Modulo PeerServices - Appunti - Algoritmi 2 / 2

Algoritmo di rilevamento di non partecipazione

check_non_participation

bool check_non_participation(p_id, lvl, _pos)

• In questo algoritmo non ci interessa sapere se un g-nodo partecipa, ma solo se è possibile dire con certezza che esso non partecipa. In caso di incertezza l'algoritmo restituisce False.

• Produci x̄ = la tupla x̄₀·x̄₁·...·x̄_lvl-1 dove x̄_i = 0 per ogni i. La tupla identifica un indirizzo a caso all'interno del g-nodo g = (lvl, _pos). Se lvl = 0 allora x̄ è null.

• Produci n = make_tuple_node(new HCoord(0, pos[0]), lvl+1) , cioè la tupla n₀·n₁·...·n_lvl. La tupla che identifica il nodo corrente nel g-nodo di livello lvl+1 in cui il messaggio si muoverà.

• m’ = new PeerMessageForwarder.

• m’.n = n.

• m’.x̄ = x̄.

• m’.lvl = lvl.

• m’.pos = _pos.

• m’.p_id = p_id.

• m’.msg_id = un identificativo generato a caso per questo messaggio.

• Calcola timeout_instradamento = f ( map_paths.i_peers_get_nodes_in_my_group(lvl + 1) ).

• Prepara waiting_answer = new WaitingAnswer(null, (lvl,_pos) come PeerTupleGNode con top = lvl+1). Il fatto che l'istanza di IPeersRequest è a null fa in modo che i metodi remoti che ricevono le notifiche si comportano in modo adeguato. Sostanzialmente dovrebbe cambiare solo il fatto che quando si riceve la segnalazione di get_request si risponde sempre con l'eccezione PeersUnknownMessageError, ache se si è potuto recuperare l'istanza di WaitingAnswer. Sull'istanza di WaitingAnswer viene poi valorizzato il membro response con qualcosa diverso da null solo per indicare che il g-nodo partecipa.

• waiting_answer_map[m’.msg_id] = waiting_answer.

• IPeersManagerStub gwstub

• IPeersManagerStub? failed = null

• While True:
  • Try:
    • Calcola gwstub = map_paths.i_peers_gateway(lvl, _pos, null, failed)

  • Se riceve l'eccezione PeersNonexistentDestinationError:

    • Restituisci True. Rimuovi waiting_answer_map[m’.msg_id]. Termina algoritmo.
  • Try:
    • Esegue gwstub.forward_peer_message(m’).

  • Se riceve StubError o DeserializeError:

    • failed = gwstub.
    • Continua con la prossima iterazione del ciclo.
  • Esci dal ciclo.
• Try:
  • Sta in attesa su waiting_answer.ch per max timeout_instradamento.
  • Se waiting_answer.exclude_gnode ≠ null:
    • Restituisce False. Rimuovi waiting_answer_map[m’.msg_id]. Termina algoritmo.
  • Altrimenti-Se waiting_answer.non_participant_gnode ≠ null:
    • # significa che abbiamo ricevuto notizia di un gnodo non partecipante.

    • waiting_answer.non_participant_gnode è un PeerTupleGNode che rappresenta un g-nodo h dentro il mio g-nodo di livello top.

    • Se è visibile nella mia mappa, cioè se (lvl,top) non partecipa:
      • Restituisci True. Rimuovi waiting_answer_map[m’.msg_id]. Termina algoritmo.
    • Altrimenti:
      • Restituisce False. Rimuovi waiting_answer_map[m’.msg_id]. Termina algoritmo.
  • Altrimenti-Se waiting_answer.response ≠ null:
    • # significa che abbiamo ricevuto il contatto e che lvl,_pos partecipa.
    • Restituisce False. Rimuovi waiting_answer_map[m’.msg_id]. Termina algoritmo.
  • Altrimenti:
    • # significa che abbiamo ricevuto un nuovo valore in waiting_answer.min_target.
    • Restituisce False. Rimuovi waiting_answer_map[m’.msg_id]. Termina algoritmo.

• Se riceve l'eccezione TimeoutError:

  • # dobbiamo trattare waiting_answer.min_target come da escludere.
  • Restituisce False. Rimuovi waiting_answer_map[m’.msg_id]. Termina algoritmo.

Algoritmo di divulgazione della partecipazione

publish_my_participation

void publish_my_participation(p_id)

• gn = make_tuple_gnode(new HCoord(0, pos[0]), levels). La tupla n₀·n₁·...·n_levels-1, che identifica il nodo corrente nella rete.

• tempo_attesa = 300 secondi.

• iterazioni = 5.

• While True (per sempre):

  • Se iterazioni > 0:

    • Decrementa iterazioni di 1.
  • Altrimenti:
    • tempo_attesa = 1 giorno + random(1..24*60*60) secondi.

  • Prepara un IPeersMissingArcHandler missing_handler che in caso di invocazione esegua:

    • Calcola tcp_stub = neighbors_factory.i_peers_get_tcp(missing_arc).
    • Try:
      • tcp_stub.set_participant(p_id, gn).

    • Se riceve StubError o DeserializeError:

      • Ignora.
  • Calcola br_stub = neighbors_factory.i_peers_get_broadcast(missing_handler).
  • Try:
    • br_stub.set_participant(p_id, gn).

  • Se riceve StubError o DeserializeError:

    • Ignora.
  • Aspetta tempo_attesa.

set_participant

void set_participant(int p_id, PeerTupleGNode gn)

• E' già stata istanziata lista_recenti un ArrayList di HCoord.

• Se services.has_key(p_id) AND NOT services[p_id].p_is_optional:
  • Ignora il messaggio. Algoritmo termina.

• int case, HCoord ret.

• Calcola convert_tuple_gnode(gn, out case, out ret).
• Se case = 1:
  • Cioè gn rappresenta un mio g-nodo.
  • Ignora il messaggio. Algoritmo termina.
• Altrimenti:
  • Cioè gn rappresenta un g-nodo a cui io non appartengo, ed ho già calcolato in ret il g-nodo visibile nella mia topologia in cui gn si trova.
  • Se ret ∈ lista_recenti:
    • Ignora il messaggio. Algoritmo termina.
  • Altrimenti:
    • lista_recenti.add(ret).
    • Se NOT participant_maps.has_key(p_id):

      • participant_maps[p_id] = new ParticipantMap().

    • participant_maps[p_id].participant_list.add(ret).

    • ret_gn = make_tuple_gnode(ret, levels)

    • Prepara un IPeersMissingArcHandler missing_handler che in caso di invocazione esegua:

      • Calcola tcp_stub = neighbors_factory.i_peers_get_tcp(missing_arc).
      • Try:
        • tcp_stub.set_participant(p_id, ret_gn).

      • Se riceve StubError o DeserializeError:

        • Ignora.
    • Calcola br_stub = neighbors_factory.i_peers_get_broadcast(missing_handler).
    • Try:
      • br_stub.set_participant(p_id, ret_gn).

    • Se riceve StubError o DeserializeError:

      • Ignora.
    • Svolgi quanto segue in una nuova tasklet portando dietro ret:
      • Aspetta 60 secondi.
      • lista_recenti.remove(ret).

Algoritmo di mantenimento di un database distribuito

begin_replica

bool begin_replica(q, p_id, x̄, r, timeout_exec, out IPeersResponse? resp, out IPeersContinuation cont)

• Gli argomenti sono:

  • int q: il numero delle repliche richieste,

  • int p_id,

  • PeerTupleNode x̄: la tupla dell'hash della chiave del record, cioè h_p ( k ),

  • IPeersRequest r: la richiesta di replicare la coppia k,val ,

  • int timeout_exec,

  • resp viene valorizzato con la risposta o null;

  • cont è un oggetto di cui all'esterno si sa solo che implementa l'interfaccia vuota IPeersContinuation.

• lista_repliche = new List di PeerTupleNode.

• exclude_tuple_list = new PeerTupleGNodeContainer(x̄.tuple.size).

• cont = {q, p_id, x̄, r, timeout_exec, lista_repliche, exclude_tuple_list}.
• Return next_replica(cont, out resp).

next_replica

bool next_replica(IPeersContinuation cont, out IPeersResponse? resp)

• resp = null.
• Se cont.lista_repliche.size ≥ cont.q:
  • Return False.

• PeerTupleNode respondant;

• ret = contact_peer(cont.p_id, cont.x̄, cont.r, cont.timeout_exec, True, out respondant, cont.exclude_tuple_list).

• Se si riceve l'eccezione PeersNoParticipantsInNetworkError:

  • Return False.
• resp = ret.
• aggiungi respondant a cont.lista_repliche.
• aggiungi respondant a cont.exclude_tuple_list.

• Return cont.lista_repliche.size < cont.q.

ttl_db_begin

I metodi ttl_db_* servono a gestire un database distribuito in cui i record hanno una scadenza, o TTL. Il modulo, oltre a fornire tali metodi, fornisce la classe RequestSendKeys, la classe RequestSendKeysResponse, l'interfaccia ITemporalDatabaseHandler.

Un presupposto, comune ai database temporali e ai database fixed_keys, è che sia le chiavi sia i valori dei record siano istanze di classi derivate da Object e siano serializzabili.

La classe RequestSendKeys è una classe serializzabile, che deriva da Object, e non ha alcun dato al suo interno. Implementa l'interfaccia (vuota) IPeersRequest. È la richiesta di inviare tutte le chiavi memorizzate.

La classe RequestSendKeysResponse è una classe serializzabile, che deriva da Object, e contiene una lista di istanze di Object serializzabili. Implementa l'interfaccia (vuota) IPeersResponse. È la risposta alla richiesta di inviare tutte le chiavi memorizzate.

L'interfaccia ITemporalDatabaseHandler espone questi metodi:

• int p_id: una proprietà che dice l'identificativo di questo servizio.

• int timeout_exec: una proprietà che dice il tempo massimo di esecuzione per la richiesta RequestSendKeys per questo servizio.

• int msec_ttl: una proprietà che dice il numero di millisecondi prima che un record di questo servizio scada.

• bool is_valid_key(Object k): una funzione che dice se k è una chiave valida per il servizio.

• bool key_equal_data(Object k1, Object k2) e uint key_hash_data(Object k): metodi le cui firme sono adatte per i delegati Gee.EqualDataFunc<Object> e Gee.HashDataFunc<Object>, per costruire una HashMap o una lista "con funzionalità di ricerca" di chiavi del servizio.

• int max_records: una proprietà che dice il numero massimo di record che il nodo può memorizzare per questo servizio.

• int my_records_size(): una funzione per sapere il numero di record per questo servizio attualmente memorizzati dal nodo.

• bool my_records_contains(Object k): una funzione per sapere se il record per la chiave k per questo servizio è attualmente memorizzato dal nodo.

• List<int> evaluate_hash_node(Object k, int lvl): una funzione che calcola la tupla h_p(k) di questo servizio per la chiave k tenendo in considerazione che servono solo le posizioni interne al livello lvl.

void ttl_db_begin(ITemporalDatabaseHandler tdh, List<int> tuple_n)

• Viene avviata in una tasklet dalla classe del servizio, che deriva PeerService.

• Se si tratta di un servizio opzionale, viene chiamata solo dopo che sono state reperite con successo le mappe dei partecipanti ai servizi opzionali.

• Gli argomenti del metodo ttl_db_begin sono:

  • tdh: istanza di una classe che implementa ITemporalDatabaseHandler sopra descritta.

  • tuple_n: una tupla con tutte le posizioni del nodo da 0 a levels - 1.

• timer_non_exhaustive = un timer che scade dopo tdh.msec_ttl millisecondi.

• removed_keys = new ArrayList<Object>(tdh.key_equal_data): una lista vuota di chiavi cancellate su richiesta.

• retrieving_keys = new HashMap<Object,INtkdChannel>(tdh.key_equal_data, tdh.key_hash_data): una mappa vuota di chiavi in corso di recupero associate ad un canale di comunicazione tra tasklet.

• IPeersRequest r = new RequestSendKeys().

• Nota: spostare sulla descrizione di ttl_db_got_request. Chi riceve tale richiesta risponde subito con tutte le chiavi k ∈ my_records.keys.

• Try:

  • PeerTupleNode respondant = null. Sarà una tupla nel g-nodo di livello levels, poiché tuple_n ha levels elementi.

  • Esegue IPeersResponse ret = contact_peer(tdh.p_id, tuple_n, r, tdh.timeout_exec, True, out respondant).

  • Il valore restituito dovrebbe essere un RequestSendKeysResponse, cioè una lista di Object. Altrimenti la risposta viene ignorata.

  • Se ret è una istanza di RequestSendKeysResponse:

    • Per ogni chiave k in ret:

      • Se tdh.is_valid_key(k):

        • Se not my_records_contains(k) e k ∉ removed_keys e not retrieving_keys.has_key(k):

          • # Non sa nulla di k.

          • Se dist(h_p(k), n) < dist(h_p(k), respondant):

            • Avvia il recupero di k.

            • Attendi qualche istante per non gravare sulle prestazioni della rete.

  • Calcola l_n0 = livello del massimo distinto g-nodo di respondant.

  • Calcola p_n0 = posizione del massimo distinto g-nodo di respondant.

  • tuple_n = una tupla con tutte le posizioni del nodo da 0 a l_n0 inclusi.

  • Prepara exclude_tuple_list = [] una lista di istanze di tuple globali nel g-nodo di ricerca di livello l_n0 + 1.

  • Per i da 0 a gsize[l_n0] - 1: Se i ≠ p_n0: Metti in exclude_tuple_list il g-nodo (l_n0, i).

  • Metti in exclude_tuple_list il nodo respondant, espresso come PeerTupleGNode di livello 0 nel g-nodo di livello l_n0 + 1.

  • While tdh.my_records_size() + retrieving_keys.size < tdh.max_records:

    • # la memoria destinata da n al servizio p non è esaurita.

    • Attendi qualche istante per non gravare sulle prestazioni della rete.

    • respondant = null. Sarà una tupla nel g-nodo di livello l_n0 + 1, poiché tuple_n ha l_n0 + 1 elementi.

    • Esegue ret = contact_peer(tdh.p_id, tuple_n, r, tdh.timeout_exec, True, out respondant, exclude_tuple_list).

    • Il valore restituito dovrebbe essere un RequestSendKeysResponse, cioè una lista di Object. Altrimenti la risposta viene ignorata.

    • Se ret è una istanza di RequestSendKeysResponse:

      • Per ogni chiave k in ret:

        • Se tdh.is_valid_key(k):

          • Se not my_records_contains(k) e k ∉ removed_keys e not retrieving_keys.has_key(k):

            • # Non sa nulla di k.

            • Se dist(dth.evaluate_hash_node(k, tuple_n.size), tuple_n) < dist(dth.evaluate_hash_node(k, tuple_n.size), respondant):

              • Esegue ttl_db_retrieve_record(tdh, k). Cioè avvia il recupero di k.

              • Attendi qualche istante per non gravare sulle prestazioni della rete.

    • Metti in exclude_tuple_list il nodo respondant.

• Se riceve PeersNoParticipantsInNetworkError:

  • # L'algoritmo termina.

ttl_db_got_request

IPeersResponse ttl_db_got_request(IPeersRequest r, Object k) throws PeersRefuseExecutionError

• Quando riceve una richiesta r per la chiave k, la classe PeerService del servizio p fa queste operazioni:

  • Se timer_non_exhaustive non è espirato:

    • Se k ∈ my_records.keys:

      • Se r è di scrittura (o di lettura+scrittura) e prevede la cancellazione di k:

        • Elabora normalmente la richiesta r, rimuovendo l'elemento da my_records.

        • Mette k in removed_keys.

        • # L'algoritmo termina.
      • Altrimenti:

        • Elabora normalmente la richiesta r, non sono previste variazioni in my_records.keys.

        • # L'algoritmo termina.

    • Altrimenti-Se k ∈ removed_keys:

      • Se r è di lettura o lettura+scrittura:

        • Restituisce al richiedente l'eccezione NOT_FOUND.
        • # L'algoritmo termina.
      • Altrimenti:

        • # r è di scrittura:

        • Rimuove k da removed_keys.

        • Se la memoria destinata da n al servizio p non è esaurita (considerando my_records.size + retrieving_keys.size):

          • Elabora normalmente la richiesta r, aggiungendo un record in my_records[k].

          • # L'algoritmo termina.
        • Altrimenti:

          • Resetta il tempo di timer_non_exhaustive a TTL.

          • Rifiuta di elaborare r (perché out of memory).

          • # L'algoritmo termina.

    • Altrimenti-Se k ∈ retrieving_keys.keys:

      • Se r è di sola lettura:

        • Rifiuta di elaborare r (perché non esaustivo).

        • # L'algoritmo termina.
      • Altrimenti:

        • # r è di scrittura o lettura+scrittura:

        • Attende di ricevere una comunicazione dal canale retrieving_keys[k].

        • Se r prevede una lettura prima della scrittura:

          • Se k ∉ my_records.keys:

            • # Il nodo non ha il record ancora.

            • Mette k in removed_keys.

            • Restituisce al richiedente l'eccezione NOT_FOUND.
            • # L'algoritmo termina.
          • Altrimenti:

            • Elabora normalmente la richiesta r.

            • # L'algoritmo termina.
        • Altrimenti:

          • Elabora normalmente la richiesta r.

          • # L'algoritmo termina.
    • Altrimenti:

      • # Non sa nulla di k.

      • Se la memoria destinata da n al servizio p non è esaurita (considerando my_records.size + retrieving_keys.size):

        • Mette un nuovo canale in retrieving_keys[k].

        • In una nuova tasklet:

          • Avvia il recupero di k.

      • Resetta il tempo di timer_non_exhaustive a TTL.

      • Rifiuta di elaborare r (perché non esaustivo).

      • # L'algoritmo termina.
  • Altrimenti:

    • # È esaustivo.

    • Svuota la lista removed_keys.

    • Se k ∈ my_records.keys:

      • Elabora normalmente la richiesta r.

      • # L'algoritmo termina.
    • Altrimenti:

      • Se r è di sola lettura o di lettura+scrittura:

        • Restituisce al richiedente l'eccezione NOT_FOUND.
        • # L'algoritmo termina.
      • Altrimenti:

        • # r è di scrittura:

        • Se la memoria destinata da n al servizio p non è esaurita (considerando my_records.size + retrieving_keys.size):

          • Elabora normalmente la richiesta r, aggiungendo un record in my_records[k].

          • # L'algoritmo termina.
        • Altrimenti:

          • Resetta il tempo di timer_non_exhaustive a TTL.

          • Rifiuta di elaborare r (perché out of memory).

          • # L'algoritmo termina.

ttl_db_retrieve_record

internal void ttl_db_retrieve_record(Object k)

• Quando vuole recuperare il record per la chiave k, la classe PeerService del servizio p fa queste operazioni:

  • Prepara la richiesta r che dice "wait_then_send_record(k)".

  • Nota: chi riceve una richiesta "wait_then_send_record(k)" la tratta come una normale richiesta di sola lettura per la chiave k, a parte l'attesa.

  • Try:

    • Esegue ret = contact_peer(p_id, peer_tuple(k), r, timeout_exec, True, out respondant).

    • Se ret = NotFoundError:

      • Se k ∉ removed_keys:

        • Aggiunge k a removed_keys.

      • Atomicamente (senza schedulare altre tasklet) invia un messaggio a tutti quelli che sono in attesa su retrieving_keys[k] e rimuove k da retrieving_keys.

    • Altrimenti:

      • Scrive ret in my_records[k].

      • Rimuove k da removed_keys, se c'era.

      • Atomicamente (senza schedulare altre tasklet) invia un messaggio a tutti quelli che sono in attesa su retrieving_keys[k] e rimuove k da retrieving_keys.

  • Se riceve PeersNoParticipantsInNetworkError:

    • Se k ∉ removed_keys:

      • Aggiunge k a removed_keys.

    • Atomicamente (senza schedulare altre tasklet) invia un messaggio a tutti quelli che sono in attesa su retrieving_keys[k] e rimuove k da retrieving_keys.

  • Se riceve PeersRefuseExecutionError:

    • Se k ∉ removed_keys:

      • Aggiunge k a removed_keys.

    • Atomicamente (senza schedulare altre tasklet) invia un messaggio a tutti quelli che sono in attesa su retrieving_keys[k] e rimuove k da retrieving_keys.

fixed_keys_db_begin

void fixed_keys_db_begin(List<Object> K)

• Quando il bootstrap è completo, la classe PeerService del servizio p fa queste operazioni:

  • Crea una lista vuota di chiavi k di cui il recupero è ancora da iniziare, not_started_keys.

  • Crea una mappa vuota di chiavi k in corso di recupero associate ad un canale di comunicazione tra tasklet, retrieving_keys.

  • Per ogni chiave k nell'insieme completo K:

    • Aggiunge k a not_started_keys.

  • Per ogni chiave k nell'insieme completo K:

    • Sia respondant il detentore corrente di k. Lo trova con una chiamata a contact_peer in cui non chiede nulla.

    • Se dist(h_p(k), n) < dist(h_p(k), respondant):

      • Mette un nuovo canale in retrieving_keys[k].

      • In una nuova tasklet:

        • Avvia il recupero di k.

      • Rimuove k da not_started_keys.

      • Opzionalmente, a seconda di quante sono le chiavi, attendi qualche istante per non gravare sulle prestazioni della rete.
    • Altrimenti:

      • Rimuove k da not_started_keys.

fixed_keys_db_got_request

IPeersResponse fixed_keys_db_got_request(IPeersRequest r, Object k) throws PeersRefuseExecutionError

• Quando riceve una richiesta r per la chiave k, la classe PeerService del servizio p fa queste operazioni:

  • Se k ∈ not_started_keys:

    • Rifiuta di elaborare r (perché non esaustivo).

  • Se k ∈ retrieving_keys.keys:

    • Se r è di sola lettura:

      • Rifiuta di elaborare r (perché non esaustivo).

      • # L'algoritmo termina.
    • Altrimenti:

      • # r è di scrittura:

      • Attende di ricevere una comunicazione dal canale retrieving_keys[k].

      • Elabora normalmente la richiesta r.

      • # L'algoritmo termina.
  • Altrimenti:

    • Elabora normalmente la richiesta r.

    • # L'algoritmo termina.

fixed_keys_db_retrieve_record

internal void fixed_keys_db_retrieve_record(Object k)

• Quando vuole recuperare il record per la chiave k, la classe PeerService del servizio p fa queste operazioni:

  • Prepara la richiesta r che dice "wait_then_send_record(k)".

  • Nota: chi riceve una richiesta "wait_then_send_record(k)" la tratta come una normale richiesta di sola lettura per la chiave k, a parte l'attesa.

  • Try:

    • Esegue ret = contact_peer(p_id, peer_tuple(k), r, timeout_exec, True, out respondant).

    • Scrive ret in my_records[k].

  • Se riceve PeersNoParticipantsInNetworkError oppure PeersRefuseExecutionError:

    • Valorizza my_records[k] con un appropriato default.

  • Atomicamente (senza schedulare altre tasklet) invia un messaggio a tutti quelli che sono in attesa su retrieving_keys[k] e rimuove k da retrieving_keys.