Removed max tasks (#225)
[poolifier.git] / src / pools / abstract-pool.ts
index 879e3e4f78f2b3ab60a5918a865fa7c711e3d882..9d7e4f0c2306ad2dd9970cc7ac7cd9094959b136 100644 (file)
@@ -1,6 +1,21 @@
-import EventEmitter from 'events'
-import type { MessageValue } from '../utility-types'
-import type { IPool } from './pool'
+import type {
+  MessageValue,
+  PromiseWorkerResponseWrapper
+} from '../utility-types'
+import type { IPoolInternal } from './pool-internal'
+import { PoolEmitter } from './pool-internal'
+import type { WorkerChoiceStrategy } from './selection-strategies'
+import {
+  WorkerChoiceStrategies,
+  WorkerChoiceStrategyContext
+} from './selection-strategies'
+
+/**
+ * An intentional empty function.
+ */
+const EMPTY_FUNCTION: () => void = () => {
+  /* Intentionally empty */
+}
 
 /**
  * Callback invoked if the worker raised an error.
@@ -21,9 +36,33 @@ export type ExitHandler<Worker> = (this: Worker, code: number) => void
  * Basic interface that describes the minimum required implementation of listener events for a pool-worker.
  */
 export interface IWorker {
+  /**
+   * Register a listener to the error event.
+   *
+   * @param event `'error'`.
+   * @param handler The error handler.
+   */
   on(event: 'error', handler: ErrorHandler<this>): void
+  /**
+   * Register a listener to the online event.
+   *
+   * @param event `'online'`.
+   * @param handler The online handler.
+   */
   on(event: 'online', handler: OnlineHandler<this>): void
+  /**
+   * Register a listener to the exit event.
+   *
+   * @param event `'exit'`.
+   * @param handler The exit handler.
+   */
   on(event: 'exit', handler: ExitHandler<this>): void
+  /**
+   * Register a listener to the exit event that will only performed once.
+   *
+   * @param event `'exit'`.
+   * @param handler The exit handler.
+   */
   once(event: 'exit', handler: ExitHandler<this>): void
 }
 
@@ -44,56 +83,43 @@ export interface PoolOptions<Worker> {
    */
   exitHandler?: ExitHandler<Worker>
   /**
-   * This is just to avoid non-useful warning messages.
-   *
-   * Will be used to set `maxListeners` on event emitters (workers are event emitters).
-   *
-   * @default 1000
-   * @see [Node events emitter.setMaxListeners(n)](https://nodejs.org/api/events.html#events_emitter_setmaxlisteners_n)
+   * The work choice strategy to use in this pool.
    */
-  maxTasks?: number
+  workerChoiceStrategy?: WorkerChoiceStrategy
 }
 
-/**
- * Internal poolifier pool emitter.
- */
-class PoolEmitter extends EventEmitter {}
-
 /**
  * Base class containing some shared logic for all poolifier pools.
  *
  * @template Worker Type of worker which manages this pool.
- * @template Data Type of data sent to the worker.
- * @template Response Type of response of execution.
+ * @template Data Type of data sent to the worker. This can only be serializable data.
+ * @template Response Type of response of execution. This can only be serializable data.
  */
 export abstract class AbstractPool<
   Worker extends IWorker,
   Data = unknown,
   Response = unknown
-> implements IPool<Data, Response> {
+> implements IPoolInternal<Worker, Data, Response> {
   /**
-   * List of currently available workers.
+   * The promise map.
+   *
+   * - `key`: This is the message ID of each submitted task.
+   * - `value`: An object that contains the worker, the resolve function and the reject function.
+   *
+   * When we receive a message from the worker we get a map entry and resolve/reject the promise based on the message.
    */
-  public readonly workers: Worker[] = []
+  protected promiseMap: Map<
+    number,
+    PromiseWorkerResponseWrapper<Worker, Response>
+  > = new Map<number, PromiseWorkerResponseWrapper<Worker, Response>>()
 
-  /**
-   * Index for the next worker.
-   */
-  public nextWorkerIndex: number = 0
+  /** @inheritdoc */
+  public readonly workers: Worker[] = []
 
-  /**
-   * - `key`: The `Worker`
-   * - `value`: Number of tasks currently in progress on the worker.
-   */
+  /** @inheritdoc */
   public readonly tasks: Map<Worker, number> = new Map<Worker, number>()
 
-  /**
-   * Emitter on which events can be listened to.
-   *
-   * Events that can currently be listened to:
-   *
-   * - `'FullPool'`
-   */
+  /** @inheritdoc */
   public readonly emitter: PoolEmitter
 
   /**
@@ -101,25 +127,34 @@ export abstract class AbstractPool<
    */
   protected nextMessageId: number = 0
 
+  /**
+   * Worker choice strategy instance implementing the worker choice algorithm.
+   *
+   * Default to a strategy implementing a round robin algorithm.
+   */
+  protected workerChoiceStrategyContext: WorkerChoiceStrategyContext<
+    Worker,
+    Data,
+    Response
+  >
+
   /**
    * Constructs a new poolifier pool.
    *
    * @param numberOfWorkers Number of workers that this pool should manage.
    * @param filePath Path to the worker-file.
-   * @param opts Options for the pool. Default: `{ maxTasks: 1000 }`
+   * @param opts Options for the pool.
    */
   public constructor (
     public readonly numberOfWorkers: number,
     public readonly filePath: string,
-    public readonly opts: PoolOptions<Worker> = { maxTasks: 1000 }
+    public readonly opts: PoolOptions<Worker>
   ) {
     if (!this.isMain()) {
       throw new Error('Cannot start a pool from a worker!')
     }
-    // TODO christopher 2021-02-07: Improve this check e.g. with a pattern or blank check
-    if (!this.filePath) {
-      throw new Error('Please specify a file with a worker implementation')
-    }
+    this.checkNumberOfWorkers(this.numberOfWorkers)
+    this.checkFilePath(this.filePath)
     this.setupHook()
 
     for (let i = 1; i <= this.numberOfWorkers; i++) {
@@ -127,29 +162,52 @@ export abstract class AbstractPool<
     }
 
     this.emitter = new PoolEmitter()
+    this.workerChoiceStrategyContext = new WorkerChoiceStrategyContext(
+      this,
+      opts.workerChoiceStrategy ?? WorkerChoiceStrategies.ROUND_ROBIN
+    )
   }
 
-  /**
-   * Number of workers that this pool should manage.
-   *
-   * @returns Number of workers that this pool manages.
-   * @deprecated Only here for backward compatibility.
-   */
-  // eslint-disable-next-line spellcheck/spell-checker
-  public get numWorkers (): number {
-    return this.numberOfWorkers
+  private checkFilePath (filePath: string): void {
+    if (!filePath) {
+      throw new Error('Please specify a file with a worker implementation')
+    }
   }
 
-  /**
-   * Index for the next worker.
-   *
-   * @returns Index for the next worker.
-   * @deprecated Only here for backward compatibility.
-   */
-  public get nextWorker (): number {
-    return this.nextWorkerIndex
+  private checkNumberOfWorkers (numberOfWorkers: number): void {
+    if (numberOfWorkers == null) {
+      throw new Error(
+        'Cannot instantiate a pool without specifying the number of workers'
+      )
+    } else if (!Number.isSafeInteger(numberOfWorkers)) {
+      throw new Error(
+        'Cannot instantiate a pool with a non integer number of workers'
+      )
+    } else if (numberOfWorkers < 0) {
+      throw new Error(
+        'Cannot instantiate a pool with a negative number of workers'
+      )
+    } else if (!this.isDynamic() && numberOfWorkers === 0) {
+      throw new Error('Cannot instantiate a fixed pool with no worker')
+    }
+  }
+
+  /** @inheritdoc */
+  public isDynamic (): boolean {
+    return false
   }
 
+  /** @inheritdoc */
+  public setWorkerChoiceStrategy (
+    workerChoiceStrategy: WorkerChoiceStrategy
+  ): void {
+    this.opts.workerChoiceStrategy = workerChoiceStrategy
+    this.workerChoiceStrategyContext.setWorkerChoiceStrategy(
+      workerChoiceStrategy
+    )
+  }
+
+  /** @inheritdoc */
   public execute (data: Data): Promise<Response> {
     // Configure worker to handle message with the specified task
     const worker = this.chooseWorker()
@@ -160,16 +218,13 @@ export abstract class AbstractPool<
     return res
   }
 
+  /** @inheritdoc */
   public async destroy (): Promise<void> {
     await Promise.all(this.workers.map(worker => this.destroyWorker(worker)))
   }
 
-  /**
-   * Shut down given worker.
-   *
-   * @param worker A worker within `workers`.
-   */
-  protected abstract destroyWorker (worker: Worker): void | Promise<void>
+  /** @inheritdoc */
+  public abstract destroyWorker (worker: Worker): void | Promise<void>
 
   /**
    * Setup hook that can be overridden by a Poolifier pool implementation
@@ -187,26 +242,31 @@ export abstract class AbstractPool<
   /**
    * Increase the number of tasks that the given workers has done.
    *
-   * @param worker Workers whose tasks are increased.
+   * @param worker Worker whose tasks are increased.
    */
   protected increaseWorkersTask (worker: Worker): void {
-    const numberOfTasksTheWorkerHas = this.tasks.get(worker)
-    if (numberOfTasksTheWorkerHas !== undefined) {
-      this.tasks.set(worker, numberOfTasksTheWorkerHas + 1)
-    } else {
-      throw Error('Worker could not be found in tasks map')
-    }
+    this.stepWorkerNumberOfTasks(worker, 1)
   }
 
   /**
-   * Increase the number of tasks that the given workers has done.
+   * Decrease the number of tasks that the given workers has done.
    *
-   * @param worker Workers whose tasks are increased.
+   * @param worker Worker whose tasks are decreased.
    */
   protected decreaseWorkersTasks (worker: Worker): void {
-    const numberOfTasksTheWorkerHas = this.tasks.get(worker)
-    if (numberOfTasksTheWorkerHas !== undefined) {
-      this.tasks.set(worker, numberOfTasksTheWorkerHas - 1)
+    this.stepWorkerNumberOfTasks(worker, -1)
+  }
+
+  /**
+   * Step the number of tasks that the given workers has done.
+   *
+   * @param worker Worker whose tasks are set.
+   * @param step Worker number of tasks step.
+   */
+  private stepWorkerNumberOfTasks (worker: Worker, step: number): void {
+    const numberOfTasksInProgress = this.tasks.get(worker)
+    if (numberOfTasksInProgress !== undefined) {
+      this.tasks.set(worker, numberOfTasksInProgress + step)
     } else {
       throw Error('Worker could not be found in tasks map')
     }
@@ -232,12 +292,7 @@ export abstract class AbstractPool<
    * @returns Worker.
    */
   protected chooseWorker (): Worker {
-    const chosenWorker = this.workers[this.nextWorkerIndex]
-    this.nextWorkerIndex =
-      this.workers.length - 1 === this.nextWorkerIndex
-        ? 0
-        : this.nextWorkerIndex + 1
-    return chosenWorker
+    return this.workerChoiceStrategyContext.execute()
   }
 
   /**
@@ -251,11 +306,8 @@ export abstract class AbstractPool<
     message: MessageValue<Data>
   ): void
 
-  protected abstract registerWorkerMessageListener<
-    Message extends Data | Response
-  > (worker: Worker, listener: (message: MessageValue<Message>) => void): void
-
-  protected abstract unregisterWorkerMessageListener<
+  /** @inheritdoc */
+  public abstract registerWorkerMessageListener<
     Message extends Data | Response
   > (worker: Worker, listener: (message: MessageValue<Message>) => void): void
 
@@ -263,16 +315,8 @@ export abstract class AbstractPool<
     worker: Worker,
     messageId: number
   ): Promise<Response> {
-    return new Promise((resolve, reject) => {
-      const listener: (message: MessageValue<Response>) => void = message => {
-        if (message.id === messageId) {
-          this.unregisterWorkerMessageListener(worker, listener)
-          this.decreaseWorkersTasks(worker)
-          if (message.error) reject(message.error)
-          else resolve(message.data as Response)
-        }
-      }
-      this.registerWorkerMessageListener(worker, listener)
+    return new Promise<Response>((resolve, reject) => {
+      this.promiseMap.set(messageId, { resolve, reject, worker })
     })
   }
 
@@ -290,17 +334,13 @@ export abstract class AbstractPool<
    */
   protected abstract afterWorkerSetup (worker: Worker): void
 
-  /**
-   * Creates a new worker for this pool and sets it up completely.
-   *
-   * @returns New, completely set up worker.
-   */
-  protected createAndSetupWorker (): Worker {
+  /** @inheritdoc */
+  public createAndSetupWorker (): Worker {
     const worker: Worker = this.createWorker()
 
-    worker.on('error', this.opts.errorHandler ?? (() => {}))
-    worker.on('online', this.opts.onlineHandler ?? (() => {}))
-    worker.on('exit', this.opts.exitHandler ?? (() => {}))
+    worker.on('error', this.opts.errorHandler ?? EMPTY_FUNCTION)
+    worker.on('online', this.opts.onlineHandler ?? EMPTY_FUNCTION)
+    worker.on('exit', this.opts.exitHandler ?? EMPTY_FUNCTION)
     worker.once('exit', () => this.removeWorker(worker))
 
     this.workers.push(worker)
@@ -312,4 +352,24 @@ export abstract class AbstractPool<
 
     return worker
   }
+
+  /**
+   * This function is the listener registered for each worker.
+   *
+   * @returns The listener function to execute when a message is sent from a worker.
+   */
+  protected workerListener (): (message: MessageValue<Response>) => void {
+    const listener: (message: MessageValue<Response>) => void = message => {
+      if (message.id) {
+        const value = this.promiseMap.get(message.id)
+        if (value) {
+          this.decreaseWorkersTasks(value.worker)
+          if (message.error) value.reject(message.error)
+          else value.resolve(message.data as Response)
+          this.promiseMap.delete(message.id)
+        }
+      }
+    }
+    return listener
+  }
 }