIndex, (int) currentPosition);
+        nextIndex++;
+
+        // Update the current position for indexing.
+        currentPosition = currentPosition + ENTRY_HEADER_BYTES + length;
+        memory.position(memory.position() + length);
+
+        // Read more bytes from the segment if necessary.
+        if (memory.remaining() < maxEntrySize) {
+          channel.read(memory.compact());
+          memory.flip();
+        }
+
+        length = memory.getInt();
+      }
+    } catch (BufferUnderflowException e) {
+      // No-op, position is only updated on success
+    } catch (IOException e) {
+      throw new StorageException(e);
+    }
+  }
+
+  @Override
+  Indexed<E> getLastEntry() {
+    return lastEntry;
+  }
+
+  @Override
+  @SuppressWarnings("unchecked")
+  <T extends E> Indexed<T> append(T entry) {
+    // Store the entry index.
+    final long index = getNextIndex();
+
+    // Serialize the entry.
+    try {
+      namespace.serialize(entry, memory.clear().position(ENTRY_HEADER_BYTES));
+    } catch (KryoException e) {
+      throw new StorageException.TooLarge("Entry size exceeds maximum allowed bytes (" + maxEntrySize + ")");
+    }
+    memory.flip();
+
+    final int length = memory.limit() - ENTRY_HEADER_BYTES;
+
+    // Ensure there's enough space left in the buffer to store the entry.
+    if (maxSegmentSize - currentPosition < length + ENTRY_HEADER_BYTES) {
+      throw new BufferOverflowException();
+    }
+
+    // If the entry length exceeds the maximum entry size then throw an exception.
+    if (length > maxEntrySize) {
+      throw new StorageException.TooLarge("Entry size " + length + " exceeds maximum allowed bytes (" + maxEntrySize + ")");
+    }
+
+    // Compute the checksum for the entry.
+    final CRC32 crc32 = new CRC32();
+    crc32.update(memory.array(), ENTRY_HEADER_BYTES, memory.limit() - ENTRY_HEADER_BYTES);
+    final long checksum = crc32.getValue();
+
+    // Create a single byte[] in memory for the entire entry and write it as a batch to the underlying buffer.
+    memory.putInt(0, length).putInt(Integer.BYTES, (int) checksum);
+    try {
+      channel.write(memory, currentPosition);
+    } catch (IOException e) {
+      throw new StorageException(e);
+    }
+
+    // Update the last entry with the correct index/term/length.
+    Indexed<E> indexedEntry = new Indexed<>(index, entry, length);
+    this.lastEntry = indexedEntry;
+    this.index.index(index, (int) currentPosition);
+
+    currentPosition = currentPosition + ENTRY_HEADER_BYTES + length;
+    return (Indexed<T>) indexedEntry;
+  }
+
+  @Override
+  void truncate(long index) {
+    // If the index is greater than or equal to the last index, skip the truncate.
+    if (index >= getLastIndex()) {
+      return;
+    }
+
+    // Reset the last entry.
+    lastEntry = null;
+
+    // Truncate the index.
+    this.index.truncate(index);
+
+    try {
+      if (index < firstIndex) {
+        // Reset the writer to the first entry.
+        currentPosition = JournalSegmentDescriptor.BYTES;
+      } else {
+        // Reset the writer to the given index.
+        reset(index);
+      }
+
+      // Zero the entry header at current channel position.
+      channel.write(ZERO_ENTRY_HEADER.asReadOnlyBuffer(), currentPosition);
+    } catch (IOException e) {
+      throw new StorageException(e);
+    }
+  }
+
+  @Override
+  void flush() {
+    try {
+      if (channel.isOpen()) {
+        channel.force(true);
+      }
+    } catch (IOException e) {
+      throw new StorageException(e);
+    }
+  }
+
+  @Override
+  void close() {
+    flush();
+  }
+}