pylucene 3.5.0-3
[pylucene.git] / lucene-java-3.5.0 / lucene / contrib / facet / src / java / org / apache / lucene / facet / taxonomy / directory / DirectoryTaxonomyReader.java
diff --git a/lucene-java-3.5.0/lucene/contrib/facet/src/java/org/apache/lucene/facet/taxonomy/directory/DirectoryTaxonomyReader.java b/lucene-java-3.5.0/lucene/contrib/facet/src/java/org/apache/lucene/facet/taxonomy/directory/DirectoryTaxonomyReader.java
new file mode 100644 (file)
index 0000000..82cde63
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,585 @@
+package org.apache.lucene.facet.taxonomy.directory;
+
+import java.io.IOException;
+import java.util.Iterator;
+import java.util.Map;
+import java.util.Map.Entry;
+import java.util.concurrent.locks.ReadWriteLock;
+import java.util.concurrent.locks.ReentrantReadWriteLock;
+import java.util.logging.Level;
+import java.util.logging.Logger;
+
+import org.apache.lucene.facet.taxonomy.CategoryPath;
+import org.apache.lucene.facet.taxonomy.InconsistentTaxonomyException;
+import org.apache.lucene.facet.taxonomy.TaxonomyReader;
+import org.apache.lucene.index.CorruptIndexException;
+import org.apache.lucene.index.IndexReader;
+import org.apache.lucene.index.Term;
+import org.apache.lucene.index.TermDocs;
+import org.apache.lucene.store.AlreadyClosedException;
+import org.apache.lucene.store.Directory;
+import org.apache.lucene.util.collections.LRUHashMap;
+
+/**
+ * Licensed to the Apache Software Foundation (ASF) under one or more
+ * contributor license agreements.  See the NOTICE file distributed with
+ * this work for additional information regarding copyright ownership.
+ * The ASF licenses this file to You under the Apache License, Version 2.0
+ * (the "License"); you may not use this file except in compliance with
+ * the License.  You may obtain a copy of the License at
+ *
+ *     http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0
+ *
+ * Unless required by applicable law or agreed to in writing, software
+ * distributed under the License is distributed on an "AS IS" BASIS,
+ * WITHOUT WARRANTIES OR CONDITIONS OF ANY KIND, either express or implied.
+ * See the License for the specific language governing permissions and
+ * limitations under the License.
+ */
+
+/**
+ * A {@link TaxonomyReader} which retrieves stored taxonomy information from a
+ * {@link Directory}.
+ * <P>
+ * Reading from the on-disk index on every method call is too slow, so this
+ * implementation employs caching: Some methods cache recent requests and their
+ * results, while other methods prefetch all the data into memory and then
+ * provide answers directly from in-memory tables. See the documentation of
+ * individual methods for comments on their performance.
+ * 
+ * @lucene.experimental
+ */
+public class DirectoryTaxonomyReader implements TaxonomyReader {
+
+  private static final Logger logger = Logger.getLogger(DirectoryTaxonomyReader.class.getName());
+  
+  private IndexReader indexReader;
+
+  // The following lock is used to allow multiple threads to read from the
+  // index concurrently, while having them block during the very short
+  // critical moment of refresh() (see comments below). Note, however, that
+  // we only read from the index when we don't have the entry in our cache,
+  // and the caches are locked separately.
+  private ReadWriteLock indexReaderLock = new ReentrantReadWriteLock();
+
+  // The following are the limited-size LRU caches used to cache the latest
+  // results from getOrdinal() and getLabel().
+  // Because LRUHashMap is not thread-safe, we need to synchronize on this
+  // object when using it. Unfortunately, this is not optimal under heavy
+  // contention because it means that while one thread is using the cache
+  // (reading or modifying) others are blocked from using it - or even
+  // starting to do benign things like calculating the hash function. A more
+  // efficient approach would be to use a non-locking (as much as possible)
+  // concurrent solution, along the lines of java.util.concurrent.ConcurrentHashMap
+  // but with LRU semantics.
+  // However, even in the current sub-optimal implementation we do not make
+  // the mistake of locking out readers while waiting for disk in a cache
+  // miss - below, we do not hold cache lock while reading missing data from
+  // disk.
+  private final LRUHashMap<String, Integer> ordinalCache;
+  private final LRUHashMap<Integer, String> categoryCache;
+
+  // getParent() needs to be extremely efficient, to the point that we need
+  // to fetch all the data in advance into memory, and answer these calls
+  // from memory. Currently we use a large integer array, which is
+  // initialized when the taxonomy is opened, and potentially enlarged
+  // when it is refresh()ed.
+  // These arrays are not syncrhonized. Rather, the reference to the array
+  // is volatile, and the only writing operation (refreshPrefetchArrays)
+  // simply creates a new array and replaces the reference. The volatility
+  // of the reference ensures the correct atomic replacement and its
+  // visibility properties (the content of the array is visible when the
+  // new reference is visible).
+  private ParentArray parentArray;
+
+  private char delimiter = Consts.DEFAULT_DELIMITER;
+
+  private volatile boolean closed = false;
+  
+  /**
+   * Open for reading a taxonomy stored in a given {@link Directory}.
+   * @param directory
+   *    The {@link Directory} in which to the taxonomy lives. Note that
+   *    the taxonomy is read directly to that directory (not from a
+   *    subdirectory of it).
+   * @throws CorruptIndexException if the Taxonomy is corrupted.
+   * @throws IOException if another error occurred.
+   */
+  public DirectoryTaxonomyReader(Directory directory) throws IOException {
+    this.indexReader = openIndexReader(directory);
+
+    // These are the default cache sizes; they can be configured after
+    // construction with the cache's setMaxSize() method
+    ordinalCache = new LRUHashMap<String, Integer>(4000);
+    categoryCache = new LRUHashMap<Integer, String>(4000);
+
+    // TODO (Facet): consider lazily create parent array when asked, not in the constructor
+    parentArray = new ParentArray();
+    parentArray.refresh(indexReader);
+  }
+
+  protected IndexReader openIndexReader(Directory directory) throws CorruptIndexException, IOException {
+    return IndexReader.open(directory);
+  }
+
+  /**
+   * @throws AlreadyClosedException if this IndexReader is closed
+   */
+  protected final void ensureOpen() throws AlreadyClosedException {
+    if (indexReader.getRefCount() <= 0) {
+      throw new AlreadyClosedException("this TaxonomyReader is closed");
+    }
+  }
+  
+  /**
+   * setCacheSize controls the maximum allowed size of each of the caches
+   * used by {@link #getPath(int)} and {@link #getOrdinal(CategoryPath)}.
+   * <P>
+   * Currently, if the given size is smaller than the current size of
+   * a cache, it will not shrink, and rather we be limited to its current
+   * size.
+   * @param size the new maximum cache size, in number of entries.
+   */
+  public void setCacheSize(int size) {
+    ensureOpen();
+    synchronized(categoryCache) {
+      categoryCache.setMaxSize(size);
+    }
+    synchronized(ordinalCache) {
+      ordinalCache.setMaxSize(size);
+    }
+  }
+
+  /**
+   * setDelimiter changes the character that the taxonomy uses in its
+   * internal storage as a delimiter between category components. Do not
+   * use this method unless you really know what you are doing.
+   * <P>
+   * If you do use this method, make sure you call it before any other
+   * methods that actually queries the taxonomy. Moreover, make sure you
+   * always pass the same delimiter for all LuceneTaxonomyWriter and
+   * LuceneTaxonomyReader objects you create.
+   */
+  public void setDelimiter(char delimiter) {
+    ensureOpen();
+    this.delimiter = delimiter;
+  }
+
+  public int getOrdinal(CategoryPath categoryPath) throws IOException {
+    ensureOpen();
+    if (categoryPath.length()==0) {
+      return ROOT_ORDINAL;
+    }
+    String path = categoryPath.toString(delimiter);
+
+    // First try to find the answer in the LRU cache:
+    synchronized(ordinalCache) {
+      Integer res = ordinalCache.get(path);
+      if (res!=null) {
+        return res.intValue();
+      }
+    }
+
+    // If we're still here, we have a cache miss. We need to fetch the
+    // value from disk, and then also put it in the cache:
+    int ret = TaxonomyReader.INVALID_ORDINAL;
+    try {
+      indexReaderLock.readLock().lock();
+      TermDocs docs = indexReader.termDocs(new Term(Consts.FULL, path));
+      if (docs.next()) {
+        ret = docs.doc();
+      }
+    } finally {
+      indexReaderLock.readLock().unlock();
+    }
+
+    // Put the new value in the cache. Note that it is possible that while
+    // we were doing the above fetching (without the cache locked), some
+    // other thread already added the same category to the cache. We do
+    // not care about this possibilty, as LRUCache replaces previous values
+    // of the same keys (it doesn't store duplicates).
+    synchronized(ordinalCache) {
+      // GB: new Integer(int); creates a new object each and every time.
+      // Integer.valueOf(int) might not (See JavaDoc). 
+      ordinalCache.put(path, Integer.valueOf(ret));
+    }
+
+    return ret;
+  }
+
+  public CategoryPath getPath(int ordinal) throws CorruptIndexException, IOException {
+    ensureOpen();
+    // TODO (Facet): Currently, the LRU cache we use (categoryCache) holds
+    // strings with delimiters, not CategoryPath objects, so even if
+    // we have a cache hit, we need to process the string and build a new
+    // CategoryPath object every time. What is preventing us from putting
+    // the actual CategoryPath object in the cache is the fact that these
+    // objects are mutable. So we should create an immutable (read-only)
+    // interface that CategoryPath implements, and this method should
+    // return this interface, not the writable CategoryPath.
+    String label = getLabel(ordinal);
+    if (label==null) {
+      return null;  
+    }
+    return new CategoryPath(label, delimiter);
+  }
+
+  public boolean getPath(int ordinal, CategoryPath result) throws CorruptIndexException, IOException {
+    ensureOpen();
+    String label = getLabel(ordinal);
+    if (label==null) {
+      return false;
+    }
+    result.clear();
+    result.add(label, delimiter);
+    return true;
+  }
+
+  private String getLabel(int catID) throws CorruptIndexException, IOException {
+    ensureOpen();
+    // First try to find the answer in the LRU cache. It is very
+    // unfortunate that we need to allocate an Integer object here -
+    // it would have been better if we used a hash table specifically
+    // designed for int keys...
+    // GB: new Integer(int); creates a new object each and every time.
+    // Integer.valueOf(int) might not (See JavaDoc). 
+    Integer catIDInteger = Integer.valueOf(catID);
+
+    synchronized(categoryCache) {
+      String res = categoryCache.get(catIDInteger);
+      if (res!=null) {
+        return res;
+      }
+    }
+
+    // If we're still here, we have a cache miss. We need to fetch the
+    // value from disk, and then also put it in the cache:
+    String ret;
+    try {
+      indexReaderLock.readLock().lock();
+      // The taxonomy API dictates that if we get an invalid category
+      // ID, we should return null, If we don't check this here, we
+      // can some sort of an exception from the document() call below.
+      // NOTE: Currently, we *do not* cache this return value; There
+      // isn't much point to do so, because checking the validity of
+      // the docid doesn't require disk access - just comparing with
+      // the number indexReader.maxDoc().
+      if (catID<0 || catID>=indexReader.maxDoc()) {
+        return null;
+      }
+      ret = indexReader.document(catID, Consts.fullPathSelector)
+      .get(Consts.FULL);
+    } finally {
+      indexReaderLock.readLock().unlock();
+    }
+    // Put the new value in the cache. Note that it is possible that while
+    // we were doing the above fetching (without the cache locked), some
+    // other thread already added the same category to the cache. We do
+    // not care about this possibility, as LRUCache replaces previous
+    // values of the same keys (it doesn't store duplicates).
+    synchronized (categoryCache) {
+      categoryCache.put(catIDInteger, ret);
+    }
+
+    return ret;
+  }
+
+  public int getParent(int ordinal) {
+    ensureOpen();
+    // Note how we don't need to hold the read lock to do the following,
+    // because the array reference is volatile, ensuring the correct
+    // visibility and ordering: if we get the new reference, the new
+    // data is also visible to this thread.
+    return getParentArray()[ordinal];
+  }
+
+  /**
+   * getParentArray() returns an int array of size getSize() listing the
+   * ordinal of the parent category of each category in the taxonomy.
+   * <P>
+   * The caller can hold on to the array it got indefinitely - it is
+   * guaranteed that no-one else will modify it. The other side of the
+   * same coin is that the caller must treat the array it got as read-only
+   * and <B>not modify it</B>, because other callers might have gotten the
+   * same array too, and getParent() calls are also answered from the
+   * same array.
+   * <P>
+   * The getParentArray() call is extremely efficient, merely returning
+   * a reference to an array that already exists. For a caller that plans
+   * to call getParent() for many categories, using getParentArray() and
+   * the array it returns is a somewhat faster approach because it avoids
+   * the overhead of method calls and volatile dereferencing.
+   * <P>
+   * If you use getParentArray() instead of getParent(), remember that
+   * the array you got is (naturally) not modified after a refresh(),
+   * so you should always call getParentArray() again after a refresh().
+   */
+
+  public int[] getParentArray() {
+    ensureOpen();
+    // Note how we don't need to hold the read lock to do the following,
+    // because the array reference is volatile, ensuring the correct
+    // visibility and ordering: if we get the new reference, the new
+    // data is also visible to this thread.
+    return parentArray.getArray();
+  }
+
+  // Note that refresh() is synchronized (it is the only synchronized
+  // method in this class) to ensure that it never gets called concurrently
+  // with itself.
+  public synchronized boolean refresh() throws IOException, InconsistentTaxonomyException {
+    ensureOpen();
+    /*
+     * Since refresh() can be a lengthy operation, it is very important that we
+     * avoid locking out all readers for its duration. This is why we don't hold
+     * the indexReaderLock write lock for the entire duration of this method. In
+     * fact, it is enough to hold it only during a single assignment! Other
+     * comments in this method will explain this.
+     */
+
+    // note that the lengthy operation indexReader.reopen() does not
+    // modify the reader, so we can do it without holding a lock. We can
+    // safely read indexReader without holding the write lock, because
+    // no other thread can be writing at this time (this method is the
+    // only possible writer, and it is "synchronized" to avoid this case).
+    IndexReader r2 = IndexReader.openIfChanged(indexReader);
+    if (r2 == null) {
+       return false; // no changes, nothing to do
+    } 
+    
+    // validate that a refresh is valid at this point, i.e. that the taxonomy 
+    // was not recreated since this reader was last opened or refresshed.
+    String t1 = indexReader.getCommitUserData().get(DirectoryTaxonomyWriter.INDEX_CREATE_TIME);
+    String t2 = r2.getCommitUserData().get(DirectoryTaxonomyWriter.INDEX_CREATE_TIME);
+    if (t1==null) {
+       if (t2!=null) {
+               r2.close();
+               throw new InconsistentTaxonomyException("Taxonomy was recreated at: "+t2);
+       }
+    } else if (!t1.equals(t2)) {
+       r2.close();
+       throw new InconsistentTaxonomyException("Taxonomy was recreated at: "+t2+"  !=  "+t1);
+    }
+    
+      IndexReader oldreader = indexReader;
+      // we can close the old searcher, but need to synchronize this
+      // so that we don't close it in the middle that another routine
+      // is reading from it.
+      indexReaderLock.writeLock().lock();
+      indexReader = r2;
+      indexReaderLock.writeLock().unlock();
+      // We can close the old reader, but need to be certain that we
+      // don't close it while another method is reading from it.
+      // Luckily, we can be certain of that even without putting the
+      // oldreader.close() in the locked section. The reason is that
+      // after lock() succeeded above, we know that all existing readers
+      // had finished (this is what a read-write lock ensures). New
+      // readers, starting after the unlock() we just did, already got
+      // the new indexReader we set above. So nobody can be possibly
+      // using the old indexReader, and we can close it:
+      oldreader.close();
+
+      // We prefetch some of the arrays to make requests much faster.
+      // Let's refresh these prefetched arrays; This refresh is much
+      // is made more efficient by assuming that it is enough to read
+      // the values for new categories (old categories could not have been
+      // changed or deleted)
+      // Note that this this done without the write lock being held,
+      // which means that it is possible that during a refresh(), a
+      // reader will have some methods (like getOrdinal and getCategory)
+      // return fresh information, while getParent()
+      // (only to be prefetched now) still return older information.
+      // We consider this to be acceptable. The important thing,
+      // however, is that refreshPrefetchArrays() itself writes to
+      // the arrays in a correct manner (see discussion there)
+      parentArray.refresh(indexReader);
+
+      // Remove any INVALID_ORDINAL values from the ordinal cache,
+      // because it is possible those are now answered by the new data!
+      Iterator<Entry<String, Integer>> i = ordinalCache.entrySet().iterator();
+      while (i.hasNext()) {
+        Entry<String, Integer> e = i.next();
+        if (e.getValue().intValue() == INVALID_ORDINAL) {
+          i.remove();
+        }
+      }
+      return true;
+    }
+
+  public void close() throws IOException {
+    if (!closed) {
+      decRef();
+      closed = true;
+    }
+  }
+  
+  /** Do the actual closing, free up resources */
+  private void doClose() throws IOException {
+    indexReader.close();
+    closed = true;
+
+    parentArray = null;
+    childrenArrays = null;
+    categoryCache.clear();
+    ordinalCache.clear();
+  }
+
+  public int getSize() {
+    ensureOpen();
+    indexReaderLock.readLock().lock();
+    try {
+      return indexReader.numDocs();
+    } finally {
+      indexReaderLock.readLock().unlock();
+    }
+  }
+
+  public Map<String, String> getCommitUserData() {
+    ensureOpen();
+    return indexReader.getCommitUserData();
+  }
+  
+  private ChildrenArrays childrenArrays;
+  Object childrenArraysRebuild = new Object();
+
+  public ChildrenArrays getChildrenArrays() {
+    ensureOpen();
+    // Check if the taxonomy grew since we built the array, and if it
+    // did, create new (and larger) arrays and fill them as required.
+    // We do all this under a lock, two prevent to concurrent calls to
+    // needlessly do the same array building at the same time.
+    synchronized(childrenArraysRebuild) {
+      int num = getSize();
+      int first;
+      if (childrenArrays==null) {
+        first = 0;
+      } else {
+        first = childrenArrays.getYoungestChildArray().length;
+      }
+      // If the taxonomy hasn't grown, we can return the existing object
+      // immediately
+      if (first == num) {
+        return childrenArrays;
+      }
+      // Otherwise, build new arrays for a new ChildrenArray object.
+      // These arrays start with an enlarged copy of the previous arrays,
+      // and then are modified to take into account the new categories:
+      int[] newYoungestChildArray = new int[num];
+      int[] newOlderSiblingArray = new int[num];
+      // In Java 6, we could just do Arrays.copyOf()...
+      if (childrenArrays!=null) {
+        System.arraycopy(childrenArrays.getYoungestChildArray(), 0,
+            newYoungestChildArray, 0, childrenArrays.getYoungestChildArray().length);
+        System.arraycopy(childrenArrays.getOlderSiblingArray(), 0,
+            newOlderSiblingArray, 0, childrenArrays.getOlderSiblingArray().length);
+      }
+      int[] parents = getParentArray();
+      for (int i=first; i<num; i++) {
+        newYoungestChildArray[i] = INVALID_ORDINAL;
+      }
+      // In the loop below we can ignore the root category (0) because
+      // it has no parent
+      if (first==0) {
+        first = 1;
+        newOlderSiblingArray[0] = INVALID_ORDINAL;
+      }
+      for (int i=first; i<num; i++) {
+        // Note that parents[i] is always < i, so the right-hand-side of
+        // the following line is already set when we get here.
+        newOlderSiblingArray[i] = newYoungestChildArray[parents[i]];
+        newYoungestChildArray[parents[i]] = i;
+      }
+      // Finally switch to the new arrays
+      childrenArrays = new ChildrenArraysImpl(newYoungestChildArray,
+          newOlderSiblingArray);
+      return childrenArrays;
+    }
+  }
+
+  public String toString(int max) {
+    ensureOpen();
+    StringBuilder sb = new StringBuilder();
+    int upperl = Math.min(max, this.indexReader.maxDoc());
+    for (int i = 0; i < upperl; i++) {
+      try {
+        CategoryPath category = this.getPath(i);
+        if (category == null) {
+          sb.append(i + ": NULL!! \n");
+          continue;
+        } 
+        if (category.length() == 0) {
+          sb.append(i + ": EMPTY STRING!! \n");
+          continue;
+        }
+        sb.append(i +": "+category.toString()+"\n");
+      } catch (IOException e) {
+        if (logger.isLoggable(Level.FINEST)) {
+          logger.log(Level.FINEST, e.getMessage(), e);
+        }
+      }
+    }
+    return sb.toString();
+  }
+
+  private static final class ChildrenArraysImpl implements ChildrenArrays {
+    private int[] youngestChildArray, olderSiblingArray;
+    public ChildrenArraysImpl(int[] youngestChildArray, int[] olderSiblingArray) {
+      this.youngestChildArray = youngestChildArray;
+      this.olderSiblingArray = olderSiblingArray;
+    }
+    public int[] getOlderSiblingArray() {
+      return olderSiblingArray;
+    }
+    public int[] getYoungestChildArray() {
+      return youngestChildArray;
+    }    
+  }
+
+  /**
+   * Expert:  This method is only for expert use.
+   * Note also that any call to refresh() will invalidate the returned reader,
+   * so the caller needs to take care of appropriate locking.
+   * 
+   * @return lucene indexReader
+   */
+  IndexReader getInternalIndexReader() {
+    ensureOpen();
+    return this.indexReader;
+  }
+
+  /**
+   * Expert: decreases the refCount of this TaxonomyReader instance. 
+   * If the refCount drops to 0, then pending changes (if any) are 
+   * committed to the taxonomy index and this reader is closed. 
+   * @throws IOException 
+   */
+  public void decRef() throws IOException {
+    ensureOpen();
+    if (indexReader.getRefCount() == 1) {
+      // Do not decRef the indexReader - doClose does it by calling reader.close()
+      doClose();
+    } else {
+      indexReader.decRef();
+    }
+  }
+  
+  /**
+   * Expert: returns the current refCount for this taxonomy reader
+   */
+  public int getRefCount() {
+    ensureOpen();
+    return this.indexReader.getRefCount();
+  }
+  
+  /**
+   * Expert: increments the refCount of this TaxonomyReader instance. 
+   * RefCounts are used to determine when a taxonomy reader can be closed 
+   * safely, i.e. as soon as there are no more references. 
+   * Be sure to always call a corresponding decRef(), in a finally clause; 
+   * otherwise the reader may never be closed. 
+   */
+  public void incRef() {
+    ensureOpen();
+    this.indexReader.incRef();
+  }
+}