~bzr-pqm/bzr/bzr.dev

« back to all changes in this revision

Viewing changes to bzrlib/btree_index.py

  • Committer: John Arbash Meinel
  • Date: 2009-10-30 14:07:31 UTC
  • mto: (4634.93.1 2.0.2)
  • mto: This revision was merged to the branch mainline in revision 4782.
  • Revision ID: john@arbash-meinel.com-20091030140731-sjv0pr90ffvuqjst
Update the download location registered with pypi.

Show diffs side-by-side

added added

removed removed

Lines of Context:
 
1
# Copyright (C) 2008 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., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
 
16
#
 
17
 
 
18
"""B+Tree indices"""
 
19
 
 
20
from bisect import bisect_right
 
21
import math
 
22
import tempfile
 
23
import zlib
 
24
 
 
25
from bzrlib import (
 
26
    chunk_writer,
 
27
    debug,
 
28
    errors,
 
29
    fifo_cache,
 
30
    index,
 
31
    lru_cache,
 
32
    osutils,
 
33
    trace,
 
34
    )
 
35
from bzrlib.index import _OPTION_NODE_REFS, _OPTION_KEY_ELEMENTS, _OPTION_LEN
 
36
from bzrlib.transport import get_transport
 
37
 
 
38
 
 
39
_BTSIGNATURE = "B+Tree Graph Index 2\n"
 
40
_OPTION_ROW_LENGTHS = "row_lengths="
 
41
_LEAF_FLAG = "type=leaf\n"
 
42
_INTERNAL_FLAG = "type=internal\n"
 
43
_INTERNAL_OFFSET = "offset="
 
44
 
 
45
_RESERVED_HEADER_BYTES = 120
 
46
_PAGE_SIZE = 4096
 
47
 
 
48
# 4K per page: 4MB - 1000 entries
 
49
_NODE_CACHE_SIZE = 1000
 
50
 
 
51
 
 
52
class _BuilderRow(object):
 
53
    """The stored state accumulated while writing out a row in the index.
 
54
 
 
55
    :ivar spool: A temporary file used to accumulate nodes for this row
 
56
        in the tree.
 
57
    :ivar nodes: The count of nodes emitted so far.
 
58
    """
 
59
 
 
60
    def __init__(self):
 
61
        """Create a _BuilderRow."""
 
62
        self.nodes = 0
 
63
        self.spool = tempfile.TemporaryFile()
 
64
        self.writer = None
 
65
 
 
66
    def finish_node(self, pad=True):
 
67
        byte_lines, _, padding = self.writer.finish()
 
68
        if self.nodes == 0:
 
69
            # padded note:
 
70
            self.spool.write("\x00" * _RESERVED_HEADER_BYTES)
 
71
        skipped_bytes = 0
 
72
        if not pad and padding:
 
73
            del byte_lines[-1]
 
74
            skipped_bytes = padding
 
75
        self.spool.writelines(byte_lines)
 
76
        remainder = (self.spool.tell() + skipped_bytes) % _PAGE_SIZE
 
77
        if remainder != 0:
 
78
            raise AssertionError("incorrect node length: %d, %d"
 
79
                                 % (self.spool.tell(), remainder))
 
80
        self.nodes += 1
 
81
        self.writer = None
 
82
 
 
83
 
 
84
class _InternalBuilderRow(_BuilderRow):
 
85
    """The stored state accumulated while writing out internal rows."""
 
86
 
 
87
    def finish_node(self, pad=True):
 
88
        if not pad:
 
89
            raise AssertionError("Must pad internal nodes only.")
 
90
        _BuilderRow.finish_node(self)
 
91
 
 
92
 
 
93
class _LeafBuilderRow(_BuilderRow):
 
94
    """The stored state accumulated while writing out a leaf rows."""
 
95
 
 
96
 
 
97
class BTreeBuilder(index.GraphIndexBuilder):
 
98
    """A Builder for B+Tree based Graph indices.
 
99
 
 
100
    The resulting graph has the structure:
 
101
 
 
102
    _SIGNATURE OPTIONS NODES
 
103
    _SIGNATURE     := 'B+Tree Graph Index 1' NEWLINE
 
104
    OPTIONS        := REF_LISTS KEY_ELEMENTS LENGTH
 
105
    REF_LISTS      := 'node_ref_lists=' DIGITS NEWLINE
 
106
    KEY_ELEMENTS   := 'key_elements=' DIGITS NEWLINE
 
107
    LENGTH         := 'len=' DIGITS NEWLINE
 
108
    ROW_LENGTHS    := 'row_lengths' DIGITS (COMMA DIGITS)*
 
109
    NODES          := NODE_COMPRESSED*
 
110
    NODE_COMPRESSED:= COMPRESSED_BYTES{4096}
 
111
    NODE_RAW       := INTERNAL | LEAF
 
112
    INTERNAL       := INTERNAL_FLAG POINTERS
 
113
    LEAF           := LEAF_FLAG ROWS
 
114
    KEY_ELEMENT    := Not-whitespace-utf8
 
115
    KEY            := KEY_ELEMENT (NULL KEY_ELEMENT)*
 
116
    ROWS           := ROW*
 
117
    ROW            := KEY NULL ABSENT? NULL REFERENCES NULL VALUE NEWLINE
 
118
    ABSENT         := 'a'
 
119
    REFERENCES     := REFERENCE_LIST (TAB REFERENCE_LIST){node_ref_lists - 1}
 
120
    REFERENCE_LIST := (REFERENCE (CR REFERENCE)*)?
 
121
    REFERENCE      := KEY
 
122
    VALUE          := no-newline-no-null-bytes
 
123
    """
 
124
 
 
125
    def __init__(self, reference_lists=0, key_elements=1, spill_at=100000):
 
126
        """See GraphIndexBuilder.__init__.
 
127
 
 
128
        :param spill_at: Optional parameter controlling the maximum number
 
129
            of nodes that BTreeBuilder will hold in memory.
 
130
        """
 
131
        index.GraphIndexBuilder.__init__(self, reference_lists=reference_lists,
 
132
            key_elements=key_elements)
 
133
        self._spill_at = spill_at
 
134
        self._backing_indices = []
 
135
        # A map of {key: (node_refs, value)}
 
136
        self._nodes = {}
 
137
        # Indicate it hasn't been built yet
 
138
        self._nodes_by_key = None
 
139
        self._optimize_for_size = False
 
140
 
 
141
    def add_node(self, key, value, references=()):
 
142
        """Add a node to the index.
 
143
 
 
144
        If adding the node causes the builder to reach its spill_at threshold,
 
145
        disk spilling will be triggered.
 
146
 
 
147
        :param key: The key. keys are non-empty tuples containing
 
148
            as many whitespace-free utf8 bytestrings as the key length
 
149
            defined for this index.
 
150
        :param references: An iterable of iterables of keys. Each is a
 
151
            reference to another key.
 
152
        :param value: The value to associate with the key. It may be any
 
153
            bytes as long as it does not contain \0 or \n.
 
154
        """
 
155
        # we don't care about absent_references
 
156
        node_refs, _ = self._check_key_ref_value(key, references, value)
 
157
        if key in self._nodes:
 
158
            raise errors.BadIndexDuplicateKey(key, self)
 
159
        self._nodes[key] = (node_refs, value)
 
160
        self._keys.add(key)
 
161
        if self._nodes_by_key is not None and self._key_length > 1:
 
162
            self._update_nodes_by_key(key, value, node_refs)
 
163
        if len(self._keys) < self._spill_at:
 
164
            return
 
165
        self._spill_mem_keys_to_disk()
 
166
 
 
167
    def _spill_mem_keys_to_disk(self):
 
168
        """Write the in memory keys down to disk to cap memory consumption.
 
169
 
 
170
        If we already have some keys written to disk, we will combine them so
 
171
        as to preserve the sorted order.  The algorithm for combining uses
 
172
        powers of two.  So on the first spill, write all mem nodes into a
 
173
        single index. On the second spill, combine the mem nodes with the nodes
 
174
        on disk to create a 2x sized disk index and get rid of the first index.
 
175
        On the third spill, create a single new disk index, which will contain
 
176
        the mem nodes, and preserve the existing 2x sized index.  On the fourth,
 
177
        combine mem with the first and second indexes, creating a new one of
 
178
        size 4x. On the fifth create a single new one, etc.
 
179
        """
 
180
        if self._combine_backing_indices:
 
181
            (new_backing_file, size,
 
182
             backing_pos) = self._spill_mem_keys_and_combine()
 
183
        else:
 
184
            new_backing_file, size = self._spill_mem_keys_without_combining()
 
185
        dir_path, base_name = osutils.split(new_backing_file.name)
 
186
        # Note: The transport here isn't strictly needed, because we will use
 
187
        #       direct access to the new_backing._file object
 
188
        new_backing = BTreeGraphIndex(get_transport(dir_path),
 
189
                                      base_name, size)
 
190
        # GC will clean up the file
 
191
        new_backing._file = new_backing_file
 
192
        if self._combine_backing_indices:
 
193
            if len(self._backing_indices) == backing_pos:
 
194
                self._backing_indices.append(None)
 
195
            self._backing_indices[backing_pos] = new_backing
 
196
            for backing_pos in range(backing_pos):
 
197
                self._backing_indices[backing_pos] = None
 
198
        else:
 
199
            self._backing_indices.append(new_backing)
 
200
        self._keys = set()
 
201
        self._nodes = {}
 
202
        self._nodes_by_key = None
 
203
 
 
204
    def _spill_mem_keys_without_combining(self):
 
205
        return self._write_nodes(self._iter_mem_nodes(), allow_optimize=False)
 
206
 
 
207
    def _spill_mem_keys_and_combine(self):
 
208
        iterators_to_combine = [self._iter_mem_nodes()]
 
209
        pos = -1
 
210
        for pos, backing in enumerate(self._backing_indices):
 
211
            if backing is None:
 
212
                pos -= 1
 
213
                break
 
214
            iterators_to_combine.append(backing.iter_all_entries())
 
215
        backing_pos = pos + 1
 
216
        new_backing_file, size = \
 
217
            self._write_nodes(self._iter_smallest(iterators_to_combine),
 
218
                              allow_optimize=False)
 
219
        return new_backing_file, size, backing_pos
 
220
 
 
221
    def add_nodes(self, nodes):
 
222
        """Add nodes to the index.
 
223
 
 
224
        :param nodes: An iterable of (key, node_refs, value) entries to add.
 
225
        """
 
226
        if self.reference_lists:
 
227
            for (key, value, node_refs) in nodes:
 
228
                self.add_node(key, value, node_refs)
 
229
        else:
 
230
            for (key, value) in nodes:
 
231
                self.add_node(key, value)
 
232
 
 
233
    def _iter_mem_nodes(self):
 
234
        """Iterate over the nodes held in memory."""
 
235
        nodes = self._nodes
 
236
        if self.reference_lists:
 
237
            for key in sorted(nodes):
 
238
                references, value = nodes[key]
 
239
                yield self, key, value, references
 
240
        else:
 
241
            for key in sorted(nodes):
 
242
                references, value = nodes[key]
 
243
                yield self, key, value
 
244
 
 
245
    def _iter_smallest(self, iterators_to_combine):
 
246
        if len(iterators_to_combine) == 1:
 
247
            for value in iterators_to_combine[0]:
 
248
                yield value
 
249
            return
 
250
        current_values = []
 
251
        for iterator in iterators_to_combine:
 
252
            try:
 
253
                current_values.append(iterator.next())
 
254
            except StopIteration:
 
255
                current_values.append(None)
 
256
        last = None
 
257
        while True:
 
258
            # Decorate candidates with the value to allow 2.4's min to be used.
 
259
            candidates = [(item[1][1], item) for item
 
260
                in enumerate(current_values) if item[1] is not None]
 
261
            if not len(candidates):
 
262
                return
 
263
            selected = min(candidates)
 
264
            # undecorate back to (pos, node)
 
265
            selected = selected[1]
 
266
            if last == selected[1][1]:
 
267
                raise errors.BadIndexDuplicateKey(last, self)
 
268
            last = selected[1][1]
 
269
            # Yield, with self as the index
 
270
            yield (self,) + selected[1][1:]
 
271
            pos = selected[0]
 
272
            try:
 
273
                current_values[pos] = iterators_to_combine[pos].next()
 
274
            except StopIteration:
 
275
                current_values[pos] = None
 
276
 
 
277
    def _add_key(self, string_key, line, rows, allow_optimize=True):
 
278
        """Add a key to the current chunk.
 
279
 
 
280
        :param string_key: The key to add.
 
281
        :param line: The fully serialised key and value.
 
282
        :param allow_optimize: If set to False, prevent setting the optimize
 
283
            flag when writing out. This is used by the _spill_mem_keys_to_disk
 
284
            functionality.
 
285
        """
 
286
        if rows[-1].writer is None:
 
287
            # opening a new leaf chunk;
 
288
            for pos, internal_row in enumerate(rows[:-1]):
 
289
                # flesh out any internal nodes that are needed to
 
290
                # preserve the height of the tree
 
291
                if internal_row.writer is None:
 
292
                    length = _PAGE_SIZE
 
293
                    if internal_row.nodes == 0:
 
294
                        length -= _RESERVED_HEADER_BYTES # padded
 
295
                    if allow_optimize:
 
296
                        optimize_for_size = self._optimize_for_size
 
297
                    else:
 
298
                        optimize_for_size = False
 
299
                    internal_row.writer = chunk_writer.ChunkWriter(length, 0,
 
300
                        optimize_for_size=optimize_for_size)
 
301
                    internal_row.writer.write(_INTERNAL_FLAG)
 
302
                    internal_row.writer.write(_INTERNAL_OFFSET +
 
303
                        str(rows[pos + 1].nodes) + "\n")
 
304
            # add a new leaf
 
305
            length = _PAGE_SIZE
 
306
            if rows[-1].nodes == 0:
 
307
                length -= _RESERVED_HEADER_BYTES # padded
 
308
            rows[-1].writer = chunk_writer.ChunkWriter(length,
 
309
                optimize_for_size=self._optimize_for_size)
 
310
            rows[-1].writer.write(_LEAF_FLAG)
 
311
        if rows[-1].writer.write(line):
 
312
            # this key did not fit in the node:
 
313
            rows[-1].finish_node()
 
314
            key_line = string_key + "\n"
 
315
            new_row = True
 
316
            for row in reversed(rows[:-1]):
 
317
                # Mark the start of the next node in the node above. If it
 
318
                # doesn't fit then propagate upwards until we find one that
 
319
                # it does fit into.
 
320
                if row.writer.write(key_line):
 
321
                    row.finish_node()
 
322
                else:
 
323
                    # We've found a node that can handle the pointer.
 
324
                    new_row = False
 
325
                    break
 
326
            # If we reached the current root without being able to mark the
 
327
            # division point, then we need a new root:
 
328
            if new_row:
 
329
                # We need a new row
 
330
                if 'index' in debug.debug_flags:
 
331
                    trace.mutter('Inserting new global row.')
 
332
                new_row = _InternalBuilderRow()
 
333
                reserved_bytes = 0
 
334
                rows.insert(0, new_row)
 
335
                # This will be padded, hence the -100
 
336
                new_row.writer = chunk_writer.ChunkWriter(
 
337
                    _PAGE_SIZE - _RESERVED_HEADER_BYTES,
 
338
                    reserved_bytes,
 
339
                    optimize_for_size=self._optimize_for_size)
 
340
                new_row.writer.write(_INTERNAL_FLAG)
 
341
                new_row.writer.write(_INTERNAL_OFFSET +
 
342
                    str(rows[1].nodes - 1) + "\n")
 
343
                new_row.writer.write(key_line)
 
344
            self._add_key(string_key, line, rows, allow_optimize=allow_optimize)
 
345
 
 
346
    def _write_nodes(self, node_iterator, allow_optimize=True):
 
347
        """Write node_iterator out as a B+Tree.
 
348
 
 
349
        :param node_iterator: An iterator of sorted nodes. Each node should
 
350
            match the output given by iter_all_entries.
 
351
        :param allow_optimize: If set to False, prevent setting the optimize
 
352
            flag when writing out. This is used by the _spill_mem_keys_to_disk
 
353
            functionality.
 
354
        :return: A file handle for a temporary file containing a B+Tree for
 
355
            the nodes.
 
356
        """
 
357
        # The index rows - rows[0] is the root, rows[1] is the layer under it
 
358
        # etc.
 
359
        rows = []
 
360
        # forward sorted by key. In future we may consider topological sorting,
 
361
        # at the cost of table scans for direct lookup, or a second index for
 
362
        # direct lookup
 
363
        key_count = 0
 
364
        # A stack with the number of nodes of each size. 0 is the root node
 
365
        # and must always be 1 (if there are any nodes in the tree).
 
366
        self.row_lengths = []
 
367
        # Loop over all nodes adding them to the bottom row
 
368
        # (rows[-1]). When we finish a chunk in a row,
 
369
        # propagate the key that didn't fit (comes after the chunk) to the
 
370
        # row above, transitively.
 
371
        for node in node_iterator:
 
372
            if key_count == 0:
 
373
                # First key triggers the first row
 
374
                rows.append(_LeafBuilderRow())
 
375
            key_count += 1
 
376
            string_key, line = _btree_serializer._flatten_node(node,
 
377
                                    self.reference_lists)
 
378
            self._add_key(string_key, line, rows, allow_optimize=allow_optimize)
 
379
        for row in reversed(rows):
 
380
            pad = (type(row) != _LeafBuilderRow)
 
381
            row.finish_node(pad=pad)
 
382
        result = tempfile.NamedTemporaryFile(prefix='bzr-index-')
 
383
        lines = [_BTSIGNATURE]
 
384
        lines.append(_OPTION_NODE_REFS + str(self.reference_lists) + '\n')
 
385
        lines.append(_OPTION_KEY_ELEMENTS + str(self._key_length) + '\n')
 
386
        lines.append(_OPTION_LEN + str(key_count) + '\n')
 
387
        row_lengths = [row.nodes for row in rows]
 
388
        lines.append(_OPTION_ROW_LENGTHS + ','.join(map(str, row_lengths)) + '\n')
 
389
        result.writelines(lines)
 
390
        position = sum(map(len, lines))
 
391
        root_row = True
 
392
        if position > _RESERVED_HEADER_BYTES:
 
393
            raise AssertionError("Could not fit the header in the"
 
394
                                 " reserved space: %d > %d"
 
395
                                 % (position, _RESERVED_HEADER_BYTES))
 
396
        # write the rows out:
 
397
        for row in rows:
 
398
            reserved = _RESERVED_HEADER_BYTES # reserved space for first node
 
399
            row.spool.flush()
 
400
            row.spool.seek(0)
 
401
            # copy nodes to the finalised file.
 
402
            # Special case the first node as it may be prefixed
 
403
            node = row.spool.read(_PAGE_SIZE)
 
404
            result.write(node[reserved:])
 
405
            result.write("\x00" * (reserved - position))
 
406
            position = 0 # Only the root row actually has an offset
 
407
            copied_len = osutils.pumpfile(row.spool, result)
 
408
            if copied_len != (row.nodes - 1) * _PAGE_SIZE:
 
409
                if type(row) != _LeafBuilderRow:
 
410
                    raise AssertionError("Incorrect amount of data copied"
 
411
                        " expected: %d, got: %d"
 
412
                        % ((row.nodes - 1) * _PAGE_SIZE,
 
413
                           copied_len))
 
414
        result.flush()
 
415
        size = result.tell()
 
416
        result.seek(0)
 
417
        return result, size
 
418
 
 
419
    def finish(self):
 
420
        """Finalise the index.
 
421
 
 
422
        :return: A file handle for a temporary file containing the nodes added
 
423
            to the index.
 
424
        """
 
425
        return self._write_nodes(self.iter_all_entries())[0]
 
426
 
 
427
    def iter_all_entries(self):
 
428
        """Iterate over all keys within the index
 
429
 
 
430
        :return: An iterable of (index, key, value, reference_lists). There is
 
431
            no defined order for the result iteration - it will be in the most
 
432
            efficient order for the index (in this case dictionary hash order).
 
433
        """
 
434
        if 'evil' in debug.debug_flags:
 
435
            trace.mutter_callsite(3,
 
436
                "iter_all_entries scales with size of history.")
 
437
        # Doing serial rather than ordered would be faster; but this shouldn't
 
438
        # be getting called routinely anyway.
 
439
        iterators = [self._iter_mem_nodes()]
 
440
        for backing in self._backing_indices:
 
441
            if backing is not None:
 
442
                iterators.append(backing.iter_all_entries())
 
443
        if len(iterators) == 1:
 
444
            return iterators[0]
 
445
        return self._iter_smallest(iterators)
 
446
 
 
447
    def iter_entries(self, keys):
 
448
        """Iterate over keys within the index.
 
449
 
 
450
        :param keys: An iterable providing the keys to be retrieved.
 
451
        :return: An iterable of (index, key, value, reference_lists). There is no
 
452
            defined order for the result iteration - it will be in the most
 
453
            efficient order for the index (keys iteration order in this case).
 
454
        """
 
455
        keys = set(keys)
 
456
        local_keys = keys.intersection(self._keys)
 
457
        if self.reference_lists:
 
458
            for key in local_keys:
 
459
                node = self._nodes[key]
 
460
                yield self, key, node[1], node[0]
 
461
        else:
 
462
            for key in local_keys:
 
463
                node = self._nodes[key]
 
464
                yield self, key, node[1]
 
465
        # Find things that are in backing indices that have not been handled
 
466
        # yet.
 
467
        if not self._backing_indices:
 
468
            return # We won't find anything there either
 
469
        # Remove all of the keys that we found locally
 
470
        keys.difference_update(local_keys)
 
471
        for backing in self._backing_indices:
 
472
            if backing is None:
 
473
                continue
 
474
            if not keys:
 
475
                return
 
476
            for node in backing.iter_entries(keys):
 
477
                keys.remove(node[1])
 
478
                yield (self,) + node[1:]
 
479
 
 
480
    def iter_entries_prefix(self, keys):
 
481
        """Iterate over keys within the index using prefix matching.
 
482
 
 
483
        Prefix matching is applied within the tuple of a key, not to within
 
484
        the bytestring of each key element. e.g. if you have the keys ('foo',
 
485
        'bar'), ('foobar', 'gam') and do a prefix search for ('foo', None) then
 
486
        only the former key is returned.
 
487
 
 
488
        :param keys: An iterable providing the key prefixes to be retrieved.
 
489
            Each key prefix takes the form of a tuple the length of a key, but
 
490
            with the last N elements 'None' rather than a regular bytestring.
 
491
            The first element cannot be 'None'.
 
492
        :return: An iterable as per iter_all_entries, but restricted to the
 
493
            keys with a matching prefix to those supplied. No additional keys
 
494
            will be returned, and every match that is in the index will be
 
495
            returned.
 
496
        """
 
497
        # XXX: To much duplication with the GraphIndex class; consider finding
 
498
        # a good place to pull out the actual common logic.
 
499
        keys = set(keys)
 
500
        if not keys:
 
501
            return
 
502
        for backing in self._backing_indices:
 
503
            if backing is None:
 
504
                continue
 
505
            for node in backing.iter_entries_prefix(keys):
 
506
                yield (self,) + node[1:]
 
507
        if self._key_length == 1:
 
508
            for key in keys:
 
509
                # sanity check
 
510
                if key[0] is None:
 
511
                    raise errors.BadIndexKey(key)
 
512
                if len(key) != self._key_length:
 
513
                    raise errors.BadIndexKey(key)
 
514
                try:
 
515
                    node = self._nodes[key]
 
516
                except KeyError:
 
517
                    continue
 
518
                if self.reference_lists:
 
519
                    yield self, key, node[1], node[0]
 
520
                else:
 
521
                    yield self, key, node[1]
 
522
            return
 
523
        for key in keys:
 
524
            # sanity check
 
525
            if key[0] is None:
 
526
                raise errors.BadIndexKey(key)
 
527
            if len(key) != self._key_length:
 
528
                raise errors.BadIndexKey(key)
 
529
            # find what it refers to:
 
530
            key_dict = self._get_nodes_by_key()
 
531
            elements = list(key)
 
532
            # find the subdict to return
 
533
            try:
 
534
                while len(elements) and elements[0] is not None:
 
535
                    key_dict = key_dict[elements[0]]
 
536
                    elements.pop(0)
 
537
            except KeyError:
 
538
                # a non-existant lookup.
 
539
                continue
 
540
            if len(elements):
 
541
                dicts = [key_dict]
 
542
                while dicts:
 
543
                    key_dict = dicts.pop(-1)
 
544
                    # can't be empty or would not exist
 
545
                    item, value = key_dict.iteritems().next()
 
546
                    if type(value) == dict:
 
547
                        # push keys
 
548
                        dicts.extend(key_dict.itervalues())
 
549
                    else:
 
550
                        # yield keys
 
551
                        for value in key_dict.itervalues():
 
552
                            yield (self, ) + value
 
553
            else:
 
554
                yield (self, ) + key_dict
 
555
 
 
556
    def _get_nodes_by_key(self):
 
557
        if self._nodes_by_key is None:
 
558
            nodes_by_key = {}
 
559
            if self.reference_lists:
 
560
                for key, (references, value) in self._nodes.iteritems():
 
561
                    key_dict = nodes_by_key
 
562
                    for subkey in key[:-1]:
 
563
                        key_dict = key_dict.setdefault(subkey, {})
 
564
                    key_dict[key[-1]] = key, value, references
 
565
            else:
 
566
                for key, (references, value) in self._nodes.iteritems():
 
567
                    key_dict = nodes_by_key
 
568
                    for subkey in key[:-1]:
 
569
                        key_dict = key_dict.setdefault(subkey, {})
 
570
                    key_dict[key[-1]] = key, value
 
571
            self._nodes_by_key = nodes_by_key
 
572
        return self._nodes_by_key
 
573
 
 
574
    def key_count(self):
 
575
        """Return an estimate of the number of keys in this index.
 
576
 
 
577
        For InMemoryGraphIndex the estimate is exact.
 
578
        """
 
579
        return len(self._keys) + sum(backing.key_count() for backing in
 
580
            self._backing_indices if backing is not None)
 
581
 
 
582
    def validate(self):
 
583
        """In memory index's have no known corruption at the moment."""
 
584
 
 
585
 
 
586
class _LeafNode(object):
 
587
    """A leaf node for a serialised B+Tree index."""
 
588
 
 
589
    __slots__ = ('keys', 'min_key', 'max_key')
 
590
 
 
591
    def __init__(self, bytes, key_length, ref_list_length):
 
592
        """Parse bytes to create a leaf node object."""
 
593
        # splitlines mangles the \r delimiters.. don't use it.
 
594
        key_list = _btree_serializer._parse_leaf_lines(bytes,
 
595
            key_length, ref_list_length)
 
596
        if key_list:
 
597
            self.min_key = key_list[0][0]
 
598
            self.max_key = key_list[-1][0]
 
599
        else:
 
600
            self.min_key = self.max_key = None
 
601
        self.keys = dict(key_list)
 
602
 
 
603
 
 
604
class _InternalNode(object):
 
605
    """An internal node for a serialised B+Tree index."""
 
606
 
 
607
    __slots__ = ('keys', 'offset')
 
608
 
 
609
    def __init__(self, bytes):
 
610
        """Parse bytes to create an internal node object."""
 
611
        # splitlines mangles the \r delimiters.. don't use it.
 
612
        self.keys = self._parse_lines(bytes.split('\n'))
 
613
 
 
614
    def _parse_lines(self, lines):
 
615
        nodes = []
 
616
        self.offset = int(lines[1][7:])
 
617
        for line in lines[2:]:
 
618
            if line == '':
 
619
                break
 
620
            nodes.append(tuple(map(intern, line.split('\0'))))
 
621
        return nodes
 
622
 
 
623
 
 
624
class BTreeGraphIndex(object):
 
625
    """Access to nodes via the standard GraphIndex interface for B+Tree's.
 
626
 
 
627
    Individual nodes are held in a LRU cache. This holds the root node in
 
628
    memory except when very large walks are done.
 
629
    """
 
630
 
 
631
    def __init__(self, transport, name, size, unlimited_cache=False):
 
632
        """Create a B+Tree index object on the index name.
 
633
 
 
634
        :param transport: The transport to read data for the index from.
 
635
        :param name: The file name of the index on transport.
 
636
        :param size: Optional size of the index in bytes. This allows
 
637
            compatibility with the GraphIndex API, as well as ensuring that
 
638
            the initial read (to read the root node header) can be done
 
639
            without over-reading even on empty indices, and on small indices
 
640
            allows single-IO to read the entire index.
 
641
        :param unlimited_cache: If set to True, then instead of using an
 
642
            LRUCache with size _NODE_CACHE_SIZE, we will use a dict and always
 
643
            cache all leaf nodes.
 
644
        """
 
645
        self._transport = transport
 
646
        self._name = name
 
647
        self._size = size
 
648
        self._file = None
 
649
        self._recommended_pages = self._compute_recommended_pages()
 
650
        self._root_node = None
 
651
        # Default max size is 100,000 leave values
 
652
        self._leaf_value_cache = None # lru_cache.LRUCache(100*1000)
 
653
        if unlimited_cache:
 
654
            self._leaf_node_cache = {}
 
655
            self._internal_node_cache = {}
 
656
        else:
 
657
            self._leaf_node_cache = lru_cache.LRUCache(_NODE_CACHE_SIZE)
 
658
            # We use a FIFO here just to prevent possible blowout. However, a
 
659
            # 300k record btree has only 3k leaf nodes, and only 20 internal
 
660
            # nodes. A value of 100 scales to ~100*100*100 = 1M records.
 
661
            self._internal_node_cache = fifo_cache.FIFOCache(100)
 
662
        self._key_count = None
 
663
        self._row_lengths = None
 
664
        self._row_offsets = None # Start of each row, [-1] is the end
 
665
 
 
666
    def __eq__(self, other):
 
667
        """Equal when self and other were created with the same parameters."""
 
668
        return (
 
669
            type(self) == type(other) and
 
670
            self._transport == other._transport and
 
671
            self._name == other._name and
 
672
            self._size == other._size)
 
673
 
 
674
    def __ne__(self, other):
 
675
        return not self.__eq__(other)
 
676
 
 
677
    def _get_and_cache_nodes(self, nodes):
 
678
        """Read nodes and cache them in the lru.
 
679
 
 
680
        The nodes list supplied is sorted and then read from disk, each node
 
681
        being inserted it into the _node_cache.
 
682
 
 
683
        Note: Asking for more nodes than the _node_cache can contain will
 
684
        result in some of the results being immediately discarded, to prevent
 
685
        this an assertion is raised if more nodes are asked for than are
 
686
        cachable.
 
687
 
 
688
        :return: A dict of {node_pos: node}
 
689
        """
 
690
        found = {}
 
691
        start_of_leaves = None
 
692
        for node_pos, node in self._read_nodes(sorted(nodes)):
 
693
            if node_pos == 0: # Special case
 
694
                self._root_node = node
 
695
            else:
 
696
                if start_of_leaves is None:
 
697
                    start_of_leaves = self._row_offsets[-2]
 
698
                if node_pos < start_of_leaves:
 
699
                    self._internal_node_cache[node_pos] = node
 
700
                else:
 
701
                    self._leaf_node_cache[node_pos] = node
 
702
            found[node_pos] = node
 
703
        return found
 
704
 
 
705
    def _compute_recommended_pages(self):
 
706
        """Convert transport's recommended_page_size into btree pages.
 
707
 
 
708
        recommended_page_size is in bytes, we want to know how many _PAGE_SIZE
 
709
        pages fit in that length.
 
710
        """
 
711
        recommended_read = self._transport.recommended_page_size()
 
712
        recommended_pages = int(math.ceil(recommended_read /
 
713
                                          float(_PAGE_SIZE)))
 
714
        return recommended_pages
 
715
 
 
716
    def _compute_total_pages_in_index(self):
 
717
        """How many pages are in the index.
 
718
 
 
719
        If we have read the header we will use the value stored there.
 
720
        Otherwise it will be computed based on the length of the index.
 
721
        """
 
722
        if self._size is None:
 
723
            raise AssertionError('_compute_total_pages_in_index should not be'
 
724
                                 ' called when self._size is None')
 
725
        if self._root_node is not None:
 
726
            # This is the number of pages as defined by the header
 
727
            return self._row_offsets[-1]
 
728
        # This is the number of pages as defined by the size of the index. They
 
729
        # should be indentical.
 
730
        total_pages = int(math.ceil(self._size / float(_PAGE_SIZE)))
 
731
        return total_pages
 
732
 
 
733
    def _expand_offsets(self, offsets):
 
734
        """Find extra pages to download.
 
735
 
 
736
        The idea is that we always want to make big-enough requests (like 64kB
 
737
        for http), so that we don't waste round trips. So given the entries
 
738
        that we already have cached and the new pages being downloaded figure
 
739
        out what other pages we might want to read.
 
740
 
 
741
        See also doc/developers/btree_index_prefetch.txt for more details.
 
742
 
 
743
        :param offsets: The offsets to be read
 
744
        :return: A list of offsets to download
 
745
        """
 
746
        if 'index' in debug.debug_flags:
 
747
            trace.mutter('expanding: %s\toffsets: %s', self._name, offsets)
 
748
 
 
749
        if len(offsets) >= self._recommended_pages:
 
750
            # Don't add more, we are already requesting more than enough
 
751
            if 'index' in debug.debug_flags:
 
752
                trace.mutter('  not expanding large request (%s >= %s)',
 
753
                             len(offsets), self._recommended_pages)
 
754
            return offsets
 
755
        if self._size is None:
 
756
            # Don't try anything, because we don't know where the file ends
 
757
            if 'index' in debug.debug_flags:
 
758
                trace.mutter('  not expanding without knowing index size')
 
759
            return offsets
 
760
        total_pages = self._compute_total_pages_in_index()
 
761
        cached_offsets = self._get_offsets_to_cached_pages()
 
762
        # If reading recommended_pages would read the rest of the index, just
 
763
        # do so.
 
764
        if total_pages - len(cached_offsets) <= self._recommended_pages:
 
765
            # Read whatever is left
 
766
            if cached_offsets:
 
767
                expanded = [x for x in xrange(total_pages)
 
768
                               if x not in cached_offsets]
 
769
            else:
 
770
                expanded = range(total_pages)
 
771
            if 'index' in debug.debug_flags:
 
772
                trace.mutter('  reading all unread pages: %s', expanded)
 
773
            return expanded
 
774
 
 
775
        if self._root_node is None:
 
776
            # ATM on the first read of the root node of a large index, we don't
 
777
            # bother pre-reading any other pages. This is because the
 
778
            # likelyhood of actually reading interesting pages is very low.
 
779
            # See doc/developers/btree_index_prefetch.txt for a discussion, and
 
780
            # a possible implementation when we are guessing that the second
 
781
            # layer index is small
 
782
            final_offsets = offsets
 
783
        else:
 
784
            tree_depth = len(self._row_lengths)
 
785
            if len(cached_offsets) < tree_depth and len(offsets) == 1:
 
786
                # We haven't read enough to justify expansion
 
787
                # If we are only going to read the root node, and 1 leaf node,
 
788
                # then it isn't worth expanding our request. Once we've read at
 
789
                # least 2 nodes, then we are probably doing a search, and we
 
790
                # start expanding our requests.
 
791
                if 'index' in debug.debug_flags:
 
792
                    trace.mutter('  not expanding on first reads')
 
793
                return offsets
 
794
            final_offsets = self._expand_to_neighbors(offsets, cached_offsets,
 
795
                                                      total_pages)
 
796
 
 
797
        final_offsets = sorted(final_offsets)
 
798
        if 'index' in debug.debug_flags:
 
799
            trace.mutter('expanded:  %s', final_offsets)
 
800
        return final_offsets
 
801
 
 
802
    def _expand_to_neighbors(self, offsets, cached_offsets, total_pages):
 
803
        """Expand requests to neighbors until we have enough pages.
 
804
 
 
805
        This is called from _expand_offsets after policy has determined that we
 
806
        want to expand.
 
807
        We only want to expand requests within a given layer. We cheat a little
 
808
        bit and assume all requests will be in the same layer. This is true
 
809
        given the current design, but if it changes this algorithm may perform
 
810
        oddly.
 
811
 
 
812
        :param offsets: requested offsets
 
813
        :param cached_offsets: offsets for pages we currently have cached
 
814
        :return: A set() of offsets after expansion
 
815
        """
 
816
        final_offsets = set(offsets)
 
817
        first = end = None
 
818
        new_tips = set(final_offsets)
 
819
        while len(final_offsets) < self._recommended_pages and new_tips:
 
820
            next_tips = set()
 
821
            for pos in new_tips:
 
822
                if first is None:
 
823
                    first, end = self._find_layer_first_and_end(pos)
 
824
                previous = pos - 1
 
825
                if (previous > 0
 
826
                    and previous not in cached_offsets
 
827
                    and previous not in final_offsets
 
828
                    and previous >= first):
 
829
                    next_tips.add(previous)
 
830
                after = pos + 1
 
831
                if (after < total_pages
 
832
                    and after not in cached_offsets
 
833
                    and after not in final_offsets
 
834
                    and after < end):
 
835
                    next_tips.add(after)
 
836
                # This would keep us from going bigger than
 
837
                # recommended_pages by only expanding the first offsets.
 
838
                # However, if we are making a 'wide' request, it is
 
839
                # reasonable to expand all points equally.
 
840
                # if len(final_offsets) > recommended_pages:
 
841
                #     break
 
842
            final_offsets.update(next_tips)
 
843
            new_tips = next_tips
 
844
        return final_offsets
 
845
 
 
846
    def external_references(self, ref_list_num):
 
847
        if self._root_node is None:
 
848
            self._get_root_node()
 
849
        if ref_list_num + 1 > self.node_ref_lists:
 
850
            raise ValueError('No ref list %d, index has %d ref lists'
 
851
                % (ref_list_num, self.node_ref_lists))
 
852
        keys = set()
 
853
        refs = set()
 
854
        for node in self.iter_all_entries():
 
855
            keys.add(node[1])
 
856
            refs.update(node[3][ref_list_num])
 
857
        return refs - keys
 
858
 
 
859
    def _find_layer_first_and_end(self, offset):
 
860
        """Find the start/stop nodes for the layer corresponding to offset.
 
861
 
 
862
        :return: (first, end)
 
863
            first is the first node in this layer
 
864
            end is the first node of the next layer
 
865
        """
 
866
        first = end = 0
 
867
        for roffset in self._row_offsets:
 
868
            first = end
 
869
            end = roffset
 
870
            if offset < roffset:
 
871
                break
 
872
        return first, end
 
873
 
 
874
    def _get_offsets_to_cached_pages(self):
 
875
        """Determine what nodes we already have cached."""
 
876
        cached_offsets = set(self._internal_node_cache.keys())
 
877
        cached_offsets.update(self._leaf_node_cache.keys())
 
878
        if self._root_node is not None:
 
879
            cached_offsets.add(0)
 
880
        return cached_offsets
 
881
 
 
882
    def _get_root_node(self):
 
883
        if self._root_node is None:
 
884
            # We may not have a root node yet
 
885
            self._get_internal_nodes([0])
 
886
        return self._root_node
 
887
 
 
888
    def _get_nodes(self, cache, node_indexes):
 
889
        found = {}
 
890
        needed = []
 
891
        for idx in node_indexes:
 
892
            if idx == 0 and self._root_node is not None:
 
893
                found[0] = self._root_node
 
894
                continue
 
895
            try:
 
896
                found[idx] = cache[idx]
 
897
            except KeyError:
 
898
                needed.append(idx)
 
899
        if not needed:
 
900
            return found
 
901
        needed = self._expand_offsets(needed)
 
902
        found.update(self._get_and_cache_nodes(needed))
 
903
        return found
 
904
 
 
905
    def _get_internal_nodes(self, node_indexes):
 
906
        """Get a node, from cache or disk.
 
907
 
 
908
        After getting it, the node will be cached.
 
909
        """
 
910
        return self._get_nodes(self._internal_node_cache, node_indexes)
 
911
 
 
912
    def _cache_leaf_values(self, nodes):
 
913
        """Cache directly from key => value, skipping the btree."""
 
914
        if self._leaf_value_cache is not None:
 
915
            for node in nodes.itervalues():
 
916
                for key, value in node.keys.iteritems():
 
917
                    if key in self._leaf_value_cache:
 
918
                        # Don't add the rest of the keys, we've seen this node
 
919
                        # before.
 
920
                        break
 
921
                    self._leaf_value_cache[key] = value
 
922
 
 
923
    def _get_leaf_nodes(self, node_indexes):
 
924
        """Get a bunch of nodes, from cache or disk."""
 
925
        found = self._get_nodes(self._leaf_node_cache, node_indexes)
 
926
        self._cache_leaf_values(found)
 
927
        return found
 
928
 
 
929
    def iter_all_entries(self):
 
930
        """Iterate over all keys within the index.
 
931
 
 
932
        :return: An iterable of (index, key, value) or (index, key, value, reference_lists).
 
933
            The former tuple is used when there are no reference lists in the
 
934
            index, making the API compatible with simple key:value index types.
 
935
            There is no defined order for the result iteration - it will be in
 
936
            the most efficient order for the index.
 
937
        """
 
938
        if 'evil' in debug.debug_flags:
 
939
            trace.mutter_callsite(3,
 
940
                "iter_all_entries scales with size of history.")
 
941
        if not self.key_count():
 
942
            return
 
943
        if self._row_offsets[-1] == 1:
 
944
            # There is only the root node, and we read that via key_count()
 
945
            if self.node_ref_lists:
 
946
                for key, (value, refs) in sorted(self._root_node.keys.items()):
 
947
                    yield (self, key, value, refs)
 
948
            else:
 
949
                for key, (value, refs) in sorted(self._root_node.keys.items()):
 
950
                    yield (self, key, value)
 
951
            return
 
952
        start_of_leaves = self._row_offsets[-2]
 
953
        end_of_leaves = self._row_offsets[-1]
 
954
        needed_offsets = range(start_of_leaves, end_of_leaves)
 
955
        if needed_offsets == [0]:
 
956
            # Special case when we only have a root node, as we have already
 
957
            # read everything
 
958
            nodes = [(0, self._root_node)]
 
959
        else:
 
960
            nodes = self._read_nodes(needed_offsets)
 
961
        # We iterate strictly in-order so that we can use this function
 
962
        # for spilling index builds to disk.
 
963
        if self.node_ref_lists:
 
964
            for _, node in nodes:
 
965
                for key, (value, refs) in sorted(node.keys.items()):
 
966
                    yield (self, key, value, refs)
 
967
        else:
 
968
            for _, node in nodes:
 
969
                for key, (value, refs) in sorted(node.keys.items()):
 
970
                    yield (self, key, value)
 
971
 
 
972
    @staticmethod
 
973
    def _multi_bisect_right(in_keys, fixed_keys):
 
974
        """Find the positions where each 'in_key' would fit in fixed_keys.
 
975
 
 
976
        This is equivalent to doing "bisect_right" on each in_key into
 
977
        fixed_keys
 
978
 
 
979
        :param in_keys: A sorted list of keys to match with fixed_keys
 
980
        :param fixed_keys: A sorted list of keys to match against
 
981
        :return: A list of (integer position, [key list]) tuples.
 
982
        """
 
983
        if not in_keys:
 
984
            return []
 
985
        if not fixed_keys:
 
986
            # no pointers in the fixed_keys list, which means everything must
 
987
            # fall to the left.
 
988
            return [(0, in_keys)]
 
989
 
 
990
        # TODO: Iterating both lists will generally take M + N steps
 
991
        #       Bisecting each key will generally take M * log2 N steps.
 
992
        #       If we had an efficient way to compare, we could pick the method
 
993
        #       based on which has the fewer number of steps.
 
994
        #       There is also the argument that bisect_right is a compiled
 
995
        #       function, so there is even more to be gained.
 
996
        # iter_steps = len(in_keys) + len(fixed_keys)
 
997
        # bisect_steps = len(in_keys) * math.log(len(fixed_keys), 2)
 
998
        if len(in_keys) == 1: # Bisect will always be faster for M = 1
 
999
            return [(bisect_right(fixed_keys, in_keys[0]), in_keys)]
 
1000
        # elif bisect_steps < iter_steps:
 
1001
        #     offsets = {}
 
1002
        #     for key in in_keys:
 
1003
        #         offsets.setdefault(bisect_right(fixed_keys, key),
 
1004
        #                            []).append(key)
 
1005
        #     return [(o, offsets[o]) for o in sorted(offsets)]
 
1006
        in_keys_iter = iter(in_keys)
 
1007
        fixed_keys_iter = enumerate(fixed_keys)
 
1008
        cur_in_key = in_keys_iter.next()
 
1009
        cur_fixed_offset, cur_fixed_key = fixed_keys_iter.next()
 
1010
 
 
1011
        class InputDone(Exception): pass
 
1012
        class FixedDone(Exception): pass
 
1013
 
 
1014
        output = []
 
1015
        cur_out = []
 
1016
 
 
1017
        # TODO: Another possibility is that rather than iterating on each side,
 
1018
        #       we could use a combination of bisecting and iterating. For
 
1019
        #       example, while cur_in_key < fixed_key, bisect to find its
 
1020
        #       point, then iterate all matching keys, then bisect (restricted
 
1021
        #       to only the remainder) for the next one, etc.
 
1022
        try:
 
1023
            while True:
 
1024
                if cur_in_key < cur_fixed_key:
 
1025
                    cur_keys = []
 
1026
                    cur_out = (cur_fixed_offset, cur_keys)
 
1027
                    output.append(cur_out)
 
1028
                    while cur_in_key < cur_fixed_key:
 
1029
                        cur_keys.append(cur_in_key)
 
1030
                        try:
 
1031
                            cur_in_key = in_keys_iter.next()
 
1032
                        except StopIteration:
 
1033
                            raise InputDone
 
1034
                    # At this point cur_in_key must be >= cur_fixed_key
 
1035
                # step the cur_fixed_key until we pass the cur key, or walk off
 
1036
                # the end
 
1037
                while cur_in_key >= cur_fixed_key:
 
1038
                    try:
 
1039
                        cur_fixed_offset, cur_fixed_key = fixed_keys_iter.next()
 
1040
                    except StopIteration:
 
1041
                        raise FixedDone
 
1042
        except InputDone:
 
1043
            # We consumed all of the input, nothing more to do
 
1044
            pass
 
1045
        except FixedDone:
 
1046
            # There was some input left, but we consumed all of fixed, so we
 
1047
            # have to add one more for the tail
 
1048
            cur_keys = [cur_in_key]
 
1049
            cur_keys.extend(in_keys_iter)
 
1050
            cur_out = (len(fixed_keys), cur_keys)
 
1051
            output.append(cur_out)
 
1052
        return output
 
1053
 
 
1054
    def _walk_through_internal_nodes(self, keys):
 
1055
        """Take the given set of keys, and find the corresponding LeafNodes.
 
1056
 
 
1057
        :param keys: An unsorted iterable of keys to search for
 
1058
        :return: (nodes, index_and_keys)
 
1059
            nodes is a dict mapping {index: LeafNode}
 
1060
            keys_at_index is a list of tuples of [(index, [keys for Leaf])]
 
1061
        """
 
1062
        # 6 seconds spent in miss_torture using the sorted() line.
 
1063
        # Even with out of order disk IO it seems faster not to sort it when
 
1064
        # large queries are being made.
 
1065
        keys_at_index = [(0, sorted(keys))]
 
1066
 
 
1067
        for row_pos, next_row_start in enumerate(self._row_offsets[1:-1]):
 
1068
            node_indexes = [idx for idx, s_keys in keys_at_index]
 
1069
            nodes = self._get_internal_nodes(node_indexes)
 
1070
 
 
1071
            next_nodes_and_keys = []
 
1072
            for node_index, sub_keys in keys_at_index:
 
1073
                node = nodes[node_index]
 
1074
                positions = self._multi_bisect_right(sub_keys, node.keys)
 
1075
                node_offset = next_row_start + node.offset
 
1076
                next_nodes_and_keys.extend([(node_offset + pos, s_keys)
 
1077
                                           for pos, s_keys in positions])
 
1078
            keys_at_index = next_nodes_and_keys
 
1079
        # We should now be at the _LeafNodes
 
1080
        node_indexes = [idx for idx, s_keys in keys_at_index]
 
1081
 
 
1082
        # TODO: We may *not* want to always read all the nodes in one
 
1083
        #       big go. Consider setting a max size on this.
 
1084
        nodes = self._get_leaf_nodes(node_indexes)
 
1085
        return nodes, keys_at_index
 
1086
 
 
1087
    def iter_entries(self, keys):
 
1088
        """Iterate over keys within the index.
 
1089
 
 
1090
        :param keys: An iterable providing the keys to be retrieved.
 
1091
        :return: An iterable as per iter_all_entries, but restricted to the
 
1092
            keys supplied. No additional keys will be returned, and every
 
1093
            key supplied that is in the index will be returned.
 
1094
        """
 
1095
        # 6 seconds spent in miss_torture using the sorted() line.
 
1096
        # Even with out of order disk IO it seems faster not to sort it when
 
1097
        # large queries are being made.
 
1098
        # However, now that we are doing multi-way bisecting, we need the keys
 
1099
        # in sorted order anyway. We could change the multi-way code to not
 
1100
        # require sorted order. (For example, it bisects for the first node,
 
1101
        # does an in-order search until a key comes before the current point,
 
1102
        # which it then bisects for, etc.)
 
1103
        keys = frozenset(keys)
 
1104
        if not keys:
 
1105
            return
 
1106
 
 
1107
        if not self.key_count():
 
1108
            return
 
1109
 
 
1110
        needed_keys = []
 
1111
        if self._leaf_value_cache is None:
 
1112
            needed_keys = keys
 
1113
        else:
 
1114
            for key in keys:
 
1115
                value = self._leaf_value_cache.get(key, None)
 
1116
                if value is not None:
 
1117
                    # This key is known not to be here, skip it
 
1118
                    value, refs = value
 
1119
                    if self.node_ref_lists:
 
1120
                        yield (self, key, value, refs)
 
1121
                    else:
 
1122
                        yield (self, key, value)
 
1123
                else:
 
1124
                    needed_keys.append(key)
 
1125
 
 
1126
        last_key = None
 
1127
        needed_keys = keys
 
1128
        if not needed_keys:
 
1129
            return
 
1130
        nodes, nodes_and_keys = self._walk_through_internal_nodes(needed_keys)
 
1131
        for node_index, sub_keys in nodes_and_keys:
 
1132
            if not sub_keys:
 
1133
                continue
 
1134
            node = nodes[node_index]
 
1135
            for next_sub_key in sub_keys:
 
1136
                if next_sub_key in node.keys:
 
1137
                    value, refs = node.keys[next_sub_key]
 
1138
                    if self.node_ref_lists:
 
1139
                        yield (self, next_sub_key, value, refs)
 
1140
                    else:
 
1141
                        yield (self, next_sub_key, value)
 
1142
 
 
1143
    def _find_ancestors(self, keys, ref_list_num, parent_map, missing_keys):
 
1144
        """Find the parent_map information for the set of keys.
 
1145
 
 
1146
        This populates the parent_map dict and missing_keys set based on the
 
1147
        queried keys. It also can fill out an arbitrary number of parents that
 
1148
        it finds while searching for the supplied keys.
 
1149
 
 
1150
        It is unlikely that you want to call this directly. See
 
1151
        "CombinedGraphIndex.find_ancestry()" for a more appropriate API.
 
1152
 
 
1153
        :param keys: A keys whose ancestry we want to return
 
1154
            Every key will either end up in 'parent_map' or 'missing_keys'.
 
1155
        :param ref_list_num: This index in the ref_lists is the parents we
 
1156
            care about.
 
1157
        :param parent_map: {key: parent_keys} for keys that are present in this
 
1158
            index. This may contain more entries than were in 'keys', that are
 
1159
            reachable ancestors of the keys requested.
 
1160
        :param missing_keys: keys which are known to be missing in this index.
 
1161
            This may include parents that were not directly requested, but we
 
1162
            were able to determine that they are not present in this index.
 
1163
        :return: search_keys    parents that were found but not queried to know
 
1164
            if they are missing or present. Callers can re-query this index for
 
1165
            those keys, and they will be placed into parent_map or missing_keys
 
1166
        """
 
1167
        if not self.key_count():
 
1168
            # We use key_count() to trigger reading the root node and
 
1169
            # determining info about this BTreeGraphIndex
 
1170
            # If we don't have any keys, then everything is missing
 
1171
            missing_keys.update(keys)
 
1172
            return set()
 
1173
        if ref_list_num >= self.node_ref_lists:
 
1174
            raise ValueError('No ref list %d, index has %d ref lists'
 
1175
                % (ref_list_num, self.node_ref_lists))
 
1176
 
 
1177
        # The main trick we are trying to accomplish is that when we find a
 
1178
        # key listing its parents, we expect that the parent key is also likely
 
1179
        # to sit on the same page. Allowing us to expand parents quickly
 
1180
        # without suffering the full stack of bisecting, etc.
 
1181
        nodes, nodes_and_keys = self._walk_through_internal_nodes(keys)
 
1182
 
 
1183
        # These are parent keys which could not be immediately resolved on the
 
1184
        # page where the child was present. Note that we may already be
 
1185
        # searching for that key, and it may actually be present [or known
 
1186
        # missing] on one of the other pages we are reading.
 
1187
        # TODO:
 
1188
        #   We could try searching for them in the immediate previous or next
 
1189
        #   page. If they occur "later" we could put them in a pending lookup
 
1190
        #   set, and then for each node we read thereafter we could check to
 
1191
        #   see if they are present.
 
1192
        #   However, we don't know the impact of keeping this list of things
 
1193
        #   that I'm going to search for every node I come across from here on
 
1194
        #   out.
 
1195
        #   It doesn't handle the case when the parent key is missing on a
 
1196
        #   page that we *don't* read. So we already have to handle being
 
1197
        #   re-entrant for that.
 
1198
        #   Since most keys contain a date string, they are more likely to be
 
1199
        #   found earlier in the file than later, but we would know that right
 
1200
        #   away (key < min_key), and wouldn't keep searching it on every other
 
1201
        #   page that we read.
 
1202
        #   Mostly, it is an idea, one which should be benchmarked.
 
1203
        parents_not_on_page = set()
 
1204
 
 
1205
        for node_index, sub_keys in nodes_and_keys:
 
1206
            if not sub_keys:
 
1207
                continue
 
1208
            # sub_keys is all of the keys we are looking for that should exist
 
1209
            # on this page, if they aren't here, then they won't be found
 
1210
            node = nodes[node_index]
 
1211
            node_keys = node.keys
 
1212
            parents_to_check = set()
 
1213
            for next_sub_key in sub_keys:
 
1214
                if next_sub_key not in node_keys:
 
1215
                    # This one is just not present in the index at all
 
1216
                    missing_keys.add(next_sub_key)
 
1217
                else:
 
1218
                    value, refs = node_keys[next_sub_key]
 
1219
                    parent_keys = refs[ref_list_num]
 
1220
                    parent_map[next_sub_key] = parent_keys
 
1221
                    parents_to_check.update(parent_keys)
 
1222
            # Don't look for things we've already found
 
1223
            parents_to_check = parents_to_check.difference(parent_map)
 
1224
            # this can be used to test the benefit of having the check loop
 
1225
            # inlined.
 
1226
            # parents_not_on_page.update(parents_to_check)
 
1227
            # continue
 
1228
            while parents_to_check:
 
1229
                next_parents_to_check = set()
 
1230
                for key in parents_to_check:
 
1231
                    if key in node_keys:
 
1232
                        value, refs = node_keys[key]
 
1233
                        parent_keys = refs[ref_list_num]
 
1234
                        parent_map[key] = parent_keys
 
1235
                        next_parents_to_check.update(parent_keys)
 
1236
                    else:
 
1237
                        # This parent either is genuinely missing, or should be
 
1238
                        # found on another page. Perf test whether it is better
 
1239
                        # to check if this node should fit on this page or not.
 
1240
                        # in the 'everything-in-one-pack' scenario, this *not*
 
1241
                        # doing the check is 237ms vs 243ms.
 
1242
                        # So slightly better, but I assume the standard 'lots
 
1243
                        # of packs' is going to show a reasonable improvement
 
1244
                        # from the check, because it avoids 'going around
 
1245
                        # again' for everything that is in another index
 
1246
                        # parents_not_on_page.add(key)
 
1247
                        # Missing for some reason
 
1248
                        if key < node.min_key:
 
1249
                            # in the case of bzr.dev, 3.4k/5.3k misses are
 
1250
                            # 'earlier' misses (65%)
 
1251
                            parents_not_on_page.add(key)
 
1252
                        elif key > node.max_key:
 
1253
                            # This parent key would be present on a different
 
1254
                            # LeafNode
 
1255
                            parents_not_on_page.add(key)
 
1256
                        else:
 
1257
                            # assert key != node.min_key and key != node.max_key
 
1258
                            # If it was going to be present, it would be on
 
1259
                            # *this* page, so mark it missing.
 
1260
                            missing_keys.add(key)
 
1261
                parents_to_check = next_parents_to_check.difference(parent_map)
 
1262
                # Might want to do another .difference() from missing_keys
 
1263
        # parents_not_on_page could have been found on a different page, or be
 
1264
        # known to be missing. So cull out everything that has already been
 
1265
        # found.
 
1266
        search_keys = parents_not_on_page.difference(
 
1267
            parent_map).difference(missing_keys)
 
1268
        return search_keys
 
1269
 
 
1270
    def iter_entries_prefix(self, keys):
 
1271
        """Iterate over keys within the index using prefix matching.
 
1272
 
 
1273
        Prefix matching is applied within the tuple of a key, not to within
 
1274
        the bytestring of each key element. e.g. if you have the keys ('foo',
 
1275
        'bar'), ('foobar', 'gam') and do a prefix search for ('foo', None) then
 
1276
        only the former key is returned.
 
1277
 
 
1278
        WARNING: Note that this method currently causes a full index parse
 
1279
        unconditionally (which is reasonably appropriate as it is a means for
 
1280
        thunking many small indices into one larger one and still supplies
 
1281
        iter_all_entries at the thunk layer).
 
1282
 
 
1283
        :param keys: An iterable providing the key prefixes to be retrieved.
 
1284
            Each key prefix takes the form of a tuple the length of a key, but
 
1285
            with the last N elements 'None' rather than a regular bytestring.
 
1286
            The first element cannot be 'None'.
 
1287
        :return: An iterable as per iter_all_entries, but restricted to the
 
1288
            keys with a matching prefix to those supplied. No additional keys
 
1289
            will be returned, and every match that is in the index will be
 
1290
            returned.
 
1291
        """
 
1292
        keys = sorted(set(keys))
 
1293
        if not keys:
 
1294
            return
 
1295
        # Load if needed to check key lengths
 
1296
        if self._key_count is None:
 
1297
            self._get_root_node()
 
1298
        # TODO: only access nodes that can satisfy the prefixes we are looking
 
1299
        # for. For now, to meet API usage (as this function is not used by
 
1300
        # current bzrlib) just suck the entire index and iterate in memory.
 
1301
        nodes = {}
 
1302
        if self.node_ref_lists:
 
1303
            if self._key_length == 1:
 
1304
                for _1, key, value, refs in self.iter_all_entries():
 
1305
                    nodes[key] = value, refs
 
1306
            else:
 
1307
                nodes_by_key = {}
 
1308
                for _1, key, value, refs in self.iter_all_entries():
 
1309
                    key_value = key, value, refs
 
1310
                    # For a key of (foo, bar, baz) create
 
1311
                    # _nodes_by_key[foo][bar][baz] = key_value
 
1312
                    key_dict = nodes_by_key
 
1313
                    for subkey in key[:-1]:
 
1314
                        key_dict = key_dict.setdefault(subkey, {})
 
1315
                    key_dict[key[-1]] = key_value
 
1316
        else:
 
1317
            if self._key_length == 1:
 
1318
                for _1, key, value in self.iter_all_entries():
 
1319
                    nodes[key] = value
 
1320
            else:
 
1321
                nodes_by_key = {}
 
1322
                for _1, key, value in self.iter_all_entries():
 
1323
                    key_value = key, value
 
1324
                    # For a key of (foo, bar, baz) create
 
1325
                    # _nodes_by_key[foo][bar][baz] = key_value
 
1326
                    key_dict = nodes_by_key
 
1327
                    for subkey in key[:-1]:
 
1328
                        key_dict = key_dict.setdefault(subkey, {})
 
1329
                    key_dict[key[-1]] = key_value
 
1330
        if self._key_length == 1:
 
1331
            for key in keys:
 
1332
                # sanity check
 
1333
                if key[0] is None:
 
1334
                    raise errors.BadIndexKey(key)
 
1335
                if len(key) != self._key_length:
 
1336
                    raise errors.BadIndexKey(key)
 
1337
                try:
 
1338
                    if self.node_ref_lists:
 
1339
                        value, node_refs = nodes[key]
 
1340
                        yield self, key, value, node_refs
 
1341
                    else:
 
1342
                        yield self, key, nodes[key]
 
1343
                except KeyError:
 
1344
                    pass
 
1345
            return
 
1346
        for key in keys:
 
1347
            # sanity check
 
1348
            if key[0] is None:
 
1349
                raise errors.BadIndexKey(key)
 
1350
            if len(key) != self._key_length:
 
1351
                raise errors.BadIndexKey(key)
 
1352
            # find what it refers to:
 
1353
            key_dict = nodes_by_key
 
1354
            elements = list(key)
 
1355
            # find the subdict whose contents should be returned.
 
1356
            try:
 
1357
                while len(elements) and elements[0] is not None:
 
1358
                    key_dict = key_dict[elements[0]]
 
1359
                    elements.pop(0)
 
1360
            except KeyError:
 
1361
                # a non-existant lookup.
 
1362
                continue
 
1363
            if len(elements):
 
1364
                dicts = [key_dict]
 
1365
                while dicts:
 
1366
                    key_dict = dicts.pop(-1)
 
1367
                    # can't be empty or would not exist
 
1368
                    item, value = key_dict.iteritems().next()
 
1369
                    if type(value) == dict:
 
1370
                        # push keys
 
1371
                        dicts.extend(key_dict.itervalues())
 
1372
                    else:
 
1373
                        # yield keys
 
1374
                        for value in key_dict.itervalues():
 
1375
                            # each value is the key:value:node refs tuple
 
1376
                            # ready to yield.
 
1377
                            yield (self, ) + value
 
1378
            else:
 
1379
                # the last thing looked up was a terminal element
 
1380
                yield (self, ) + key_dict
 
1381
 
 
1382
    def key_count(self):
 
1383
        """Return an estimate of the number of keys in this index.
 
1384
 
 
1385
        For BTreeGraphIndex the estimate is exact as it is contained in the
 
1386
        header.
 
1387
        """
 
1388
        if self._key_count is None:
 
1389
            self._get_root_node()
 
1390
        return self._key_count
 
1391
 
 
1392
    def _compute_row_offsets(self):
 
1393
        """Fill out the _row_offsets attribute based on _row_lengths."""
 
1394
        offsets = []
 
1395
        row_offset = 0
 
1396
        for row in self._row_lengths:
 
1397
            offsets.append(row_offset)
 
1398
            row_offset += row
 
1399
        offsets.append(row_offset)
 
1400
        self._row_offsets = offsets
 
1401
 
 
1402
    def _parse_header_from_bytes(self, bytes):
 
1403
        """Parse the header from a region of bytes.
 
1404
 
 
1405
        :param bytes: The data to parse.
 
1406
        :return: An offset, data tuple such as readv yields, for the unparsed
 
1407
            data. (which may be of length 0).
 
1408
        """
 
1409
        signature = bytes[0:len(self._signature())]
 
1410
        if not signature == self._signature():
 
1411
            raise errors.BadIndexFormatSignature(self._name, BTreeGraphIndex)
 
1412
        lines = bytes[len(self._signature()):].splitlines()
 
1413
        options_line = lines[0]
 
1414
        if not options_line.startswith(_OPTION_NODE_REFS):
 
1415
            raise errors.BadIndexOptions(self)
 
1416
        try:
 
1417
            self.node_ref_lists = int(options_line[len(_OPTION_NODE_REFS):])
 
1418
        except ValueError:
 
1419
            raise errors.BadIndexOptions(self)
 
1420
        options_line = lines[1]
 
1421
        if not options_line.startswith(_OPTION_KEY_ELEMENTS):
 
1422
            raise errors.BadIndexOptions(self)
 
1423
        try:
 
1424
            self._key_length = int(options_line[len(_OPTION_KEY_ELEMENTS):])
 
1425
        except ValueError:
 
1426
            raise errors.BadIndexOptions(self)
 
1427
        options_line = lines[2]
 
1428
        if not options_line.startswith(_OPTION_LEN):
 
1429
            raise errors.BadIndexOptions(self)
 
1430
        try:
 
1431
            self._key_count = int(options_line[len(_OPTION_LEN):])
 
1432
        except ValueError:
 
1433
            raise errors.BadIndexOptions(self)
 
1434
        options_line = lines[3]
 
1435
        if not options_line.startswith(_OPTION_ROW_LENGTHS):
 
1436
            raise errors.BadIndexOptions(self)
 
1437
        try:
 
1438
            self._row_lengths = map(int, [length for length in
 
1439
                options_line[len(_OPTION_ROW_LENGTHS):].split(',')
 
1440
                if len(length)])
 
1441
        except ValueError:
 
1442
            raise errors.BadIndexOptions(self)
 
1443
        self._compute_row_offsets()
 
1444
 
 
1445
        # calculate the bytes we have processed
 
1446
        header_end = (len(signature) + sum(map(len, lines[0:4])) + 4)
 
1447
        return header_end, bytes[header_end:]
 
1448
 
 
1449
    def _read_nodes(self, nodes):
 
1450
        """Read some nodes from disk into the LRU cache.
 
1451
 
 
1452
        This performs a readv to get the node data into memory, and parses each
 
1453
        node, then yields it to the caller. The nodes are requested in the
 
1454
        supplied order. If possible doing sort() on the list before requesting
 
1455
        a read may improve performance.
 
1456
 
 
1457
        :param nodes: The nodes to read. 0 - first node, 1 - second node etc.
 
1458
        :return: None
 
1459
        """
 
1460
        # may be the byte string of the whole file
 
1461
        bytes = None
 
1462
        # list of (offset, length) regions of the file that should, evenually
 
1463
        # be read in to data_ranges, either from 'bytes' or from the transport
 
1464
        ranges = []
 
1465
        for index in nodes:
 
1466
            offset = index * _PAGE_SIZE
 
1467
            size = _PAGE_SIZE
 
1468
            if index == 0:
 
1469
                # Root node - special case
 
1470
                if self._size:
 
1471
                    size = min(_PAGE_SIZE, self._size)
 
1472
                else:
 
1473
                    # The only case where we don't know the size, is for very
 
1474
                    # small indexes. So we read the whole thing
 
1475
                    bytes = self._transport.get_bytes(self._name)
 
1476
                    self._size = len(bytes)
 
1477
                    # the whole thing should be parsed out of 'bytes'
 
1478
                    ranges.append((0, len(bytes)))
 
1479
                    break
 
1480
            else:
 
1481
                if offset > self._size:
 
1482
                    raise AssertionError('tried to read past the end'
 
1483
                                         ' of the file %s > %s'
 
1484
                                         % (offset, self._size))
 
1485
                size = min(size, self._size - offset)
 
1486
            ranges.append((offset, size))
 
1487
        if not ranges:
 
1488
            return
 
1489
        elif bytes is not None:
 
1490
            # already have the whole file
 
1491
            data_ranges = [(start, bytes[start:start+_PAGE_SIZE])
 
1492
                           for start in xrange(0, len(bytes), _PAGE_SIZE)]
 
1493
        elif self._file is None:
 
1494
            data_ranges = self._transport.readv(self._name, ranges)
 
1495
        else:
 
1496
            data_ranges = []
 
1497
            for offset, size in ranges:
 
1498
                self._file.seek(offset)
 
1499
                data_ranges.append((offset, self._file.read(size)))
 
1500
        for offset, data in data_ranges:
 
1501
            if offset == 0:
 
1502
                # extract the header
 
1503
                offset, data = self._parse_header_from_bytes(data)
 
1504
                if len(data) == 0:
 
1505
                    continue
 
1506
            bytes = zlib.decompress(data)
 
1507
            if bytes.startswith(_LEAF_FLAG):
 
1508
                node = _LeafNode(bytes, self._key_length, self.node_ref_lists)
 
1509
            elif bytes.startswith(_INTERNAL_FLAG):
 
1510
                node = _InternalNode(bytes)
 
1511
            else:
 
1512
                raise AssertionError("Unknown node type for %r" % bytes)
 
1513
            yield offset / _PAGE_SIZE, node
 
1514
 
 
1515
    def _signature(self):
 
1516
        """The file signature for this index type."""
 
1517
        return _BTSIGNATURE
 
1518
 
 
1519
    def validate(self):
 
1520
        """Validate that everything in the index can be accessed."""
 
1521
        # just read and parse every node.
 
1522
        self._get_root_node()
 
1523
        if len(self._row_lengths) > 1:
 
1524
            start_node = self._row_offsets[1]
 
1525
        else:
 
1526
            # We shouldn't be reading anything anyway
 
1527
            start_node = 1
 
1528
        node_end = self._row_offsets[-1]
 
1529
        for node in self._read_nodes(range(start_node, node_end)):
 
1530
            pass
 
1531
 
 
1532
 
 
1533
try:
 
1534
    from bzrlib import _btree_serializer_pyx as _btree_serializer
 
1535
except ImportError:
 
1536
    from bzrlib import _btree_serializer_py as _btree_serializer