Code cleanup. Setting resource state through specific functions
[nepi.git] / src / nepi / execution / ec.py
index d950804..6beb3d7 100644 (file)
 #
 # Author: Alina Quereilhac <alina.quereilhac@inria.fr>
 
-import functools
-import logging
-import os
-import random
-import sys
-import time
-import threading
-
 from nepi.util import guid
 from nepi.util.parallel import ParallelRun
-from nepi.util.timefuncs import strfnow, strfdiff, strfvalid 
+from nepi.util.timefuncs import tnow, tdiffsec, stabsformat, tsformat 
 from nepi.execution.resource import ResourceFactory, ResourceAction, \
         ResourceState, ResourceState2str
 from nepi.execution.scheduler import HeapScheduler, Task, TaskStatus
 from nepi.execution.trace import TraceAttr
 
 # TODO: use multiprocessing instead of threading
-# TODO: When a failure occurrs during deployment scp and ssh processes are left running behind!!
+# TODO: Allow to reconnect to a running experiment instance! (reconnect mode vs deploy mode)
+
+import functools
+import logging
+import os
+import random
+import sys
+import time
+import threading
 
 class ECState(object):
     """ State of the Experiment Controller
@@ -48,37 +48,73 @@ class ExperimentController(object):
     """
     .. class:: Class Args :
       
-        :param exp_id: Human readable identifier for the experiment. 
-                        It will be used in the name of the directory 
+        :param exp_id: Human readable identifier for the experiment scenario
+                       It will be used in the name of the directory 
                         where experiment related information is stored
-        :type exp_id: int
-
-        :param root_dir: Root directory where experiment specific folder
-                         will be created to store experiment information
-        :type root_dir: str
+        :type exp_id: str
 
     .. note::
+
+        An experiment, or scenario, is defined by a concrete use, behavior,
+        configuration and interconnection of resources that describe a single
+        experiment case (We call this the experiment description). 
+        A same experiment (scenario) can be run many times.
+
         The ExperimentController (EC), is the entity responsible for 
-        managing a single experiment. 
+        managing an experiment instance (run). The same scenario can be 
+        recreated (and re-run) by instantiating an EC and recreating 
+        the same experiment description. 
+
+        In NEPI, an experiment is represented as a graph of interconnected
+        resources. A resource is a generic concept in the sense that any
+        component taking part of an experiment, whether physical of
+        virtual, is considered a resource. A resources could be a host, 
+        a virtual machine, an application, a simulator, a IP address.
+
+        A ResourceManager (RM), is the entity responsible for managing a 
+        single resource. ResourceManagers are specific to a resource
+        type (i.e. An RM to control a Linux application will not be
+        the same as the RM used to control a ns-3 simulation).
+        In order for a new type of resource to be supported in NEPI
+        a new RM must be implemented. NEPI already provides different
+        RMs to control basic resources, and new can be extended from
+        the existing ones.
+
         Through the EC interface the user can create ResourceManagers (RMs),
-        configure them and interconnect them, in order to describe the experiment.
-        
-        Only when the 'deploy()' method is invoked, the EC will take actions
-        to transform the 'described' experiment into a 'running' experiment.
+        configure them and interconnect them, in order to describe an experiment.
+        Describing an experiment through the EC does not run the experiment.
+        Only when the 'deploy()' method is invoked on the EC, will the EC take 
+        actions to transform the 'described' experiment into a 'running' experiment.
 
         While the experiment is running, it is possible to continue to
         create/configure/connect RMs, and to deploy them to involve new
-        resources in the experiment.
-
+        resources in the experiment (this is known as 'interactive' deployment).
+        
+        An experiments in NEPI is identified by a string id, 
+        which is either given by the user, or automatically generated by NEPI.  
+        The purpose of this identifier is to separate files and results that 
+        belong to different experiment scenarios. 
+        However, since a same 'experiment' can be run many times, the experiment
+        id is not enough to identify an experiment instance (run).
+        For this reason, the ExperimentController has two identifier, the 
+        exp_id, which can be re-used by different ExperimentController instances,
+        and the run_id, which unique to a ExperimentController instance, and
+        is automatically generated by NEPI.
+        
     """
 
-    def __init__(self, exp_id = None, root_dir = "/tmp"): 
+    def __init__(self, exp_id = None): 
         super(ExperimentController, self).__init__()
-        # root directory to store files
-        self._root_dir = root_dir
+        # Logging
+        self._logger = logging.getLogger("ExperimentController")
+
+        # Run identifier. It identifies a concrete instance (run) of an experiment.
+        # Since a same experiment (same configuration) can be run many times,
+        # this id permits to identify concrete exoeriment run
+        self._run_id = tsformat()
 
-        # experiment identifier given by the user
-        self._exp_id = exp_id or "nepi-exp-%s" % os.urandom(8).encode('hex')
+        # Experiment identifier. Usually assigned by the user
+        self._exp_id = exp_id or "exp-%s" % os.urandom(8).encode('hex')
 
         # generator of globally unique ids
         self._guid_generator = guid.GuidGenerator()
@@ -92,6 +128,12 @@ class ExperimentController(object):
         # Tasks
         self._tasks = dict()
 
+        # RM groups 
+        self._groups = dict()
+
+        # generator of globally unique id for groups
+        self._group_id_generator = guid.GuidGenerator()
         # Event processing thread
         self._cond = threading.Condition()
         self._thread = threading.Thread(target = self._process)
@@ -101,9 +143,6 @@ class ExperimentController(object):
         # EC state
         self._state = ECState.RUNNING
 
-        # Logging
-        self._logger = logging.getLogger("ExperimentController")
-
     @property
     def logger(self):
         """ Return the logger of the Experiment Controller
@@ -120,13 +159,17 @@ class ExperimentController(object):
 
     @property
     def exp_id(self):
-        """ Return the experiment ID
+        """ Return the experiment id assigned by the user
 
         """
-        exp_id = self._exp_id
-        if not exp_id.startswith("nepi-"):
-            exp_id = "nepi-" + exp_id
-        return exp_id
+        return self._exp_id
+
+    @property
+    def run_id(self):
+        """ Return the experiment instance (run) identifier  
+
+        """
+        return self._run_id
 
     @property
     def finished(self):
@@ -138,7 +181,7 @@ class ExperimentController(object):
 
     def wait_finished(self, guids):
         """ Blocking method that wait until all the RM from the 'guid' list 
-            reached the state FINISHED
+            reached the state FINISHED ( or STOPPED, FAILED or RELEASED )
 
         :param guids: List of guids
         :type guids: list
@@ -147,17 +190,34 @@ class ExperimentController(object):
 
     def wait_started(self, guids):
         """ Blocking method that wait until all the RM from the 'guid' list 
-            reached the state STARTED
+            reached the state STARTED ( or STOPPED, FINISHED, FAILED, RELEASED)
 
         :param guids: List of guids
         :type guids: list
         """
-        return self.wait(guids, states = [ResourceState.STARTED,
-            ResourceState.STOPPED,
-            ResourceState.FINISHED])
+        return self.wait(guids, state = ResourceState.STARTED)
+
+    def wait_released(self, guids):
+        """ Blocking method that wait until all the RM from the 'guid' list 
+            reached the state RELEASED (or FAILED)
 
-    def wait(self, guids, states = [ResourceState.FINISHED, 
-        ResourceState.STOPPED]):
+        :param guids: List of guids
+        :type guids: list
+        """
+        # TODO: solve state concurrency BUG and !!!!
+        # correct waited release state to state = ResourceState.FAILED)
+        return self.wait(guids, state = ResourceState.FINISHED)
+
+    def wait_deployed(self, guids):
+        """ Blocking method that wait until all the RM from the 'guid' list 
+            reached the state READY (or any higher state)
+
+        :param guids: List of guids
+        :type guids: list
+        """
+        return self.wait(guids, state = ResourceState.READY)
+
+    def wait(self, guids, state = ResourceState.STOPPED):
         """ Blocking method that waits until all the RM from the 'guid' list 
             reached state 'state' or until a failure occurs
             
@@ -167,25 +227,51 @@ class ExperimentController(object):
         if isinstance(guids, int):
             guids = [guids]
 
-        while not all([self.state(guid) in states for guid in guids]) and \
-                not any([self.state(guid) in [
-                        ResourceState.FAILED] for guid in guids]) and \
-                not self.finished:
-            # debug logging
-            waited = ""
-            for guid in guids:
-                waited += "guid %d - %s \n" % (guid, self.state(guid, hr = True))
-            self.logger.debug(" WAITING FOR %s " % waited )
-            
-            # We keep the sleep big to decrease the number of RM state queries
-            time.sleep(2)
-   
+        # we randomly alter the order of the guids to avoid ordering
+        # dependencies (e.g. LinuxApplication RMs runing on the same
+        # linux host will be synchronized by the LinuxNode SSH lock)
+        random.shuffle(guids)
+
+        while True:
+            # If no more guids to wait for or an error occured, then exit
+            if len(guids) == 0 or self.finished:
+                break
+
+            # If a guid reached one of the target states, remove it from list
+            guid = guids[0]
+            rstate = self.state(guid)
+
+            if rstate >= state:
+                guids.remove(guid)
+            else:
+                # Debug...
+                self.logger.debug(" WAITING FOR guid %d - state is %s, required is >= %s " % (guid,
+                    self.state(guid, hr = True), state))
+
+                # Take the opportunity to 'refresh' the states of the RMs.
+                # Query only the first up to N guids (not to overwhelm 
+                # the local machine)
+                n = 100
+                lim = n if len(guids) > n else ( len(guids) -1 )
+                nguids = guids[0: lim]
+
+                # schedule state request for all guids (take advantage of
+                # scheduler multi threading).
+                for guid in nguids:
+                    callback = functools.partial(self.state, guid)
+                    self.schedule("0s", callback)
+
+                # If the guid is not in one of the target states, wait and
+                # continue quering. We keep the sleep big to decrease the
+                # number of RM state queries
+                time.sleep(4)
+  
     def get_task(self, tid):
         """ Get a specific task
 
         :param tid: Id of the task
         :type tid: int
-        :rtype:  unknow
+        :rtype: Task
         """
         return self._tasks.get(tid)
 
@@ -194,7 +280,7 @@ class ExperimentController(object):
 
         :param guid: Id of the task
         :type guid: int
-        :rtype:  ResourceManager
+        :rtype: ResourceManager
         """
         return self._resources.get(guid)
 
@@ -251,47 +337,56 @@ class ExperimentController(object):
         rm1 = self.get_resource(guid1)
         rm2 = self.get_resource(guid2)
 
-        rm1.connect(guid2)
-        rm2.connect(guid1)
+        rm1.register_connection(guid2)
+        rm2.register_connection(guid1)
 
-    def register_condition(self, group1, action, group2, state,
+    def register_condition(self, guids1, action, guids2, state,
             time = None):
-        """ Registers an action START or STOP for all RM on group1 to occur 
-            time 'time' after all elements in group2 reached state 'state'.
+        """ Registers an action START or STOP for all RM on guids1 to occur 
+            time 'time' after all elements in guids2 reached state 'state'.
 
-            :param group1: List of guids of RMs subjected to action
-            :type group1: list
+            :param guids1: List of guids of RMs subjected to action
+            :type guids1: list
 
             :param action: Action to register (either START or STOP)
             :type action: ResourceAction
 
-            :param group2: List of guids of RMs to we waited for
-            :type group2: list
+            :param guids2: List of guids of RMs to we waited for
+            :type guids2: list
 
             :param state: State to wait for on RMs (STARTED, STOPPED, etc)
             :type state: ResourceState
 
-            :param time: Time to wait after group2 has reached status 
+            :param time: Time to wait after guids2 has reached status 
             :type time: string
 
         """
-        if isinstance(group1, int):
-            group1 = [group1]
-        if isinstance(group2, int):
-            group2 = [group2]
+        if isinstance(guids1, int):
+            guids1 = [guids1]
+        if isinstance(guids2, int):
+            guids2 = [guids2]
 
-        for guid1 in group1:
+        for guid1 in guids1:
             rm = self.get_resource(guid1)
-            rm.register_condition(action, group2, state, time)
+            rm.register_condition(action, guids2, state, time)
 
-    def register_trace(self, guid, name):
+    def enable_trace(self, guid, name):
         """ Enable trace
 
         :param name: Name of the trace
         :type name: str
         """
         rm = self.get_resource(guid)
-        rm.register_trace(name)
+        rm.enable_trace(name)
+
+    def trace_enabled(self, guid, name):
+        """ Returns True if trace is enabled
+
+        :param name: Name of the trace
+        :type name: str
+        """
+        rm = self.get_resource(guid)
+        return rm.trace_enabled(name)
 
     def trace(self, guid, name, attr = TraceAttr.ALL, block = 512, offset = 0):
         """ Get information on collected trace
@@ -405,10 +500,10 @@ class ExperimentController(object):
         rm = self.get_resource(guid)
         return rm.start()
 
-    def set_with_conditions(self, name, value, group1, group2, state,
+    def set_with_conditions(self, name, value, guids1, guids2, state,
             time = None):
         """ Set value 'value' on attribute with name 'name' on all RMs of
-            group1 when 'time' has elapsed since all elements in group
+            guids1 when 'time' has elapsed since all elements in guids
             have reached state 'state'.
 
             :param name: Name of attribute to set in RM
@@ -417,30 +512,30 @@ class ExperimentController(object):
             :param value: Value of attribute to set in RM
             :type name: string
 
-            :param group1: List of guids of RMs subjected to action
-            :type group1: list
+            :param guids1: List of guids of RMs subjected to action
+            :type guids1: list
 
             :param action: Action to register (either START or STOP)
             :type action: ResourceAction
 
-            :param group2: List of guids of RMs to we waited for
-            :type group2: list
+            :param guids2: List of guids of RMs to we waited for
+            :type guids2: list
 
             :param state: State to wait for on RMs (STARTED, STOPPED, etc)
             :type state: ResourceState
 
-            :param time: Time to wait after group2 has reached status 
+            :param time: Time to wait after guids2 has reached status 
             :type time: string
 
         """
-        if isinstance(group1, int):
-            group1 = [group1]
-        if isinstance(group2, int):
-            group2 = [group2]
+        if isinstance(guids1, int):
+            guids1 = [guids1]
+        if isinstance(guids2, int):
+            guids2 = [guids2]
 
-        for guid1 in group1:
+        for guid1 in guids1:
             rm = self.get_resource(guid)
-            rm.set_with_conditions(name, value, group2, state, time)
+            rm.set_with_conditions(name, value, guids2, state, time)
 
     def stop_with_conditions(self, guid):
         """ Stop a specific RM defined by its 'guid' only if all the conditions are true
@@ -460,35 +555,48 @@ class ExperimentController(object):
 
         """
         rm = self.get_resource(guid)
-        return rm.start_with_condition()
+        return rm.start_with_conditions()
 
-    def deploy(self, group = None, wait_all_ready = True):
-        """ Deploy all resource manager in group
+    def deploy(self, guids = None, wait_all_ready = True, group = None):
+        """ Deploy all resource manager in guids list
 
-        :param group: List of guids of RMs to deploy
-        :type group: list
+        :param guids: List of guids of RMs to deploy
+        :type guids: list
 
         :param wait_all_ready: Wait until all RMs are ready in
             order to start the RMs
         :type guid: int
 
+        :param group: Id of deployment group in which to deploy RMs
+        :type group: int
+
         """
         self.logger.debug(" ------- DEPLOY START ------ ")
 
-        if not group:
-            # By default, if not deployment group is indicated, 
-            # all RMs that are undeployed will be deployed
-            group = []
+        if not guids:
+            # If no guids list was indicated, all 'NEW' RMs will be deployed
+            guids = []
             for guid in self.resources:
                 if self.state(guid) == ResourceState.NEW:
-                    group.append(guid)
+                    guids.append(guid)
                 
-        if isinstance(group, int):
-            group = [group]
+        if isinstance(guids, int):
+            guids = [guids]
+
+        # Create deployment group
+        new_group = False
+        if not group:
+            new_group = True
+            group = self._group_id_generator.next(guid)
+
+        if group not in self._groups:
+            self._groups[group] = []
+
+        self._groups[group].extend(guids)
 
-        # Before starting deployment we disorder the group list with the
+        # Before starting deployment we disorder the guids list with the
         # purpose of speeding up the whole deployment process.
-        # It is likely that the user inserted in the 'group' list closely
+        # It is likely that the user inserted in the 'guids' list closely
         # resources one after another (e.g. all applications
         # connected to the same node can likely appear one after another).
         # This can originate a slow down in the deployment since the N 
@@ -496,12 +604,16 @@ class ExperimentController(object):
         # be taken up by the same family of resources waiting for the 
         # same conditions (e.g. LinuxApplications running on a same 
         # node share a single lock, so they will tend to be serialized).
-        # If we disorder the group list, this problem can be mitigated.
-        random.shuffle(group)
+        # If we disorder the guids list, this problem can be mitigated.
+        random.shuffle(guids)
 
         def wait_all_and_start(group):
             reschedule = False
-            for guid in group:
+            
+            # Get all guids in group
+            guids = self._groups[group]
+
+            for guid in guids:
                 if self.state(guid) < ResourceState.READY:
                     reschedule = True
                     break
@@ -511,20 +623,23 @@ class ExperimentController(object):
                 self.schedule("1s", callback)
             else:
                 # If all resources are read, we schedule the start
-                for guid in group:
+                for guid in guids:
                     rm = self.get_resource(guid)
                     self.schedule("0s", rm.start_with_conditions)
 
-        if wait_all_ready:
-            # Schedule the function that will check all resources are
-            # READY, and only then it will schedule the start.
-            # This is aimed to reduce the number of tasks looping in the scheduler.
-            # Intead of having N start tasks, we will have only one
+        if wait_all_ready and new_group:
+            # Schedule a function to check that all resources are
+            # READY, and only then schedule the start.
+            # This aimes at reducing the number of tasks looping in the 
+            # scheduler. 
+            # Intead of having N start tasks, we will have only one for 
+            # the whole group.
             callback = functools.partial(wait_all_and_start, group)
             self.schedule("1s", callback)
 
-        for guid in group:
+        for guid in guids:
             rm = self.get_resource(guid)
+            rm.deployment_group = group
             self.schedule("0s", rm.deploy)
 
             if not wait_all_ready:
@@ -535,31 +650,22 @@ class ExperimentController(object):
                 # schedule a stop. Otherwise the RM will stop immediately
                 self.schedule("2s", rm.stop_with_conditions)
 
-    def release(self, group = None):
-        """ Release the elements of the list 'group' or 
-        all the resources if any group is specified
+    def release(self, guids = None):
+        """ Release al RMs on the guids list or 
+        all the resources if no list is specified
 
-            :param group: List of RM
-            :type group: list
+            :param guids: List of RM guids
+            :type guids: list
 
         """
-        if not group:
-            group = self.resources
+        if not guids:
+            guids = self.resources
 
-        threads = []
-        for guid in group:
+        for guid in guids:
             rm = self.get_resource(guid)
-            thread = threading.Thread(target=rm.release)
-            threads.append(thread)
-            thread.setDaemon(True)
-            thread.start()
-
-        while list(threads) and not self.finished:
-            thread = threads[0]
-            # Time out after 5 seconds to check EC not terminated
-            thread.join(5)
-            if not thread.is_alive():
-                threads.remove(thread)
+            self.schedule("0s", rm.release)
+
+        self.wait_released(guids)
         
     def shutdown(self):
         """ Shutdown the Experiment Controller. 
@@ -594,8 +700,7 @@ class ExperimentController(object):
 
             :return : The Id of the task
         """
-        timestamp = strfvalid(date)
-        
+        timestamp = stabsformat(date)
         task = Task(timestamp, callback)
         task = self._scheduler.schedule(task)
 
@@ -661,10 +766,10 @@ class ExperimentController(object):
                 else:
                     # The task timestamp is in the future. Wait for timeout 
                     # or until another task is scheduled.
-                    now = strfnow()
+                    now = tnow()
                     if now < task.timestamp:
                         # Calculate timeout in seconds
-                        timeout = strfdiff(task.timestamp, now)
+                        timeout = tdiffsec(task.timestamp, now)
 
                         # Re-schedule task with the same timestamp
                         self._scheduler.schedule(task)
@@ -688,6 +793,7 @@ class ExperimentController(object):
         finally:   
             self.logger.debug("Exiting the task processing loop ... ")
             runner.sync()
+            runner.destroy()
 
     def _execute(self, task):
         """ Executes a single task.