examples/s4u/dht-chord/s4u_dht-chord.hpp

   1 /* Copyright (c) 2016-2017. The SimGrid Team. All rights reserved.          */
   2
   3 /* This program is free software; you can redistribute it and/or modify it
   4  * under the terms of the license (GNU LGPL) which comes with this package. */
   5
   6 #ifndef S4U_CHORD_HPP
   7 #define S4U_CHORD_HPP
   8 #include "simgrid/s4u.hpp"
   9 #include <string>
  10 #include <xbt/RngStream.h>
  11 #include <xbt/ex.hpp>
  12 #include <xbt/str.h>
  13
  14 #define MAX_SIMULATION_TIME 1000
  15 #define PERIODIC_STABILIZE_DELAY 20
  16 #define PERIODIC_FIX_FINGERS_DELAY 120
  17 #define PERIODIC_CHECK_PREDECESSOR_DELAY 120
  18 #define PERIODIC_LOOKUP_DELAY 10
  19 #define SLEEP_DELAY 4.9999
  20
  21 extern int nb_bits;
  22 extern int nb_keys;
  23 extern int timeout;
  24 extern int* powers2;
  25
  26 class HostChord {
  27   RngStream stream_;
  28   simgrid::s4u::Host* host = nullptr;
  29
  30 public:
  31   static simgrid::xbt::Extension<simgrid::s4u::Host, HostChord> EXTENSION_ID;
  32
  33   explicit HostChord(simgrid::s4u::Host* ptr) : host(ptr)
  34   {
  35     std::string descr = std::string("RngSream<") + host->cname() + ">";
  36     stream_           = RngStream_CreateStream(descr.c_str());
  37   }
  38
  39   ~HostChord() { RngStream_DeleteStream(&stream_); };
  40
  41   RngStream getStream() { return stream_; };
  42 };
  43
  44 /* Types of tasks exchanged between nodes. */
  45 typedef enum {
  46   FIND_SUCCESSOR,
  47   FIND_SUCCESSOR_ANSWER,
  48   GET_PREDECESSOR,
  49   GET_PREDECESSOR_ANSWER,
  50   NOTIFY,
  51   SUCCESSOR_LEAVING,
  52   PREDECESSOR_LEAVING,
  53   PREDECESSOR_ALIVE,
  54   PREDECESSOR_ALIVE_ANSWER
  55 } e_message_type_t;
  56
  57 class ChordMessage {
  58 public:
  59   e_message_type_t type;              // type of message
  60   std::string issuer_host_name;       // used for logging
  61   int request_id     = -1;            // id (used by some types of messages)
  62   int request_finger = 1;             // finger parameter (used by some types of messages)
  63   int answer_id      = -1;            // answer (used by some types of messages)
  64   simgrid::s4u::MailboxPtr answer_to; // mailbox to send an answer to (if any)
  65
  66   ChordMessage(e_message_type_t type) : type(type) { issuer_host_name = simgrid::s4u::this_actor::host()->name(); }
  67
  68   ~ChordMessage() = default;
  69 };
  70
  71 class Node {
  72   int known_id_      = -1;
  73   double start_time_ = -1;
  74   double deadline_   = -1;
  75   bool joined        = false;
  76   int id_;                           // my id
  77   int pred_id_ = -1;                 // predecessor id
  78   simgrid::s4u::MailboxPtr mailbox_; // my mailbox
  79   int* fingers_;                     // finger table,(fingers[0] is my successor)
  80   int next_finger_to_fix;            // index of the next finger to fix in fix_fingers()
  81   RngStream stream;
  82
  83 public:
  84   explicit Node(std::vector<std::string> args);
  85   ~Node();
  86   void join(int known_id);
  87   void leave();
  88   void notifyAndQuit();
  89
  90   void randomLookup();
  91   void setFinger(int finger_index, int id);
  92   void fixFingers();
  93   void printFingerTable();
  94
  95   void setPredecessor(int predecessor_id);
  96   void checkPredecessor();
  97   int remoteGetPredecessor(int ask_to);
  98   int closestPrecedingFinger(int id);
  99   int findSuccessor(int id);
 100   int remoteFindSuccessor(int ask_to, int id);
 101
 102   void notify(int predecessor_candidate_id);
 103   void remoteNotify(int notify_id, int predecessor_candidate_id);
 104   void stabilize();
 105   void handleMessage(ChordMessage* message);
 106
 107   void operator()()
 108   {
 109     simgrid::s4u::this_actor::sleep_for(start_time_);
 110     if (known_id_ == -1) {
 111       setPredecessor(-1); // -1 means that I have no predecessor
 112       printFingerTable();
 113       joined = true;
 114     } else {
 115       join(known_id_);
 116     }
 117
 118     if (!joined)
 119       return;
 120     ChordMessage* message              = nullptr;
 121     void* data                         = nullptr;
 122     double now                         = simgrid::s4u::Engine::getClock();
 123     double next_stabilize_date         = start_time_ + PERIODIC_STABILIZE_DELAY;
 124     double next_fix_fingers_date       = start_time_ + PERIODIC_FIX_FINGERS_DELAY;
 125     double next_check_predecessor_date = start_time_ + PERIODIC_CHECK_PREDECESSOR_DELAY;
 126     double next_lookup_date            = start_time_ + PERIODIC_LOOKUP_DELAY;
 127
 128     while ((now < (start_time_ + deadline_)) && now < MAX_SIMULATION_TIME) {
 129       data                             = nullptr;
 130       simgrid::s4u::Comm& comm_receive = simgrid::s4u::this_actor::irecv(mailbox_, &data);
 131       while ((now < (start_time_ + deadline_)) && now < MAX_SIMULATION_TIME && !comm_receive.test()) {
 132         // no task was received: make some periodic calls
 133         if (now >= next_stabilize_date) {
 134           stabilize();
 135           next_stabilize_date = simgrid::s4u::Engine::getClock() + PERIODIC_STABILIZE_DELAY;
 136         } else if (now >= next_fix_fingers_date) {
 137           fixFingers();
 138           next_fix_fingers_date = simgrid::s4u::Engine::getClock() + PERIODIC_FIX_FINGERS_DELAY;
 139         } else if (now >= next_check_predecessor_date) {
 140           checkPredecessor();
 141           next_check_predecessor_date = simgrid::s4u::Engine::getClock() + PERIODIC_CHECK_PREDECESSOR_DELAY;
 142         } else if (now >= next_lookup_date) {
 143           randomLookup();
 144           next_lookup_date = simgrid::s4u::Engine::getClock() + PERIODIC_LOOKUP_DELAY;
 145         } else {
 146           // nothing to do: sleep for a while
 147           simgrid::s4u::this_actor::sleep_for(SLEEP_DELAY);
 148         }
 149         now = simgrid::s4u::Engine::getClock();
 150       }
 151
 152       if (data != nullptr) {
 153         message = static_cast<ChordMessage*>(data);
 154         handleMessage(message);
 155       }
 156       now = simgrid::s4u::Engine::getClock();
 157     }
 158     if (data != nullptr) {
 159       delete static_cast<ChordMessage*>(data);
 160     }
 161     // leave the ring
 162     leave();
 163   }
 164 };
 165
 166 #endif