Merge "Barrier turn on/off - no Barrier pipeline" into stable/lithium
[openflowjava.git] / openflow-protocol-impl / src / main / java / org / opendaylight / openflowjava / protocol / impl / core / connection / AbstractStackedOutboundQueue.java
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@@ -9,6 +9,7 @@
 package org.opendaylight.openflowjava.protocol.impl.core.connection;
 
 import com.google.common.base.Preconditions;
+import com.google.common.base.Verify;
 import io.netty.channel.Channel;
 import java.util.ArrayList;
 import java.util.Iterator;
@@ -26,7 +27,7 @@ abstract class AbstractStackedOutboundQueue implements OutboundQueue {
 
     private static final Logger LOG = LoggerFactory.getLogger(AbstractStackedOutboundQueue.class);
 
-    protected static final AtomicLongFieldUpdater<AbstractStackedOutboundQueue> LAST_XID_UPDATER = AtomicLongFieldUpdater
+    protected static final AtomicLongFieldUpdater<AbstractStackedOutboundQueue> LAST_XID_OFFSET_UPDATER = AtomicLongFieldUpdater
             .newUpdater(AbstractStackedOutboundQueue.class, "lastXid");
 
     @GuardedBy("unflushedSegments")
@@ -37,6 +38,7 @@ abstract class AbstractStackedOutboundQueue implements OutboundQueue {
     protected final List<StackedSegment> uncompletedSegments = new ArrayList<>(2);
 
     private volatile long lastXid = -1;
+    private volatile long allocatedXid = -1;
 
     @GuardedBy("unflushedSegments")
     protected Integer shutdownOffset;
@@ -53,6 +55,61 @@ abstract class AbstractStackedOutboundQueue implements OutboundQueue {
         unflushedSegments.add(firstSegment);
     }
 
+    @GuardedBy("unflushedSegments")
+    protected void ensureSegment(final StackedSegment first, final int offset) {
+        final int segmentOffset = offset / StackedSegment.SEGMENT_SIZE;
+        LOG.debug("Queue {} slow offset {} maps to {} segments {}", this, offset, segmentOffset, unflushedSegments.size());
+
+        for (int i = unflushedSegments.size(); i <= segmentOffset; ++i) {
+            final StackedSegment newSegment = StackedSegment.create(first.getBaseXid() + (StackedSegment.SEGMENT_SIZE * i));
+            LOG.debug("Adding segment {}", newSegment);
+            unflushedSegments.add(newSegment);
+        }
+
+        allocatedXid = uncompletedSegments.get(uncompletedSegments.size() - 1).getEndXid();
+    }
+
+    /*
+     * This method is expected to be called from multiple threads concurrently.
+     */
+    @Override
+    public Long reserveEntry() {
+        final long xid = LAST_XID_OFFSET_UPDATER.incrementAndGet(this);
+        final StackedSegment fastSegment = firstSegment;
+
+        if (xid >= fastSegment.getBaseXid() + StackedSegment.SEGMENT_SIZE) {
+            if (xid >= allocatedXid) {
+                // Multiple segments, this a slow path
+                LOG.debug("Queue {} falling back to slow reservation for XID {}", this, xid);
+
+                synchronized (unflushedSegments) {
+                    LOG.debug("Queue {} executing slow reservation for XID {}", this, xid);
+
+                    // Shutdown was scheduled, need to fail the reservation
+                    if (shutdownOffset != null) {
+                        LOG.debug("Queue {} is being shutdown, failing reservation", this);
+                        return null;
+                    }
+
+                    // Ensure we have the appropriate segment for the specified XID
+                    final StackedSegment slowSegment = firstSegment;
+                    final int slowOffset = (int) (xid - slowSegment.getBaseXid());
+                    Verify.verify(slowOffset >= 0);
+
+                    // Now, we let's see if we need to allocate a new segment
+                    ensureSegment(slowSegment, slowOffset);
+
+                    LOG.debug("Queue {} slow reservation finished", this);
+                }
+            } else {
+                LOG.debug("Queue {} XID {} is already backed", this, xid);
+            }
+        }
+
+        LOG.trace("Queue {} allocated XID {}", this, xid);
+        return xid;
+    }
+
     /**
      * Write some entries from the queue to the channel. Guaranteed to run
      * in the corresponding EventLoop.
@@ -61,9 +118,117 @@ abstract class AbstractStackedOutboundQueue implements OutboundQueue {
      * @param now
      * @return Number of entries written out
      */
-    abstract int writeEntries(@Nonnull final Channel channel, final long now);
+    int writeEntries(@Nonnull final Channel channel, final long now) {
+        // Local cache
+        StackedSegment segment = firstSegment;
+        int entries = 0;
+
+        while (channel.isWritable()) {
+            final OutboundQueueEntry entry = segment.getEntry(flushOffset);
+            if (!entry.isCommitted()) {
+                LOG.debug("Queue {} XID {} segment {} offset {} not committed yet", this, segment.getBaseXid() + flushOffset, segment, flushOffset);
+                break;
+            }
+
+            LOG.trace("Queue {} flushing entry at offset {}", this, flushOffset);
+            final OfHeader message = entry.takeMessage();
+            flushOffset++;
+            entries++;
+
+            if (message != null) {
+                manager.writeMessage(message, now);
+            } else {
+                entry.complete(null);
+            }
+
+            if (flushOffset >= StackedSegment.SEGMENT_SIZE) {
+                /*
+                 * Slow path: purge the current segment unless it's the last one.
+                 * If it is, we leave it for replacement when a new reservation
+                 * is run on it.
+                 *
+                 * This costs us two slow paths, but hey, this should be very rare,
+                 * so let's keep things simple.
+                 */
+                synchronized (unflushedSegments) {
+                    LOG.debug("Flush offset {} unflushed segments {}", flushOffset, unflushedSegments.size());
+
+                    // We may have raced ahead of reservation code and need to allocate a segment
+                    ensureSegment(segment, flushOffset);
+
+                    // Remove the segment, update the firstSegment and reset flushOffset
+                    final StackedSegment oldSegment = unflushedSegments.remove(0);
+                    if (oldSegment.isComplete()) {
+                        uncompletedSegments.remove(oldSegment);
+                        oldSegment.recycle();
+                    }
+
+                    // Reset the first segment and add it to the uncompleted list
+                    segment = unflushedSegments.get(0);
+                    uncompletedSegments.add(segment);
+
+                    // Update the shutdown offset
+                    if (shutdownOffset != null) {
+                        shutdownOffset -= StackedSegment.SEGMENT_SIZE;
+                    }
+
+                    // Allow reservations back on the fast path by publishing the new first segment
+                    firstSegment = segment;
 
-    abstract boolean pairRequest(final OfHeader message);
+                    flushOffset = 0;
+                    LOG.debug("Queue {} flush moved to segment {}", this, segment);
+                }
+            }
+        }
+
+        return entries;
+    }
+
+    boolean pairRequest(final OfHeader message) {
+        Iterator<StackedSegment> it = uncompletedSegments.iterator();
+        while (it.hasNext()) {
+            final StackedSegment queue = it.next();
+            final OutboundQueueEntry entry = queue.pairRequest(message);
+            if (entry == null) {
+                continue;
+            }
+
+            LOG.trace("Queue {} accepted response {}", queue, message);
+
+            // This has been a barrier request, we need to flush all
+            // previous queues
+            if (entry.isBarrier() && uncompletedSegments.size() > 1) {
+                LOG.trace("Queue {} indicated request was a barrier", queue);
+
+                it = uncompletedSegments.iterator();
+                while (it.hasNext()) {
+                    final StackedSegment q = it.next();
+
+                    // We want to complete all queues before the current one, we will
+                    // complete the current queue below
+                    if (!queue.equals(q)) {
+                        LOG.trace("Queue {} is implied finished", q);
+                        q.completeAll();
+                        it.remove();
+                        q.recycle();
+                    } else {
+                        break;
+                    }
+                }
+            }
+
+            if (queue.isComplete()) {
+                LOG.trace("Queue {} is finished", queue);
+                it.remove();
+                queue.recycle();
+            }
+
+            return true;
+        }
+
+        LOG.debug("Failed to find completion for message {}", message);
+        return false;
+    }
 
     boolean needsFlush() {
         // flushOffset always points to the first entry, which can be changed only
@@ -92,7 +257,7 @@ abstract class AbstractStackedOutboundQueue implements OutboundQueue {
             // Increment the offset by the segment size, preventing fast path allocations,
             // since we are holding the slow path lock, any reservations will see the queue
             // in shutdown and fail accordingly.
-            final long xid = LAST_XID_UPDATER.addAndGet(this, StackedSegment.SEGMENT_SIZE);
+            final long xid = LAST_XID_OFFSET_UPDATER.addAndGet(this, StackedSegment.SEGMENT_SIZE);
             shutdownOffset = (int) (xid - firstSegment.getBaseXid() - StackedSegment.SEGMENT_SIZE);
 
             return lockedShutdownFlush();
@@ -107,6 +272,36 @@ abstract class AbstractStackedOutboundQueue implements OutboundQueue {
         return !needsFlush();
     }
 
+    protected OutboundQueueEntry getEntry(final Long xid) {
+        final StackedSegment fastSegment = firstSegment;
+        final long calcOffset = xid - fastSegment.getBaseXid();
+        Preconditions.checkArgument(calcOffset >= 0, "Commit of XID %s does not match up with base XID %s", xid, fastSegment.getBaseXid());
+
+        Verify.verify(calcOffset <= Integer.MAX_VALUE);
+        final int fastOffset = (int) calcOffset;
+
+        if (fastOffset >= StackedSegment.SEGMENT_SIZE) {
+            LOG.debug("Queue {} falling back to slow commit of XID {} at offset {}", this, xid, fastOffset);
+
+            final StackedSegment segment;
+            final int slowOffset;
+            synchronized (unflushedSegments) {
+                final StackedSegment slowSegment = firstSegment;
+                final long slowCalcOffset = xid - slowSegment.getBaseXid();
+                Verify.verify(slowCalcOffset >= 0 && slowCalcOffset <= Integer.MAX_VALUE);
+                slowOffset = (int) slowCalcOffset;
+
+                LOG.debug("Queue {} recalculated offset of XID {} to {}", this, xid, slowOffset);
+                segment = unflushedSegments.get(slowOffset / StackedSegment.SEGMENT_SIZE);
+            }
+
+            final int segOffset = slowOffset % StackedSegment.SEGMENT_SIZE;
+            LOG.debug("Queue {} slow commit of XID {} completed at offset {} (segment {} offset {})", this, xid, slowOffset, segment, segOffset);
+            return segment.getEntry(segOffset);
+        }
+        return fastSegment.getEntry(fastOffset);
+    }
+
     @GuardedBy("unflushedSegments")
     private long lockedShutdownFlush() {
         long entries = 0;