~bzr-pqm/bzr/bzr.dev

« back to all changes in this revision

Viewing changes to bzrlib/index.py

MergeĀ knitsĀ branch.

Show diffs side-by-side

added added

removed removed

Lines of Context:
 
1
# Copyright (C) 2007 Canonical Ltd
 
2
#
 
3
# This program is free software; you can redistribute it and/or modify
 
4
# it under the terms of the GNU General Public License as published by
 
5
# the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
 
6
# (at your option) any later version.
 
7
#
 
8
# This program is distributed in the hope that it will be useful,
 
9
# but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
 
10
# MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
 
11
# GNU General Public License for more details.
 
12
#
 
13
# You should have received a copy of the GNU General Public License
 
14
# along with this program; if not, write to the Free Software
 
15
# Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA  02111-1307  USA
 
16
 
 
17
"""Indexing facilities."""
 
18
 
 
19
__all__ = [
 
20
    'CombinedGraphIndex',
 
21
    'GraphIndex',
 
22
    'GraphIndexBuilder',
 
23
    'InMemoryGraphIndex',
 
24
    ]
 
25
 
 
26
from cStringIO import StringIO
 
27
import re
 
28
 
 
29
from bzrlib import errors
 
30
 
 
31
_OPTION_NODE_REFS = "node_ref_lists="
 
32
_SIGNATURE = "Bazaar Graph Index 1\n"
 
33
 
 
34
 
 
35
_whitespace_re = re.compile('[\t\n\x0b\x0c\r\x00 ]')
 
36
_newline_null_re = re.compile('[\n\0]')
 
37
 
 
38
 
 
39
class GraphIndexBuilder(object):
 
40
    """A builder that can build a GraphIndex.
 
41
    
 
42
    The resulting graph has the structure:
 
43
    
 
44
    _SIGNATURE OPTIONS NODES NEWLINE
 
45
    _SIGNATURE     := 'Bazaar Graph Index 1' NEWLINE
 
46
    OPTIONS        := 'node_ref_lists=' DIGITS NEWLINE
 
47
    NODES          := NODE*
 
48
    NODE           := KEY NULL ABSENT? NULL REFERENCES NULL VALUE NEWLINE
 
49
    KEY            := Not-whitespace-utf8
 
50
    ABSENT         := 'a'
 
51
    REFERENCES     := REFERENCE_LIST (TAB REFERENCE_LIST){node_ref_lists - 1}
 
52
    REFERENCE_LIST := (REFERENCE (CR REFERENCE)*)?
 
53
    REFERENCE      := DIGITS  ; digits is the byte offset in the index of the
 
54
                              ; referenced key.
 
55
    VALUE          := no-newline-no-null-bytes
 
56
    """
 
57
 
 
58
    def __init__(self, reference_lists=0):
 
59
        """Create a GraphIndex builder.
 
60
 
 
61
        :param reference_lists: The number of node references lists for each
 
62
            entry.
 
63
        """
 
64
        self.reference_lists = reference_lists
 
65
        self._nodes = {}
 
66
 
 
67
    def add_node(self, key, value, references=()):
 
68
        """Add a node to the index.
 
69
 
 
70
        :param key: The key. keys must be whitespace-free utf8.
 
71
        :param references: An iterable of iterables of keys. Each is a
 
72
            reference to another key.
 
73
        :param value: The value to associate with the key. It may be any
 
74
            bytes as long as it does not contain \0 or \n.
 
75
        """
 
76
        if not key or _whitespace_re.search(key) is not None:
 
77
            raise errors.BadIndexKey(key)
 
78
        if _newline_null_re.search(value) is not None:
 
79
            raise errors.BadIndexValue(value)
 
80
        if len(references) != self.reference_lists:
 
81
            raise errors.BadIndexValue(references)
 
82
        node_refs = []
 
83
        for reference_list in references:
 
84
            for reference in reference_list:
 
85
                if _whitespace_re.search(reference) is not None:
 
86
                    raise errors.BadIndexKey(reference)
 
87
                if reference not in self._nodes:
 
88
                    self._nodes[reference] = ('a', (), '')
 
89
            node_refs.append(tuple(reference_list))
 
90
        if key in self._nodes and self._nodes[key][0] == '':
 
91
            raise errors.BadIndexDuplicateKey(key, self)
 
92
        self._nodes[key] = ('', tuple(node_refs), value)
 
93
 
 
94
    def finish(self):
 
95
        lines = [_SIGNATURE]
 
96
        lines.append(_OPTION_NODE_REFS + str(self.reference_lists) + '\n')
 
97
        prefix_length = len(lines[0]) + len(lines[1])
 
98
        # references are byte offsets. To avoid having to do nasty
 
99
        # polynomial work to resolve offsets (references to later in the 
 
100
        # file cannot be determined until all the inbetween references have
 
101
        # been calculated too) we pad the offsets with 0's to make them be
 
102
        # of consistent length. Using binary offsets would break the trivial
 
103
        # file parsing.
 
104
        # to calculate the width of zero's needed we do three passes:
 
105
        # one to gather all the non-reference data and the number of references.
 
106
        # one to pad all the data with reference-length and determine entry
 
107
        # addresses.
 
108
        # One to serialise.
 
109
        
 
110
        # forward sorted by key. In future we may consider topological sorting,
 
111
        # at the cost of table scans for direct lookup, or a second index for
 
112
        # direct lookup
 
113
        nodes = sorted(self._nodes.items())
 
114
        # if we do not prepass, we don't know how long it will be up front.
 
115
        expected_bytes = None
 
116
        # we only need to pre-pass if we have reference lists at all.
 
117
        if self.reference_lists:
 
118
            key_offset_info = []
 
119
            non_ref_bytes = prefix_length
 
120
            total_references = 0
 
121
            # TODO use simple multiplication for the constants in this loop.
 
122
            for key, (absent, references, value) in nodes:
 
123
                # record the offset known *so far* for this key:
 
124
                # the non reference bytes to date, and the total references to
 
125
                # date - saves reaccumulating on the second pass
 
126
                key_offset_info.append((key, non_ref_bytes, total_references))
 
127
                # key is literal, value is literal, there are 3 null's, 1 NL
 
128
                non_ref_bytes += len(key) + len(value) + 3 + 1
 
129
                # one byte for absent if set.
 
130
                if absent:
 
131
                    non_ref_bytes += 1
 
132
                elif self.reference_lists:
 
133
                    # (ref_lists -1) tabs
 
134
                    non_ref_bytes += self.reference_lists - 1
 
135
                    # (ref-1 cr's per ref_list)
 
136
                    for ref_list in references:
 
137
                        # how many references across the whole file?
 
138
                        total_references += len(ref_list)
 
139
                        # accrue reference separators
 
140
                        if ref_list:
 
141
                            non_ref_bytes += len(ref_list) - 1
 
142
            # how many digits are needed to represent the total byte count?
 
143
            digits = 1
 
144
            possible_total_bytes = non_ref_bytes + total_references*digits
 
145
            while 10 ** digits < possible_total_bytes:
 
146
                digits += 1
 
147
                possible_total_bytes = non_ref_bytes + total_references*digits
 
148
            expected_bytes = possible_total_bytes + 1 # terminating newline
 
149
            # resolve key addresses.
 
150
            key_addresses = {}
 
151
            for key, non_ref_bytes, total_references in key_offset_info:
 
152
                key_addresses[key] = non_ref_bytes + total_references*digits
 
153
            # serialise
 
154
            format_string = '%%0%sd' % digits
 
155
        for key, (absent, references, value) in nodes:
 
156
            flattened_references = []
 
157
            for ref_list in references:
 
158
                ref_addresses = []
 
159
                for reference in ref_list:
 
160
                    ref_addresses.append(format_string % key_addresses[reference])
 
161
                flattened_references.append('\r'.join(ref_addresses))
 
162
            lines.append("%s\0%s\0%s\0%s\n" % (key, absent,
 
163
                '\t'.join(flattened_references), value))
 
164
        lines.append('\n')
 
165
        result = StringIO(''.join(lines))
 
166
        if expected_bytes and len(result.getvalue()) != expected_bytes:
 
167
            raise errors.BzrError('Failed index creation. Internal error:'
 
168
                ' mismatched output length and expected length: %d %d' %
 
169
                (len(result.getvalue()), expected_bytes))
 
170
        return StringIO(''.join(lines))
 
171
 
 
172
 
 
173
class GraphIndex(object):
 
174
    """An index for data with embedded graphs.
 
175
 
 
176
    The index maps keys to a list of key reference lists, and a value.
 
177
    Each node has the same number of key reference lists. Each key reference
 
178
    list can be empty or an arbitrary length. The value is an opaque NULL
 
179
    terminated string without any newlines. The storage of the index is 
 
180
    hidden in the interface: keys and key references are always bytestrings,
 
181
    never the internal representation (e.g. dictionary offsets).
 
182
 
 
183
    It is presumed that the index will not be mutated - it is static data.
 
184
 
 
185
    Successive iter_all_entries calls will read the entire index each time.
 
186
    Additionally, iter_entries calls will read the index linearly until the
 
187
    desired keys are found. XXX: This must be fixed before the index is
 
188
    suitable for production use. :XXX
 
189
    """
 
190
 
 
191
    def __init__(self, transport, name):
 
192
        """Open an index called name on transport.
 
193
 
 
194
        :param transport: A bzrlib.transport.Transport.
 
195
        :param name: A path to provide to transport API calls.
 
196
        """
 
197
        self._transport = transport
 
198
        self._name = name
 
199
        self._nodes = None
 
200
        self._keys_by_offset = None
 
201
 
 
202
    def _buffer_all(self):
 
203
        """Buffer all the index data.
 
204
 
 
205
        Mutates self._nodes and self.keys_by_offset.
 
206
        """
 
207
        stream = self._transport.get(self._name)
 
208
        self._read_prefix(stream)
 
209
        line_count = 0
 
210
        # raw data keyed by offset
 
211
        self._keys_by_offset = {}
 
212
        # ready-to-return key:value or key:value, node_ref_lists
 
213
        self._nodes = {}
 
214
        trailers = 0
 
215
        pos = stream.tell()
 
216
        for line in stream.readlines():
 
217
            if line == '\n':
 
218
                trailers += 1
 
219
                continue
 
220
            key, absent, references, value = line.split('\0')
 
221
            value = value[:-1] # remove the newline
 
222
            ref_lists = []
 
223
            for ref_string in references.split('\t'):
 
224
                ref_lists.append(tuple([
 
225
                    int(ref) for ref in ref_string.split('\r') if ref
 
226
                    ]))
 
227
            ref_lists = tuple(ref_lists)
 
228
            self._keys_by_offset[pos] = (key, absent, ref_lists, value)
 
229
            pos += len(line)
 
230
        for key, absent, references, value in self._keys_by_offset.itervalues():
 
231
            if absent:
 
232
                continue
 
233
            # resolve references:
 
234
            if self.node_ref_lists:
 
235
                node_refs = []
 
236
                for ref_list in references:
 
237
                    node_refs.append(tuple([self._keys_by_offset[ref][0] for ref in ref_list]))
 
238
                self._nodes[key] = (value, tuple(node_refs))
 
239
            else:
 
240
                self._nodes[key] = value
 
241
        if trailers != 1:
 
242
            # there must be one line - the empty trailer line.
 
243
            raise errors.BadIndexData(self)
 
244
 
 
245
    def iter_all_entries(self):
 
246
        """Iterate over all keys within the index.
 
247
 
 
248
        :return: An iterable of (key, value) or (key, value, reference_lists).
 
249
            The former tuple is used when there are no reference lists in the
 
250
            index, making the API compatible with simple key:value index types.
 
251
            There is no defined order for the result iteration - it will be in
 
252
            the most efficient order for the index.
 
253
        """
 
254
        if self._nodes is None:
 
255
            self._buffer_all()
 
256
        if self.node_ref_lists:
 
257
            for key, (value, node_ref_lists) in self._nodes.iteritems():
 
258
                yield key, value, node_ref_lists
 
259
        else:
 
260
            for key, value in self._nodes.iteritems():
 
261
                yield key, value
 
262
 
 
263
    def _read_prefix(self, stream):
 
264
        signature = stream.read(len(self._signature()))
 
265
        if not signature == self._signature():
 
266
            raise errors.BadIndexFormatSignature(self._name, GraphIndex)
 
267
        options_line = stream.readline()
 
268
        if not options_line.startswith(_OPTION_NODE_REFS):
 
269
            raise errors.BadIndexOptions(self)
 
270
        try:
 
271
            self.node_ref_lists = int(options_line[len(_OPTION_NODE_REFS):-1])
 
272
        except ValueError:
 
273
            raise errors.BadIndexOptions(self)
 
274
 
 
275
    def iter_entries(self, keys):
 
276
        """Iterate over keys within the index.
 
277
 
 
278
        :param keys: An iterable providing the keys to be retrieved.
 
279
        :return: An iterable as per iter_all_entries, but restricted to the
 
280
            keys supplied. No additional keys will be returned, and every
 
281
            key supplied that is in the index will be returned.
 
282
        """
 
283
        keys = set(keys)
 
284
        if not keys:
 
285
            return
 
286
        if self._nodes is None:
 
287
            self._buffer_all()
 
288
        keys = keys.intersection(self._nodes)
 
289
        if self.node_ref_lists:
 
290
            for key in keys:
 
291
                value, node_refs = self._nodes[key]
 
292
                yield key, value, node_refs
 
293
        else:
 
294
            for key in keys:
 
295
                yield key, self._nodes[key]
 
296
 
 
297
    def _signature(self):
 
298
        """The file signature for this index type."""
 
299
        return _SIGNATURE
 
300
 
 
301
    def validate(self):
 
302
        """Validate that everything in the index can be accessed."""
 
303
        # iter_all validates completely at the moment, so just do that.
 
304
        for node in self.iter_all_entries():
 
305
            pass
 
306
 
 
307
 
 
308
class CombinedGraphIndex(object):
 
309
    """A GraphIndex made up from smaller GraphIndices.
 
310
    
 
311
    The backing indices must implement GraphIndex, and are presumed to be
 
312
    static data.
 
313
 
 
314
    Queries against the combined index will be made against the first index,
 
315
    and then the second and so on. The order of index's can thus influence
 
316
    performance significantly. For example, if one index is on local disk and a
 
317
    second on a remote server, the local disk index should be before the other
 
318
    in the index list.
 
319
    """
 
320
 
 
321
    def __init__(self, indices):
 
322
        """Create a CombinedGraphIndex backed by indices.
 
323
 
 
324
        :param indices: An ordered list of indices to query for data.
 
325
        """
 
326
        self._indices = indices
 
327
 
 
328
    def insert_index(self, pos, index):
 
329
        """Insert a new index in the list of indices to query.
 
330
 
 
331
        :param pos: The position to insert the index.
 
332
        :param index: The index to insert.
 
333
        """
 
334
        self._indices.insert(pos, index)
 
335
 
 
336
    def iter_all_entries(self):
 
337
        """Iterate over all keys within the index
 
338
 
 
339
        Duplicate keys across child indices are presumed to have the same
 
340
        value and are only reported once.
 
341
 
 
342
        :return: An iterable of (key, reference_lists, value). There is no
 
343
            defined order for the result iteration - it will be in the most
 
344
            efficient order for the index.
 
345
        """
 
346
        seen_keys = set()
 
347
        for index in self._indices:
 
348
            for node in index.iter_all_entries():
 
349
                if node[0] not in seen_keys:
 
350
                    yield node
 
351
                    seen_keys.add(node[0])
 
352
 
 
353
    def iter_entries(self, keys):
 
354
        """Iterate over keys within the index.
 
355
 
 
356
        Duplicate keys across child indices are presumed to have the same
 
357
        value and are only reported once.
 
358
 
 
359
        :param keys: An iterable providing the keys to be retrieved.
 
360
        :return: An iterable of (key, reference_lists, value). There is no
 
361
            defined order for the result iteration - it will be in the most
 
362
            efficient order for the index.
 
363
        """
 
364
        keys = set(keys)
 
365
        for index in self._indices:
 
366
            if not keys:
 
367
                return
 
368
            for node in index.iter_entries(keys):
 
369
                keys.remove(node[0])
 
370
                yield node
 
371
 
 
372
    def validate(self):
 
373
        """Validate that everything in the index can be accessed."""
 
374
        for index in self._indices:
 
375
            index.validate()
 
376
 
 
377
 
 
378
class InMemoryGraphIndex(GraphIndexBuilder):
 
379
    """A GraphIndex which operates entirely out of memory and is mutable.
 
380
 
 
381
    This is designed to allow the accumulation of GraphIndex entries during a
 
382
    single write operation, where the accumulated entries need to be immediately
 
383
    available - for example via a CombinedGraphIndex.
 
384
    """
 
385
 
 
386
    def add_nodes(self, nodes):
 
387
        """Add nodes to the index.
 
388
 
 
389
        :param nodes: An iterable of (key, node_refs, value) entries to add.
 
390
        """
 
391
        if self.reference_lists:
 
392
            for (key, value, node_refs) in nodes:
 
393
                self.add_node(key, value, node_refs)
 
394
        else:
 
395
            for (key, value) in nodes:
 
396
                self.add_node(key, value)
 
397
 
 
398
    def iter_all_entries(self):
 
399
        """Iterate over all keys within the index
 
400
 
 
401
        :return: An iterable of (key, reference_lists, value). There is no
 
402
            defined order for the result iteration - it will be in the most
 
403
            efficient order for the index (in this case dictionary hash order).
 
404
        """
 
405
        if self.reference_lists:
 
406
            for key, (absent, references, value) in self._nodes.iteritems():
 
407
                if not absent:
 
408
                    yield key, value, references
 
409
        else:
 
410
            for key, (absent, references, value) in self._nodes.iteritems():
 
411
                if not absent:
 
412
                    yield key, value
 
413
 
 
414
    def iter_entries(self, keys):
 
415
        """Iterate over keys within the index.
 
416
 
 
417
        :param keys: An iterable providing the keys to be retrieved.
 
418
        :return: An iterable of (key, reference_lists, value). There is no
 
419
            defined order for the result iteration - it will be in the most
 
420
            efficient order for the index (keys iteration order in this case).
 
421
        """
 
422
        keys = set(keys)
 
423
        if self.reference_lists:
 
424
            for key in keys.intersection(self._nodes):
 
425
                node = self._nodes[key]
 
426
                if not node[0]:
 
427
                    yield key, node[2], node[1]
 
428
        else:
 
429
            for key in keys.intersection(self._nodes):
 
430
                node = self._nodes[key]
 
431
                if not node[0]:
 
432
                    yield key, node[2]
 
433
 
 
434
    def validate(self):
 
435
        """In memory index's have no known corruption at the moment."""