opendaylight/md-sal/sal-distributed-datastore/src/main/java/org/opendaylight/controller/cluster/datastore/ShardDataTree.java

   1 /*
   2  * Copyright (c) 2015 Cisco Systems, Inc. and others.  All rights reserved.
   3  *
   4  * This program and the accompanying materials are made available under the
   5  * terms of the Eclipse Public License v1.0 which accompanies this distribution,
   6  * and is available at http://www.eclipse.org/legal/epl-v10.html
   7  */
   8 package org.opendaylight.controller.cluster.datastore;
   9
  10 import static com.google.common.base.Preconditions.checkState;
  11 import static com.google.common.base.Verify.verify;
  12 import static com.google.common.base.Verify.verifyNotNull;
  13 import static java.util.Objects.requireNonNull;
  14
  15 import akka.actor.ActorRef;
  16 import akka.util.Timeout;
  17 import com.google.common.annotations.VisibleForTesting;
  18 import com.google.common.base.MoreObjects;
  19 import com.google.common.base.Stopwatch;
  20 import com.google.common.collect.ImmutableList;
  21 import com.google.common.collect.ImmutableMap;
  22 import com.google.common.collect.ImmutableMap.Builder;
  23 import com.google.common.collect.Iterables;
  24 import com.google.common.primitives.UnsignedLong;
  25 import com.google.common.util.concurrent.FutureCallback;
  26 import edu.umd.cs.findbugs.annotations.SuppressFBWarnings;
  27 import java.io.File;
  28 import java.io.IOException;
  29 import java.util.ArrayDeque;
  30 import java.util.ArrayList;
  31 import java.util.Collection;
  32 import java.util.Collections;
  33 import java.util.Deque;
  34 import java.util.HashMap;
  35 import java.util.Iterator;
  36 import java.util.Map;
  37 import java.util.Map.Entry;
  38 import java.util.Optional;
  39 import java.util.OptionalLong;
  40 import java.util.Queue;
  41 import java.util.SortedSet;
  42 import java.util.concurrent.TimeUnit;
  43 import java.util.concurrent.TimeoutException;
  44 import java.util.function.Consumer;
  45 import java.util.function.Function;
  46 import java.util.function.UnaryOperator;
  47 import org.eclipse.jdt.annotation.NonNull;
  48 import org.eclipse.jdt.annotation.Nullable;
  49 import org.opendaylight.controller.cluster.access.concepts.LocalHistoryIdentifier;
  50 import org.opendaylight.controller.cluster.access.concepts.TransactionIdentifier;
  51 import org.opendaylight.controller.cluster.datastore.DataTreeCohortActorRegistry.CohortRegistryCommand;
  52 import org.opendaylight.controller.cluster.datastore.ShardDataTreeCohort.State;
  53 import org.opendaylight.controller.cluster.datastore.jmx.mbeans.shard.ShardStats;
  54 import org.opendaylight.controller.cluster.datastore.persisted.AbortTransactionPayload;
  55 import org.opendaylight.controller.cluster.datastore.persisted.AbstractIdentifiablePayload;
  56 import org.opendaylight.controller.cluster.datastore.persisted.CloseLocalHistoryPayload;
  57 import org.opendaylight.controller.cluster.datastore.persisted.CommitTransactionPayload;
  58 import org.opendaylight.controller.cluster.datastore.persisted.CreateLocalHistoryPayload;
  59 import org.opendaylight.controller.cluster.datastore.persisted.MetadataShardDataTreeSnapshot;
  60 import org.opendaylight.controller.cluster.datastore.persisted.PurgeLocalHistoryPayload;
  61 import org.opendaylight.controller.cluster.datastore.persisted.PurgeTransactionPayload;
  62 import org.opendaylight.controller.cluster.datastore.persisted.ShardDataTreeSnapshot;
  63 import org.opendaylight.controller.cluster.datastore.persisted.ShardDataTreeSnapshotMetadata;
  64 import org.opendaylight.controller.cluster.datastore.utils.DataTreeModificationOutput;
  65 import org.opendaylight.controller.cluster.datastore.utils.PruningDataTreeModification;
  66 import org.opendaylight.controller.cluster.raft.protobuff.client.messages.Payload;
  67 import org.opendaylight.mdsal.common.api.OptimisticLockFailedException;
  68 import org.opendaylight.mdsal.common.api.TransactionCommitFailedException;
  69 import org.opendaylight.mdsal.dom.api.DOMDataTreeChangeListener;
  70 import org.opendaylight.yangtools.concepts.Identifier;
  71 import org.opendaylight.yangtools.concepts.ListenerRegistration;
  72 import org.opendaylight.yangtools.yang.data.api.YangInstanceIdentifier;
  73 import org.opendaylight.yangtools.yang.data.api.schema.NormalizedNode;
  74 import org.opendaylight.yangtools.yang.data.api.schema.tree.ConflictingModificationAppliedException;
  75 import org.opendaylight.yangtools.yang.data.api.schema.tree.DataTree;
  76 import org.opendaylight.yangtools.yang.data.api.schema.tree.DataTreeCandidate;
  77 import org.opendaylight.yangtools.yang.data.api.schema.tree.DataTreeCandidateTip;
  78 import org.opendaylight.yangtools.yang.data.api.schema.tree.DataTreeCandidates;
  79 import org.opendaylight.yangtools.yang.data.api.schema.tree.DataTreeConfiguration;
  80 import org.opendaylight.yangtools.yang.data.api.schema.tree.DataTreeModification;
  81 import org.opendaylight.yangtools.yang.data.api.schema.tree.DataTreeSnapshot;
  82 import org.opendaylight.yangtools.yang.data.api.schema.tree.DataTreeTip;
  83 import org.opendaylight.yangtools.yang.data.api.schema.tree.DataValidationFailedException;
  84 import org.opendaylight.yangtools.yang.data.api.schema.tree.TreeType;
  85 import org.opendaylight.yangtools.yang.data.impl.schema.tree.InMemoryDataTreeFactory;
  86 import org.opendaylight.yangtools.yang.data.util.DataSchemaContextTree;
  87 import org.opendaylight.yangtools.yang.model.api.SchemaContext;
  88 import org.slf4j.Logger;
  89 import org.slf4j.LoggerFactory;
  90 import scala.concurrent.duration.FiniteDuration;
  91
  92 /**
  93  * Internal shard state, similar to a DOMStore, but optimized for use in the actor system, e.g. it does not expose
  94  * public interfaces and assumes it is only ever called from a single thread.
  95  *
  96  * <p>
  97  * This class is not part of the API contract and is subject to change at any time. It is NOT thread-safe.
  98  */
  99 public class ShardDataTree extends ShardDataTreeTransactionParent {
 100     private static final class CommitEntry {
 101         final SimpleShardDataTreeCohort cohort;
 102         long lastAccess;
 103
 104         CommitEntry(final SimpleShardDataTreeCohort cohort, final long now) {
 105             this.cohort = requireNonNull(cohort);
 106             lastAccess = now;
 107         }
 108
 109         @Override
 110         public String toString() {
 111             return "CommitEntry [tx=" + cohort.getIdentifier() + ", state=" + cohort.getState() + "]";
 112         }
 113     }
 114
 115     private static final Timeout COMMIT_STEP_TIMEOUT = new Timeout(FiniteDuration.create(5, TimeUnit.SECONDS));
 116     private static final Logger LOG = LoggerFactory.getLogger(ShardDataTree.class);
 117
 118     /**
 119      * Process this many transactions in a single batched run. If we exceed this limit, we need to schedule later
 120      * execution to finish up the batch. This is necessary in case of a long list of transactions which progress
 121      * immediately through their preCommit phase -- if that happens, their completion eats up stack frames and could
 122      * result in StackOverflowError.
 123      */
 124     private static final int MAX_TRANSACTION_BATCH = 100;
 125
 126     private final Map<LocalHistoryIdentifier, ShardDataTreeTransactionChain> transactionChains = new HashMap<>();
 127     private final DataTreeCohortActorRegistry cohortRegistry = new DataTreeCohortActorRegistry();
 128     private final Deque<CommitEntry> pendingTransactions = new ArrayDeque<>();
 129     private final Queue<CommitEntry> pendingCommits = new ArrayDeque<>();
 130     private final Queue<CommitEntry> pendingFinishCommits = new ArrayDeque<>();
 131
 132     /**
 133      * Callbacks that need to be invoked once a payload is replicated.
 134      */
 135     private final Map<Payload, Runnable> replicationCallbacks = new HashMap<>();
 136
 137     private final ShardDataTreeChangeListenerPublisher treeChangeListenerPublisher;
 138     private final Collection<ShardDataTreeMetadata<?>> metadata;
 139     private final DataTree dataTree;
 140     private final String logContext;
 141     private final Shard shard;
 142     private Runnable runOnPendingTransactionsComplete;
 143
 144     /**
 145      * Optimistic {@link DataTreeCandidate} preparation. Since our DataTree implementation is a
 146      * {@link DataTree}, each {@link DataTreeCandidate} is also a {@link DataTreeTip}, e.g. another
 147      * candidate can be prepared on top of it. They still need to be committed in sequence. Here we track the current
 148      * tip of the data tree, which is the last DataTreeCandidate we have in flight, or the DataTree itself.
 149      */
 150     private DataTreeTip tip;
 151
 152     private SchemaContext schemaContext;
 153     private DataSchemaContextTree dataSchemaContext;
 154
 155     private int currentTransactionBatch;
 156
 157     ShardDataTree(final Shard shard, final SchemaContext schemaContext, final DataTree dataTree,
 158             final ShardDataTreeChangeListenerPublisher treeChangeListenerPublisher,
 159             final String logContext,
 160             final ShardDataTreeMetadata<?>... metadata) {
 161         this.dataTree = requireNonNull(dataTree);
 162         updateSchemaContext(schemaContext);
 163
 164         this.shard = requireNonNull(shard);
 165         this.treeChangeListenerPublisher = requireNonNull(treeChangeListenerPublisher);
 166         this.logContext = requireNonNull(logContext);
 167         this.metadata = ImmutableList.copyOf(metadata);
 168         tip = dataTree;
 169     }
 170
 171     ShardDataTree(final Shard shard, final SchemaContext schemaContext, final TreeType treeType,
 172             final YangInstanceIdentifier root,
 173             final ShardDataTreeChangeListenerPublisher treeChangeListenerPublisher,
 174             final String logContext,
 175             final ShardDataTreeMetadata<?>... metadata) {
 176         this(shard, schemaContext, createDataTree(treeType, root), treeChangeListenerPublisher, logContext, metadata);
 177     }
 178
 179     private static DataTree createDataTree(final TreeType treeType, final YangInstanceIdentifier root) {
 180         final DataTreeConfiguration baseConfig = DataTreeConfiguration.getDefault(treeType);
 181         return new InMemoryDataTreeFactory().create(new DataTreeConfiguration.Builder(baseConfig.getTreeType())
 182                 .setMandatoryNodesValidation(baseConfig.isMandatoryNodesValidationEnabled())
 183                 .setUniqueIndexes(baseConfig.isUniqueIndexEnabled())
 184                 .setRootPath(root)
 185                 .build());
 186     }
 187
 188     @VisibleForTesting
 189     public ShardDataTree(final Shard shard, final SchemaContext schemaContext, final TreeType treeType) {
 190         this(shard, schemaContext, treeType, YangInstanceIdentifier.EMPTY,
 191                 new DefaultShardDataTreeChangeListenerPublisher(""), "");
 192     }
 193
 194     final String logContext() {
 195         return logContext;
 196     }
 197
 198     final long readTime() {
 199         return shard.ticker().read();
 200     }
 201
 202     public DataTree getDataTree() {
 203         return dataTree;
 204     }
 205
 206     SchemaContext getSchemaContext() {
 207         return schemaContext;
 208     }
 209
 210     void updateSchemaContext(final SchemaContext newSchemaContext) {
 211         dataTree.setSchemaContext(newSchemaContext);
 212         this.schemaContext = requireNonNull(newSchemaContext);
 213         this.dataSchemaContext = DataSchemaContextTree.from(newSchemaContext);
 214     }
 215
 216     void resetTransactionBatch() {
 217         currentTransactionBatch = 0;
 218     }
 219
 220     /**
 221      * Take a snapshot of current state for later recovery.
 222      *
 223      * @return A state snapshot
 224      */
 225     @NonNull ShardDataTreeSnapshot takeStateSnapshot() {
 226         final NormalizedNode<?, ?> rootNode = dataTree.takeSnapshot().readNode(YangInstanceIdentifier.EMPTY).get();
 227         final Builder<Class<? extends ShardDataTreeSnapshotMetadata<?>>, ShardDataTreeSnapshotMetadata<?>> metaBuilder =
 228                 ImmutableMap.builder();
 229
 230         for (ShardDataTreeMetadata<?> m : metadata) {
 231             final ShardDataTreeSnapshotMetadata<?> meta = m.toSnapshot();
 232             if (meta != null) {
 233                 metaBuilder.put(meta.getType(), meta);
 234             }
 235         }
 236
 237         return new MetadataShardDataTreeSnapshot(rootNode, metaBuilder.build());
 238     }
 239
 240     private boolean anyPendingTransactions() {
 241         return !pendingTransactions.isEmpty() || !pendingCommits.isEmpty() || !pendingFinishCommits.isEmpty();
 242     }
 243
 244     private void applySnapshot(final @NonNull ShardDataTreeSnapshot snapshot,
 245             final UnaryOperator<DataTreeModification> wrapper) throws DataValidationFailedException {
 246         final Stopwatch elapsed = Stopwatch.createStarted();
 247
 248         if (anyPendingTransactions()) {
 249             LOG.warn("{}: applying state snapshot with pending transactions", logContext);
 250         }
 251
 252         final Map<Class<? extends ShardDataTreeSnapshotMetadata<?>>, ShardDataTreeSnapshotMetadata<?>> snapshotMeta;
 253         if (snapshot instanceof MetadataShardDataTreeSnapshot) {
 254             snapshotMeta = ((MetadataShardDataTreeSnapshot) snapshot).getMetadata();
 255         } else {
 256             snapshotMeta = ImmutableMap.of();
 257         }
 258
 259         for (ShardDataTreeMetadata<?> m : metadata) {
 260             final ShardDataTreeSnapshotMetadata<?> s = snapshotMeta.get(m.getSupportedType());
 261             if (s != null) {
 262                 m.applySnapshot(s);
 263             } else {
 264                 m.reset();
 265             }
 266         }
 267
 268         final DataTreeModification mod = wrapper.apply(dataTree.takeSnapshot().newModification());
 269         // delete everything first
 270         mod.delete(YangInstanceIdentifier.EMPTY);
 271
 272         final Optional<NormalizedNode<?, ?>> maybeNode = snapshot.getRootNode();
 273         if (maybeNode.isPresent()) {
 274             // Add everything from the remote node back
 275             mod.write(YangInstanceIdentifier.EMPTY, maybeNode.get());
 276         }
 277         mod.ready();
 278
 279         final DataTreeModification unwrapped = unwrap(mod);
 280         dataTree.validate(unwrapped);
 281         DataTreeCandidateTip candidate = dataTree.prepare(unwrapped);
 282         dataTree.commit(candidate);
 283         notifyListeners(candidate);
 284
 285         LOG.debug("{}: state snapshot applied in {}", logContext, elapsed);
 286     }
 287
 288     /**
 289      * Apply a snapshot coming from the leader. This method assumes the leader and follower SchemaContexts match and
 290      * does not perform any pruning.
 291      *
 292      * @param snapshot Snapshot that needs to be applied
 293      * @throws DataValidationFailedException when the snapshot fails to apply
 294      */
 295     void applySnapshot(final @NonNull ShardDataTreeSnapshot snapshot) throws DataValidationFailedException {
 296         applySnapshot(snapshot, UnaryOperator.identity());
 297     }
 298
 299     private PruningDataTreeModification wrapWithPruning(final DataTreeModification delegate) {
 300         return new PruningDataTreeModification(delegate, dataTree, dataSchemaContext);
 301     }
 302
 303     private static DataTreeModification unwrap(final DataTreeModification modification) {
 304         if (modification instanceof PruningDataTreeModification) {
 305             return ((PruningDataTreeModification)modification).delegate();
 306         }
 307         return modification;
 308     }
 309
 310     /**
 311      * Apply a snapshot coming from recovery. This method does not assume the SchemaContexts match and performs data
 312      * pruning in an attempt to adjust the state to our current SchemaContext.
 313      *
 314      * @param snapshot Snapshot that needs to be applied
 315      * @throws DataValidationFailedException when the snapshot fails to apply
 316      */
 317     void applyRecoverySnapshot(final @NonNull ShardDataTreeSnapshot snapshot) throws DataValidationFailedException {
 318         applySnapshot(snapshot, this::wrapWithPruning);
 319     }
 320
 321     @SuppressWarnings("checkstyle:IllegalCatch")
 322     private void applyRecoveryCandidate(final DataTreeCandidate candidate) {
 323         final PruningDataTreeModification mod = wrapWithPruning(dataTree.takeSnapshot().newModification());
 324         DataTreeCandidates.applyToModification(mod, candidate);
 325         mod.ready();
 326
 327         final DataTreeModification unwrapped = mod.delegate();
 328         LOG.trace("{}: Applying recovery modification {}", logContext, unwrapped);
 329
 330         try {
 331             dataTree.validate(unwrapped);
 332             dataTree.commit(dataTree.prepare(unwrapped));
 333         } catch (Exception e) {
 334             File file = new File(System.getProperty("karaf.data", "."),
 335                     "failed-recovery-payload-" + logContext + ".out");
 336             DataTreeModificationOutput.toFile(file, unwrapped);
 337             throw new IllegalStateException(String.format(
 338                     "%s: Failed to apply recovery payload. Modification data was written to file %s",
 339                     logContext, file), e);
 340         }
 341     }
 342
 343     /**
 344      * Apply a payload coming from recovery. This method does not assume the SchemaContexts match and performs data
 345      * pruning in an attempt to adjust the state to our current SchemaContext.
 346      *
 347      * @param payload Payload
 348      * @throws IOException when the snapshot fails to deserialize
 349      * @throws DataValidationFailedException when the snapshot fails to apply
 350      */
 351     void applyRecoveryPayload(final @NonNull Payload payload) throws IOException {
 352         if (payload instanceof CommitTransactionPayload) {
 353             final Entry<TransactionIdentifier, DataTreeCandidate> e =
 354                     ((CommitTransactionPayload) payload).getCandidate();
 355             applyRecoveryCandidate(e.getValue());
 356             allMetadataCommittedTransaction(e.getKey());
 357         } else if (payload instanceof AbortTransactionPayload) {
 358             allMetadataAbortedTransaction(((AbortTransactionPayload) payload).getIdentifier());
 359         } else if (payload instanceof PurgeTransactionPayload) {
 360             allMetadataPurgedTransaction(((PurgeTransactionPayload) payload).getIdentifier());
 361         } else if (payload instanceof CreateLocalHistoryPayload) {
 362             allMetadataCreatedLocalHistory(((CreateLocalHistoryPayload) payload).getIdentifier());
 363         } else if (payload instanceof CloseLocalHistoryPayload) {
 364             allMetadataClosedLocalHistory(((CloseLocalHistoryPayload) payload).getIdentifier());
 365         } else if (payload instanceof PurgeLocalHistoryPayload) {
 366             allMetadataPurgedLocalHistory(((PurgeLocalHistoryPayload) payload).getIdentifier());
 367         } else {
 368             LOG.debug("{}: ignoring unhandled payload {}", logContext, payload);
 369         }
 370     }
 371
 372     private void applyReplicatedCandidate(final TransactionIdentifier identifier, final DataTreeCandidate foreign)
 373             throws DataValidationFailedException {
 374         LOG.debug("{}: Applying foreign transaction {}", logContext, identifier);
 375
 376         final DataTreeModification mod = dataTree.takeSnapshot().newModification();
 377         DataTreeCandidates.applyToModification(mod, foreign);
 378         mod.ready();
 379
 380         LOG.trace("{}: Applying foreign modification {}", logContext, mod);
 381         dataTree.validate(mod);
 382         final DataTreeCandidate candidate = dataTree.prepare(mod);
 383         dataTree.commit(candidate);
 384
 385         allMetadataCommittedTransaction(identifier);
 386         notifyListeners(candidate);
 387     }
 388
 389     /**
 390      * Apply a payload coming from the leader, which could actually be us. This method assumes the leader and follower
 391      * SchemaContexts match and does not perform any pruning.
 392      *
 393      * @param identifier Payload identifier as returned from RaftActor
 394      * @param payload Payload
 395      * @throws IOException when the snapshot fails to deserialize
 396      * @throws DataValidationFailedException when the snapshot fails to apply
 397      */
 398     void applyReplicatedPayload(final Identifier identifier, final Payload payload) throws IOException,
 399             DataValidationFailedException {
 400         /*
 401          * This is a bit more involved than it needs to be due to to the fact we do not want to be touching the payload
 402          * if we are the leader and it has originated with us.
 403          *
 404          * The identifier will only ever be non-null when we were the leader which achieved consensus. Unfortunately,
 405          * though, this may not be the case anymore, as we are being called some time afterwards and we may not be
 406          * acting in that capacity anymore.
 407          *
 408          * In any case, we know that this is an entry coming from replication, hence we can be sure we will not observe
 409          * pre-Boron state -- which limits the number of options here.
 410          */
 411         if (payload instanceof CommitTransactionPayload) {
 412             if (identifier == null) {
 413                 final Entry<TransactionIdentifier, DataTreeCandidate> e =
 414                         ((CommitTransactionPayload) payload).getCandidate();
 415                 applyReplicatedCandidate(e.getKey(), e.getValue());
 416             } else {
 417                 verify(identifier instanceof TransactionIdentifier);
 418                 payloadReplicationComplete((TransactionIdentifier) identifier);
 419             }
 420         } else if (payload instanceof AbortTransactionPayload) {
 421             if (identifier != null) {
 422                 payloadReplicationComplete((AbortTransactionPayload) payload);
 423             }
 424             allMetadataAbortedTransaction(((AbortTransactionPayload) payload).getIdentifier());
 425         } else if (payload instanceof PurgeTransactionPayload) {
 426             if (identifier != null) {
 427                 payloadReplicationComplete((PurgeTransactionPayload) payload);
 428             }
 429             allMetadataPurgedTransaction(((PurgeTransactionPayload) payload).getIdentifier());
 430         } else if (payload instanceof CloseLocalHistoryPayload) {
 431             if (identifier != null) {
 432                 payloadReplicationComplete((CloseLocalHistoryPayload) payload);
 433             }
 434             allMetadataClosedLocalHistory(((CloseLocalHistoryPayload) payload).getIdentifier());
 435         } else if (payload instanceof CreateLocalHistoryPayload) {
 436             if (identifier != null) {
 437                 payloadReplicationComplete((CreateLocalHistoryPayload)payload);
 438             }
 439             allMetadataCreatedLocalHistory(((CreateLocalHistoryPayload) payload).getIdentifier());
 440         } else if (payload instanceof PurgeLocalHistoryPayload) {
 441             if (identifier != null) {
 442                 payloadReplicationComplete((PurgeLocalHistoryPayload)payload);
 443             }
 444             allMetadataPurgedLocalHistory(((PurgeLocalHistoryPayload) payload).getIdentifier());
 445         } else {
 446             LOG.warn("{}: ignoring unhandled identifier {} payload {}", logContext, identifier, payload);
 447         }
 448     }
 449
 450     private void replicatePayload(final Identifier id, final Payload payload, final @Nullable Runnable callback) {
 451         if (callback != null) {
 452             replicationCallbacks.put(payload, callback);
 453         }
 454         shard.persistPayload(id, payload, true);
 455     }
 456
 457     private void payloadReplicationComplete(final AbstractIdentifiablePayload<?> payload) {
 458         final Runnable callback = replicationCallbacks.remove(payload);
 459         if (callback != null) {
 460             LOG.debug("{}: replication of {} completed, invoking {}", logContext, payload.getIdentifier(), callback);
 461             callback.run();
 462         } else {
 463             LOG.debug("{}: replication of {} has no callback", logContext, payload.getIdentifier());
 464         }
 465     }
 466
 467     private void payloadReplicationComplete(final TransactionIdentifier txId) {
 468         final CommitEntry current = pendingFinishCommits.peek();
 469         if (current == null) {
 470             LOG.warn("{}: No outstanding transactions, ignoring consensus on transaction {}", logContext, txId);
 471             allMetadataCommittedTransaction(txId);
 472             return;
 473         }
 474
 475         if (!current.cohort.getIdentifier().equals(txId)) {
 476             LOG.debug("{}: Head of pendingFinishCommits queue is {}, ignoring consensus on transaction {}", logContext,
 477                 current.cohort.getIdentifier(), txId);
 478             allMetadataCommittedTransaction(txId);
 479             return;
 480         }
 481
 482         finishCommit(current.cohort);
 483     }
 484
 485     private void allMetadataAbortedTransaction(final TransactionIdentifier txId) {
 486         for (ShardDataTreeMetadata<?> m : metadata) {
 487             m.onTransactionAborted(txId);
 488         }
 489     }
 490
 491     private void allMetadataCommittedTransaction(final TransactionIdentifier txId) {
 492         for (ShardDataTreeMetadata<?> m : metadata) {
 493             m.onTransactionCommitted(txId);
 494         }
 495     }
 496
 497     private void allMetadataPurgedTransaction(final TransactionIdentifier txId) {
 498         for (ShardDataTreeMetadata<?> m : metadata) {
 499             m.onTransactionPurged(txId);
 500         }
 501     }
 502
 503     private void allMetadataCreatedLocalHistory(final LocalHistoryIdentifier historyId) {
 504         for (ShardDataTreeMetadata<?> m : metadata) {
 505             m.onHistoryCreated(historyId);
 506         }
 507     }
 508
 509     private void allMetadataClosedLocalHistory(final LocalHistoryIdentifier historyId) {
 510         for (ShardDataTreeMetadata<?> m : metadata) {
 511             m.onHistoryClosed(historyId);
 512         }
 513     }
 514
 515     private void allMetadataPurgedLocalHistory(final LocalHistoryIdentifier historyId) {
 516         for (ShardDataTreeMetadata<?> m : metadata) {
 517             m.onHistoryPurged(historyId);
 518         }
 519     }
 520
 521     /**
 522      * Create a transaction chain for specified history. Unlike {@link #ensureTransactionChain(LocalHistoryIdentifier)},
 523      * this method is used for re-establishing state when we are taking over
 524      *
 525      * @param historyId Local history identifier
 526      * @param closed True if the chain should be created in closed state (i.e. pending purge)
 527      * @return Transaction chain handle
 528      */
 529     ShardDataTreeTransactionChain recreateTransactionChain(final LocalHistoryIdentifier historyId,
 530             final boolean closed) {
 531         final ShardDataTreeTransactionChain ret = new ShardDataTreeTransactionChain(historyId, this);
 532         final ShardDataTreeTransactionChain existing = transactionChains.putIfAbsent(historyId, ret);
 533         checkState(existing == null, "Attempted to recreate chain %s, but %s already exists", historyId, existing);
 534         return ret;
 535     }
 536
 537     ShardDataTreeTransactionChain ensureTransactionChain(final LocalHistoryIdentifier historyId,
 538             final @Nullable Runnable callback) {
 539         ShardDataTreeTransactionChain chain = transactionChains.get(historyId);
 540         if (chain == null) {
 541             chain = new ShardDataTreeTransactionChain(historyId, this);
 542             transactionChains.put(historyId, chain);
 543             replicatePayload(historyId, CreateLocalHistoryPayload.create(
 544                     historyId, shard.getDatastoreContext().getInitialPayloadSerializedBufferCapacity()), callback);
 545         } else if (callback != null) {
 546             callback.run();
 547         }
 548
 549         return chain;
 550     }
 551
 552     ReadOnlyShardDataTreeTransaction newReadOnlyTransaction(final TransactionIdentifier txId) {
 553         shard.getShardMBean().incrementReadOnlyTransactionCount();
 554
 555         if (txId.getHistoryId().getHistoryId() == 0) {
 556             return new ReadOnlyShardDataTreeTransaction(this, txId, dataTree.takeSnapshot());
 557         }
 558
 559         return ensureTransactionChain(txId.getHistoryId(), null).newReadOnlyTransaction(txId);
 560     }
 561
 562     ReadWriteShardDataTreeTransaction newReadWriteTransaction(final TransactionIdentifier txId) {
 563         shard.getShardMBean().incrementReadWriteTransactionCount();
 564
 565         if (txId.getHistoryId().getHistoryId() == 0) {
 566             return new ReadWriteShardDataTreeTransaction(ShardDataTree.this, txId, dataTree.takeSnapshot()
 567                     .newModification());
 568         }
 569
 570         return ensureTransactionChain(txId.getHistoryId(), null).newReadWriteTransaction(txId);
 571     }
 572
 573     @VisibleForTesting
 574     public void notifyListeners(final DataTreeCandidate candidate) {
 575         treeChangeListenerPublisher.publishChanges(candidate);
 576     }
 577
 578     /**
 579      * Immediately purge all state relevant to leader. This includes all transaction chains and any scheduled
 580      * replication callbacks.
 581      */
 582     void purgeLeaderState() {
 583         for (ShardDataTreeTransactionChain chain : transactionChains.values()) {
 584             chain.close();
 585         }
 586
 587         transactionChains.clear();
 588         replicationCallbacks.clear();
 589     }
 590
 591     /**
 592      * Close a single transaction chain.
 593      *
 594      * @param id History identifier
 595      * @param callback Callback to invoke upon completion, may be null
 596      */
 597     void closeTransactionChain(final LocalHistoryIdentifier id, final @Nullable Runnable callback) {
 598         if (commonCloseTransactionChain(id, callback)) {
 599             replicatePayload(id, CloseLocalHistoryPayload.create(id,
 600                 shard.getDatastoreContext().getInitialPayloadSerializedBufferCapacity()), callback);
 601         }
 602     }
 603
 604     /**
 605      * Close a single transaction chain which is received through ask-based protocol. It does not keep a commit record.
 606      *
 607      * @param id History identifier
 608      */
 609     void closeTransactionChain(final LocalHistoryIdentifier id) {
 610         commonCloseTransactionChain(id, null);
 611     }
 612
 613     private boolean commonCloseTransactionChain(final LocalHistoryIdentifier id, final @Nullable Runnable callback) {
 614         final ShardDataTreeTransactionChain chain = transactionChains.get(id);
 615         if (chain == null) {
 616             LOG.debug("{}: Closing non-existent transaction chain {}", logContext, id);
 617             if (callback != null) {
 618                 callback.run();
 619             }
 620             return false;
 621         }
 622
 623         chain.close();
 624         return true;
 625     }
 626
 627     /**
 628      * Purge a single transaction chain.
 629      *
 630      * @param id History identifier
 631      * @param callback Callback to invoke upon completion, may be null
 632      */
 633     void purgeTransactionChain(final LocalHistoryIdentifier id, final @Nullable Runnable callback) {
 634         final ShardDataTreeTransactionChain chain = transactionChains.remove(id);
 635         if (chain == null) {
 636             LOG.debug("{}: Purging non-existent transaction chain {}", logContext, id);
 637             if (callback != null) {
 638                 callback.run();
 639             }
 640             return;
 641         }
 642
 643         replicatePayload(id, PurgeLocalHistoryPayload.create(
 644                 id, shard.getDatastoreContext().getInitialPayloadSerializedBufferCapacity()), callback);
 645     }
 646
 647     Optional<DataTreeCandidate> readCurrentData() {
 648         return dataTree.takeSnapshot().readNode(YangInstanceIdentifier.EMPTY)
 649                 .map(state -> DataTreeCandidates.fromNormalizedNode(YangInstanceIdentifier.EMPTY, state));
 650     }
 651
 652     public void registerTreeChangeListener(final YangInstanceIdentifier path, final DOMDataTreeChangeListener listener,
 653             final Optional<DataTreeCandidate> initialState,
 654             final Consumer<ListenerRegistration<DOMDataTreeChangeListener>> onRegistration) {
 655         treeChangeListenerPublisher.registerTreeChangeListener(path, listener, initialState, onRegistration);
 656     }
 657
 658     int getQueueSize() {
 659         return pendingTransactions.size() + pendingCommits.size() + pendingFinishCommits.size();
 660     }
 661
 662     @Override
 663     void abortTransaction(final AbstractShardDataTreeTransaction<?> transaction, final Runnable callback) {
 664         final TransactionIdentifier id = transaction.getIdentifier();
 665         LOG.debug("{}: aborting transaction {}", logContext, id);
 666         replicatePayload(id, AbortTransactionPayload.create(
 667                 id, shard.getDatastoreContext().getInitialPayloadSerializedBufferCapacity()), callback);
 668     }
 669
 670     @Override
 671     void abortFromTransactionActor(final AbstractShardDataTreeTransaction<?> transaction) {
 672         // No-op for free-standing transactions
 673
 674     }
 675
 676     @Override
 677     ShardDataTreeCohort finishTransaction(final ReadWriteShardDataTreeTransaction transaction,
 678             final Optional<SortedSet<String>> participatingShardNames) {
 679         final DataTreeModification snapshot = transaction.getSnapshot();
 680         final TransactionIdentifier id = transaction.getIdentifier();
 681         LOG.debug("{}: readying transaction {}", logContext, id);
 682         snapshot.ready();
 683         LOG.debug("{}: transaction {} ready", logContext, id);
 684
 685         return createReadyCohort(transaction.getIdentifier(), snapshot, participatingShardNames);
 686     }
 687
 688     void purgeTransaction(final TransactionIdentifier id, final Runnable callback) {
 689         LOG.debug("{}: purging transaction {}", logContext, id);
 690         replicatePayload(id, PurgeTransactionPayload.create(
 691                 id, shard.getDatastoreContext().getInitialPayloadSerializedBufferCapacity()), callback);
 692     }
 693
 694     public Optional<NormalizedNode<?, ?>> readNode(final YangInstanceIdentifier path) {
 695         return dataTree.takeSnapshot().readNode(path);
 696     }
 697
 698     DataTreeSnapshot takeSnapshot() {
 699         return dataTree.takeSnapshot();
 700     }
 701
 702     @VisibleForTesting
 703     public DataTreeModification newModification() {
 704         return dataTree.takeSnapshot().newModification();
 705     }
 706
 707     public Collection<ShardDataTreeCohort> getAndClearPendingTransactions() {
 708         Collection<ShardDataTreeCohort> ret = new ArrayList<>(getQueueSize());
 709
 710         for (CommitEntry entry: pendingFinishCommits) {
 711             ret.add(entry.cohort);
 712         }
 713
 714         for (CommitEntry entry: pendingCommits) {
 715             ret.add(entry.cohort);
 716         }
 717
 718         for (CommitEntry entry: pendingTransactions) {
 719             ret.add(entry.cohort);
 720         }
 721
 722         pendingFinishCommits.clear();
 723         pendingCommits.clear();
 724         pendingTransactions.clear();
 725         tip = dataTree;
 726         return ret;
 727     }
 728
 729     /**
 730      * Called some time after {@link #processNextPendingTransaction()} decides to stop processing.
 731      */
 732     void resumeNextPendingTransaction() {
 733         LOG.debug("{}: attempting to resume transaction processing", logContext);
 734         processNextPending();
 735     }
 736
 737     @SuppressWarnings("checkstyle:IllegalCatch")
 738     private void processNextPendingTransaction() {
 739         ++currentTransactionBatch;
 740         if (currentTransactionBatch > MAX_TRANSACTION_BATCH) {
 741             LOG.debug("{}: Already processed {}, scheduling continuation", logContext, currentTransactionBatch);
 742             shard.scheduleNextPendingTransaction();
 743             return;
 744         }
 745
 746         processNextPending(pendingTransactions, State.CAN_COMMIT_PENDING, entry -> {
 747             final SimpleShardDataTreeCohort cohort = entry.cohort;
 748             final DataTreeModification modification = cohort.getDataTreeModification();
 749
 750             LOG.debug("{}: Validating transaction {}", logContext, cohort.getIdentifier());
 751             Exception cause;
 752             try {
 753                 tip.validate(modification);
 754                 LOG.debug("{}: Transaction {} validated", logContext, cohort.getIdentifier());
 755                 cohort.successfulCanCommit();
 756                 entry.lastAccess = readTime();
 757                 return;
 758             } catch (ConflictingModificationAppliedException e) {
 759                 LOG.warn("{}: Store Tx {}: Conflicting modification for path {}.", logContext, cohort.getIdentifier(),
 760                     e.getPath());
 761                 cause = new OptimisticLockFailedException("Optimistic lock failed for path " + e.getPath(), e);
 762             } catch (DataValidationFailedException e) {
 763                 LOG.warn("{}: Store Tx {}: Data validation failed for path {}.", logContext, cohort.getIdentifier(),
 764                     e.getPath(), e);
 765
 766                 // For debugging purposes, allow dumping of the modification. Coupled with the above
 767                 // precondition log, it should allow us to understand what went on.
 768                 LOG.debug("{}: Store Tx {}: modifications: {}", logContext, cohort.getIdentifier(), modification);
 769                 LOG.trace("{}: Current tree: {}", logContext, dataTree);
 770                 cause = new TransactionCommitFailedException("Data did not pass validation for path " + e.getPath(), e);
 771             } catch (Exception e) {
 772                 LOG.warn("{}: Unexpected failure in validation phase", logContext, e);
 773                 cause = e;
 774             }
 775
 776             // Failure path: propagate the failure, remove the transaction from the queue and loop to the next one
 777             pendingTransactions.poll().cohort.failedCanCommit(cause);
 778         });
 779     }
 780
 781     private void processNextPending() {
 782         processNextPendingCommit();
 783         processNextPendingTransaction();
 784     }
 785
 786     private void processNextPending(final Queue<CommitEntry> queue, final State allowedState,
 787             final Consumer<CommitEntry> processor) {
 788         while (!queue.isEmpty()) {
 789             final CommitEntry entry = queue.peek();
 790             final SimpleShardDataTreeCohort cohort = entry.cohort;
 791
 792             if (cohort.isFailed()) {
 793                 LOG.debug("{}: Removing failed transaction {}", logContext, cohort.getIdentifier());
 794                 queue.remove();
 795                 continue;
 796             }
 797
 798             if (cohort.getState() == allowedState) {
 799                 processor.accept(entry);
 800             }
 801
 802             break;
 803         }
 804
 805         maybeRunOperationOnPendingTransactionsComplete();
 806     }
 807
 808     private void processNextPendingCommit() {
 809         processNextPending(pendingCommits, State.COMMIT_PENDING,
 810             entry -> startCommit(entry.cohort, entry.cohort.getCandidate()));
 811     }
 812
 813     private boolean peekNextPendingCommit() {
 814         final CommitEntry first = pendingCommits.peek();
 815         return first != null && first.cohort.getState() == State.COMMIT_PENDING;
 816     }
 817
 818     void startCanCommit(final SimpleShardDataTreeCohort cohort) {
 819         final CommitEntry head = pendingTransactions.peek();
 820         if (head == null) {
 821             LOG.warn("{}: No transactions enqueued while attempting to start canCommit on {}", logContext, cohort);
 822             return;
 823         }
 824         if (!cohort.equals(head.cohort)) {
 825             // The tx isn't at the head of the queue so we can't start canCommit at this point. Here we check if this
 826             // tx should be moved ahead of other tx's in the READY state in the pendingTransactions queue. If this tx
 827             // has other participating shards, it could deadlock with other tx's accessing the same shards
 828             // depending on the order the tx's are readied on each shard
 829             // (see https://jira.opendaylight.org/browse/CONTROLLER-1836). Therefore, if the preceding participating
 830             // shard names for a preceding pending tx, call it A, in the queue matches that of this tx, then this tx
 831             // is allowed to be moved ahead of tx A in the queue so it is processed first to avoid potential deadlock
 832             // if tx A is behind this tx in the pendingTransactions queue for a preceding shard. In other words, since
 833             // canCommmit for this tx was requested before tx A, honor that request. If this tx is moved to the head of
 834             // the queue as a result, then proceed with canCommit.
 835
 836             Collection<String> precedingShardNames = extractPrecedingShardNames(cohort.getParticipatingShardNames());
 837             if (precedingShardNames.isEmpty()) {
 838                 LOG.debug("{}: Tx {} is scheduled for canCommit step", logContext, cohort.getIdentifier());
 839                 return;
 840             }
 841
 842             LOG.debug("{}: Evaluating tx {} for canCommit -  preceding participating shard names {}",
 843                     logContext, cohort.getIdentifier(), precedingShardNames);
 844             final Iterator<CommitEntry> iter = pendingTransactions.iterator();
 845             int index = -1;
 846             int moveToIndex = -1;
 847             while (iter.hasNext()) {
 848                 final CommitEntry entry = iter.next();
 849                 ++index;
 850
 851                 if (cohort.equals(entry.cohort)) {
 852                     if (moveToIndex < 0) {
 853                         LOG.debug("{}: Not moving tx {} - cannot proceed with canCommit",
 854                                 logContext, cohort.getIdentifier());
 855                         return;
 856                     }
 857
 858                     LOG.debug("{}: Moving {} to index {} in the pendingTransactions queue",
 859                             logContext, cohort.getIdentifier(), moveToIndex);
 860                     iter.remove();
 861                     insertEntry(pendingTransactions, entry, moveToIndex);
 862
 863                     if (!cohort.equals(pendingTransactions.peek().cohort)) {
 864                         LOG.debug("{}: Tx {} is not at the head of the queue - cannot proceed with canCommit",
 865                                 logContext, cohort.getIdentifier());
 866                         return;
 867                     }
 868
 869                     LOG.debug("{}: Tx {} is now at the head of the queue - proceeding with canCommit",
 870                             logContext, cohort.getIdentifier());
 871                     break;
 872                 }
 873
 874                 if (entry.cohort.getState() != State.READY) {
 875                     LOG.debug("{}: Skipping pending transaction {} in state {}",
 876                             logContext, entry.cohort.getIdentifier(), entry.cohort.getState());
 877                     continue;
 878                 }
 879
 880                 final Collection<String> pendingPrecedingShardNames = extractPrecedingShardNames(
 881                         entry.cohort.getParticipatingShardNames());
 882
 883                 if (precedingShardNames.equals(pendingPrecedingShardNames)) {
 884                     if (moveToIndex < 0) {
 885                         LOG.debug("{}: Preceding shard names {} for pending tx {} match - saving moveToIndex {}",
 886                                 logContext, pendingPrecedingShardNames, entry.cohort.getIdentifier(), index);
 887                         moveToIndex = index;
 888                     } else {
 889                         LOG.debug(
 890                             "{}: Preceding shard names {} for pending tx {} match but moveToIndex already set to {}",
 891                             logContext, pendingPrecedingShardNames, entry.cohort.getIdentifier(), moveToIndex);
 892                     }
 893                 } else {
 894                     LOG.debug("{}: Preceding shard names {} for pending tx {} differ - skipping",
 895                         logContext, pendingPrecedingShardNames, entry.cohort.getIdentifier());
 896                 }
 897             }
 898         }
 899
 900         processNextPendingTransaction();
 901     }
 902
 903     private static void insertEntry(final Deque<CommitEntry> queue, final CommitEntry entry, final int atIndex) {
 904         if (atIndex == 0) {
 905             queue.addFirst(entry);
 906             return;
 907         }
 908
 909         LOG.trace("Inserting into Deque at index {}", atIndex);
 910
 911         Deque<CommitEntry> tempStack = new ArrayDeque<>(atIndex);
 912         for (int i = 0; i < atIndex; i++) {
 913             tempStack.push(queue.poll());
 914         }
 915
 916         queue.addFirst(entry);
 917
 918         tempStack.forEach(queue::addFirst);
 919     }
 920
 921     private Collection<String> extractPrecedingShardNames(final Optional<SortedSet<String>> participatingShardNames) {
 922         return participatingShardNames.map((Function<SortedSet<String>, Collection<String>>)
 923             set -> set.headSet(shard.getShardName())).orElse(Collections.<String>emptyList());
 924     }
 925
 926     private void failPreCommit(final Throwable cause) {
 927         shard.getShardMBean().incrementFailedTransactionsCount();
 928         pendingTransactions.poll().cohort.failedPreCommit(cause);
 929         processNextPendingTransaction();
 930     }
 931
 932     @SuppressWarnings("checkstyle:IllegalCatch")
 933     void startPreCommit(final SimpleShardDataTreeCohort cohort) {
 934         final CommitEntry entry = pendingTransactions.peek();
 935         checkState(entry != null, "Attempted to pre-commit of %s when no transactions pending", cohort);
 936
 937         final SimpleShardDataTreeCohort current = entry.cohort;
 938         verify(cohort.equals(current), "Attempted to pre-commit %s while %s is pending", cohort, current);
 939
 940         final TransactionIdentifier currentId = current.getIdentifier();
 941         LOG.debug("{}: Preparing transaction {}", logContext, currentId);
 942
 943         final DataTreeCandidateTip candidate;
 944         try {
 945             candidate = tip.prepare(cohort.getDataTreeModification());
 946             LOG.debug("{}: Transaction {} candidate ready", logContext, currentId);
 947         } catch (RuntimeException e) {
 948             failPreCommit(e);
 949             return;
 950         }
 951
 952         cohort.userPreCommit(candidate, new FutureCallback<Void>() {
 953             @Override
 954             public void onSuccess(final Void noop) {
 955                 // Set the tip of the data tree.
 956                 tip = verifyNotNull(candidate);
 957
 958                 entry.lastAccess = readTime();
 959
 960                 pendingTransactions.remove();
 961                 pendingCommits.add(entry);
 962
 963                 LOG.debug("{}: Transaction {} prepared", logContext, currentId);
 964
 965                 cohort.successfulPreCommit(candidate);
 966
 967                 processNextPendingTransaction();
 968             }
 969
 970             @Override
 971             public void onFailure(final Throwable failure) {
 972                 failPreCommit(failure);
 973             }
 974         });
 975     }
 976
 977     private void failCommit(final Exception cause) {
 978         shard.getShardMBean().incrementFailedTransactionsCount();
 979         pendingFinishCommits.poll().cohort.failedCommit(cause);
 980         processNextPending();
 981     }
 982
 983     @SuppressWarnings("checkstyle:IllegalCatch")
 984     private void finishCommit(final SimpleShardDataTreeCohort cohort) {
 985         final TransactionIdentifier txId = cohort.getIdentifier();
 986         final DataTreeCandidate candidate = cohort.getCandidate();
 987
 988         LOG.debug("{}: Resuming commit of transaction {}", logContext, txId);
 989
 990         if (tip == candidate) {
 991             // All pending candidates have been committed, reset the tip to the data tree.
 992             tip = dataTree;
 993         }
 994
 995         try {
 996             dataTree.commit(candidate);
 997         } catch (Exception e) {
 998             LOG.error("{}: Failed to commit transaction {}", logContext, txId, e);
 999             failCommit(e);
1000             return;
1001         }
1002
1003         allMetadataCommittedTransaction(txId);
1004         shard.getShardMBean().incrementCommittedTransactionCount();
1005         shard.getShardMBean().setLastCommittedTransactionTime(System.currentTimeMillis());
1006
1007         // FIXME: propagate journal index
1008         pendingFinishCommits.poll().cohort.successfulCommit(UnsignedLong.ZERO, () -> {
1009             LOG.trace("{}: Transaction {} committed, proceeding to notify", logContext, txId);
1010             notifyListeners(candidate);
1011
1012             processNextPending();
1013         });
1014     }
1015
1016     void startCommit(final SimpleShardDataTreeCohort cohort, final DataTreeCandidate candidate) {
1017         final CommitEntry entry = pendingCommits.peek();
1018         checkState(entry != null, "Attempted to start commit of %s when no transactions pending", cohort);
1019
1020         final SimpleShardDataTreeCohort current = entry.cohort;
1021         if (!cohort.equals(current)) {
1022             LOG.debug("{}: Transaction {} scheduled for commit step", logContext, cohort.getIdentifier());
1023             return;
1024         }
1025
1026         LOG.debug("{}: Starting commit for transaction {}", logContext, current.getIdentifier());
1027
1028         final TransactionIdentifier txId = cohort.getIdentifier();
1029         final Payload payload;
1030         try {
1031             payload = CommitTransactionPayload.create(txId, candidate,
1032                     shard.getDatastoreContext().getInitialPayloadSerializedBufferCapacity());
1033         } catch (IOException e) {
1034             LOG.error("{}: Failed to encode transaction {} candidate {}", logContext, txId, candidate, e);
1035             pendingCommits.poll().cohort.failedCommit(e);
1036             processNextPending();
1037             return;
1038         }
1039
1040         // We process next transactions pending canCommit before we call persistPayload to possibly progress subsequent
1041         // transactions to the COMMIT_PENDING state so the payloads can be batched for replication. This is done for
1042         // single-shard transactions that immediately transition from canCommit to preCommit to commit. Note that
1043         // if the next pending transaction is progressed to COMMIT_PENDING and this method (startCommit) is called,
1044         // the next transaction will not attempt to replicate b/c the current transaction is still at the head of the
1045         // pendingCommits queue.
1046         processNextPendingTransaction();
1047
1048         // After processing next pending transactions, we can now remove the current transaction from pendingCommits.
1049         // Note this must be done before the call to peekNextPendingCommit below so we check the next transaction
1050         // in order to properly determine the batchHint flag for the call to persistPayload.
1051         pendingCommits.remove();
1052         pendingFinishCommits.add(entry);
1053
1054         // See if the next transaction is pending commit (ie in the COMMIT_PENDING state) so it can be batched with
1055         // this transaction for replication.
1056         boolean replicationBatchHint = peekNextPendingCommit();
1057
1058         // Once completed, we will continue via payloadReplicationComplete
1059         shard.persistPayload(txId, payload, replicationBatchHint);
1060
1061         entry.lastAccess = shard.ticker().read();
1062
1063         LOG.debug("{}: Transaction {} submitted to persistence", logContext, txId);
1064
1065         // Process the next transaction pending commit, if any. If there is one it will be batched with this
1066         // transaction for replication.
1067         processNextPendingCommit();
1068     }
1069
1070     Collection<ActorRef> getCohortActors() {
1071         return cohortRegistry.getCohortActors();
1072     }
1073
1074     void processCohortRegistryCommand(final ActorRef sender, final CohortRegistryCommand message) {
1075         cohortRegistry.process(sender, message);
1076     }
1077
1078     @Override
1079     ShardDataTreeCohort createFailedCohort(final TransactionIdentifier txId, final DataTreeModification mod,
1080             final Exception failure) {
1081         final SimpleShardDataTreeCohort cohort = new SimpleShardDataTreeCohort(this, mod, txId, failure);
1082         pendingTransactions.add(new CommitEntry(cohort, readTime()));
1083         return cohort;
1084     }
1085
1086     @Override
1087     ShardDataTreeCohort createReadyCohort(final TransactionIdentifier txId, final DataTreeModification mod,
1088             final Optional<SortedSet<String>> participatingShardNames) {
1089         SimpleShardDataTreeCohort cohort = new SimpleShardDataTreeCohort(this, mod, txId,
1090                 cohortRegistry.createCohort(schemaContext, txId, shard::executeInSelf,
1091                         COMMIT_STEP_TIMEOUT), participatingShardNames);
1092         pendingTransactions.add(new CommitEntry(cohort, readTime()));
1093         return cohort;
1094     }
1095
1096     // Exposed for ShardCommitCoordinator so it does not have deal with local histories (it does not care), this mimics
1097     // the newReadWriteTransaction()
1098     ShardDataTreeCohort newReadyCohort(final TransactionIdentifier txId, final DataTreeModification mod,
1099             final Optional<SortedSet<String>> participatingShardNames) {
1100         if (txId.getHistoryId().getHistoryId() == 0) {
1101             return createReadyCohort(txId, mod, participatingShardNames);
1102         }
1103
1104         return ensureTransactionChain(txId.getHistoryId(), null).createReadyCohort(txId, mod, participatingShardNames);
1105     }
1106
1107     @SuppressFBWarnings(value = "DB_DUPLICATE_SWITCH_CLAUSES", justification = "See inline comments below.")
1108     void checkForExpiredTransactions(final long transactionCommitTimeoutMillis,
1109             final Function<SimpleShardDataTreeCohort, OptionalLong> accessTimeUpdater) {
1110         final long timeout = TimeUnit.MILLISECONDS.toNanos(transactionCommitTimeoutMillis);
1111         final long now = readTime();
1112
1113         final Queue<CommitEntry> currentQueue = !pendingFinishCommits.isEmpty() ? pendingFinishCommits :
1114             !pendingCommits.isEmpty() ? pendingCommits : pendingTransactions;
1115         final CommitEntry currentTx = currentQueue.peek();
1116         if (currentTx == null) {
1117             // Empty queue, no-op
1118             return;
1119         }
1120
1121         long delta = now - currentTx.lastAccess;
1122         if (delta < timeout) {
1123             // Not expired yet, bail
1124             return;
1125         }
1126
1127         final OptionalLong updateOpt = accessTimeUpdater.apply(currentTx.cohort);
1128         if (updateOpt.isPresent()) {
1129             final long newAccess =  updateOpt.getAsLong();
1130             final long newDelta = now - newAccess;
1131             if (newDelta < delta) {
1132                 LOG.debug("{}: Updated current transaction {} access time", logContext,
1133                     currentTx.cohort.getIdentifier());
1134                 currentTx.lastAccess = newAccess;
1135                 delta = newDelta;
1136             }
1137
1138             if (delta < timeout) {
1139                 // Not expired yet, bail
1140                 return;
1141             }
1142         }
1143
1144         final long deltaMillis = TimeUnit.NANOSECONDS.toMillis(delta);
1145         final State state = currentTx.cohort.getState();
1146
1147         LOG.warn("{}: Current transaction {} has timed out after {} ms in state {}", logContext,
1148             currentTx.cohort.getIdentifier(), deltaMillis, state);
1149         boolean processNext = true;
1150         final TimeoutException cohortFailure = new TimeoutException("Backend timeout in state " + state + " after "
1151                 + deltaMillis + "ms");
1152
1153         switch (state) {
1154             case CAN_COMMIT_PENDING:
1155                 currentQueue.remove().cohort.failedCanCommit(cohortFailure);
1156                 break;
1157             case CAN_COMMIT_COMPLETE:
1158                 // The suppression of the FindBugs "DB_DUPLICATE_SWITCH_CLAUSES" warning pertains to this clause
1159                 // whose code is duplicated with PRE_COMMIT_COMPLETE. The clauses aren't combined in case the code
1160                 // in PRE_COMMIT_COMPLETE is changed.
1161                 currentQueue.remove().cohort.reportFailure(cohortFailure);
1162                 break;
1163             case PRE_COMMIT_PENDING:
1164                 currentQueue.remove().cohort.failedPreCommit(cohortFailure);
1165                 break;
1166             case PRE_COMMIT_COMPLETE:
1167                 // FIXME: this is a legacy behavior problem. Three-phase commit protocol specifies that after we
1168                 //        are ready we should commit the transaction, not abort it. Our current software stack does
1169                 //        not allow us to do that consistently, because we persist at the time of commit, hence
1170                 //        we can end up in a state where we have pre-committed a transaction, then a leader failover
1171                 //        occurred ... the new leader does not see the pre-committed transaction and does not have
1172                 //        a running timer. To fix this we really need two persistence events.
1173                 //
1174                 //        The first one, done at pre-commit time will hold the transaction payload. When consensus
1175                 //        is reached, we exit the pre-commit phase and start the pre-commit timer. Followers do not
1176                 //        apply the state in this event.
1177                 //
1178                 //        The second one, done at commit (or abort) time holds only the transaction identifier and
1179                 //        signals to followers that the state should (or should not) be applied.
1180                 //
1181                 //        In order to make the pre-commit timer working across failovers, though, we need
1182                 //        a per-shard cluster-wide monotonic time, so a follower becoming the leader can accurately
1183                 //        restart the timer.
1184                 currentQueue.remove().cohort.reportFailure(cohortFailure);
1185                 break;
1186             case COMMIT_PENDING:
1187                 LOG.warn("{}: Transaction {} is still committing, cannot abort", logContext,
1188                     currentTx.cohort.getIdentifier());
1189                 currentTx.lastAccess = now;
1190                 processNext = false;
1191                 return;
1192             case READY:
1193                 currentQueue.remove().cohort.reportFailure(cohortFailure);
1194                 break;
1195             case ABORTED:
1196             case COMMITTED:
1197             case FAILED:
1198             default:
1199                 currentQueue.remove();
1200         }
1201
1202         if (processNext) {
1203             processNextPending();
1204         }
1205     }
1206
1207     boolean startAbort(final SimpleShardDataTreeCohort cohort) {
1208         final Iterator<CommitEntry> it = Iterables.concat(pendingFinishCommits, pendingCommits,
1209                 pendingTransactions).iterator();
1210         if (!it.hasNext()) {
1211             LOG.debug("{}: no open transaction while attempting to abort {}", logContext, cohort.getIdentifier());
1212             return true;
1213         }
1214
1215         // First entry is special, as it may already be committing
1216         final CommitEntry first = it.next();
1217         if (cohort.equals(first.cohort)) {
1218             if (cohort.getState() != State.COMMIT_PENDING) {
1219                 LOG.debug("{}: aborting head of queue {} in state {}", logContext, cohort.getIdentifier(),
1220                     cohort.getIdentifier());
1221
1222                 it.remove();
1223                 if (cohort.getCandidate() != null) {
1224                     rebaseTransactions(it, dataTree);
1225                 }
1226
1227                 processNextPending();
1228                 return true;
1229             }
1230
1231             LOG.warn("{}: transaction {} is committing, skipping abort", logContext, cohort.getIdentifier());
1232             return false;
1233         }
1234
1235         DataTreeTip newTip = MoreObjects.firstNonNull(first.cohort.getCandidate(), dataTree);
1236         while (it.hasNext()) {
1237             final CommitEntry e = it.next();
1238             if (cohort.equals(e.cohort)) {
1239                 LOG.debug("{}: aborting queued transaction {}", logContext, cohort.getIdentifier());
1240
1241                 it.remove();
1242                 if (cohort.getCandidate() != null) {
1243                     rebaseTransactions(it, newTip);
1244                 }
1245
1246                 return true;
1247             } else {
1248                 newTip = MoreObjects.firstNonNull(e.cohort.getCandidate(), newTip);
1249             }
1250         }
1251
1252         LOG.debug("{}: aborted transaction {} not found in the queue", logContext, cohort.getIdentifier());
1253         return true;
1254     }
1255
1256     @SuppressWarnings("checkstyle:IllegalCatch")
1257     private void rebaseTransactions(final Iterator<CommitEntry> iter, final @NonNull DataTreeTip newTip) {
1258         tip = requireNonNull(newTip);
1259         while (iter.hasNext()) {
1260             final SimpleShardDataTreeCohort cohort = iter.next().cohort;
1261             if (cohort.getState() == State.CAN_COMMIT_COMPLETE) {
1262                 LOG.debug("{}: Revalidating queued transaction {}", logContext, cohort.getIdentifier());
1263
1264                 try {
1265                     tip.validate(cohort.getDataTreeModification());
1266                 } catch (DataValidationFailedException | RuntimeException e) {
1267                     LOG.debug("{}: Failed to revalidate queued transaction {}", logContext, cohort.getIdentifier(), e);
1268                     cohort.reportFailure(e);
1269                 }
1270             } else if (cohort.getState() == State.PRE_COMMIT_COMPLETE) {
1271                 LOG.debug("{}: Repreparing queued transaction {}", logContext, cohort.getIdentifier());
1272
1273                 try {
1274                     tip.validate(cohort.getDataTreeModification());
1275                     DataTreeCandidateTip candidate = tip.prepare(cohort.getDataTreeModification());
1276
1277                     cohort.setNewCandidate(candidate);
1278                     tip = candidate;
1279                 } catch (RuntimeException | DataValidationFailedException e) {
1280                     LOG.debug("{}: Failed to reprepare queued transaction {}", logContext, cohort.getIdentifier(), e);
1281                     cohort.reportFailure(e);
1282                 }
1283             }
1284         }
1285     }
1286
1287     void setRunOnPendingTransactionsComplete(final Runnable operation) {
1288         runOnPendingTransactionsComplete = operation;
1289         maybeRunOperationOnPendingTransactionsComplete();
1290     }
1291
1292     private void maybeRunOperationOnPendingTransactionsComplete() {
1293         if (runOnPendingTransactionsComplete != null && !anyPendingTransactions()) {
1294             LOG.debug("{}: Pending transactions complete - running operation {}", logContext,
1295                     runOnPendingTransactionsComplete);
1296
1297             runOnPendingTransactionsComplete.run();
1298             runOnPendingTransactionsComplete = null;
1299         }
1300     }
1301
1302     ShardStats getStats() {
1303         return shard.getShardMBean();
1304     }
1305
1306     Iterator<SimpleShardDataTreeCohort> cohortIterator() {
1307         return Iterables.transform(Iterables.concat(pendingFinishCommits, pendingCommits, pendingTransactions),
1308             e -> e.cohort).iterator();
1309     }
1310
1311     void removeTransactionChain(final LocalHistoryIdentifier id) {
1312         if (transactionChains.remove(id) != null) {
1313             LOG.debug("{}: Removed transaction chain {}", logContext, id);
1314         }
1315     }
1316 }