fix: refine type definition for transferList
[poolifier.git] / src / pools / thread / fixed.ts
index 36eddace5ec149c41b8daafbd4ada0b91babb32d..7977cd61abd5263023b855fe9f7f23ba5135de10 100644 (file)
-import { isMainThread, MessageChannel, SHARE_ENV, Worker } from 'worker_threads'
-import type { Draft, MessageValue } from '../../utility-types'
+import {
+  isMainThread,
+  type TransferListItem,
+  type Worker
+} from 'node:worker_threads'
 
-export type WorkerWithMessageChannel = Worker & Draft<MessageChannel>
+import type { MessageValue } from '../../utility-types.js'
+import { AbstractPool } from '../abstract-pool.js'
+import { type PoolOptions, type PoolType, PoolTypes } from '../pool.js'
+import { type WorkerType, WorkerTypes } from '../worker.js'
 
-export interface FixedThreadPoolOptions {
-  /**
-   * A function that will listen for error event on each worker thread.
-   */
-  errorHandler?: (this: Worker, e: Error) => void
-  /**
-   * A function that will listen for online event on each worker thread.
-   */
-  onlineHandler?: (this: Worker) => void
-  /**
-   * A function that will listen for exit event on each worker thread.
-   */
-  exitHandler?: (this: Worker, code: number) => void
-  /**
-   * This is just to avoid not useful warnings message, is used to set `maxListeners` on event emitters (workers are event emitters).
-   *
-   * @default 1000
-   */
-  maxTasks?: number
-}
+/**
+ * Options for a poolifier thread pool.
+ */
+export type ThreadPoolOptions = PoolOptions<Worker>
 
 /**
- * A thread pool with a static number of threads, is possible to execute tasks in sync or async mode as you prefer.
- *
- * This pool will select the worker thread in a round robin fashion.
+ * A thread pool with a fixed number of threads.
  *
+ * @typeParam Data - Type of data sent to the worker. This can only be structured-cloneable data.
+ * @typeParam Response - Type of execution response. This can only be structured-cloneable data.
  * @author [Alessandro Pio Ardizio](https://github.com/pioardi)
  * @since 0.0.1
  */
-// eslint-disable-next-line @typescript-eslint/no-explicit-any
-export class FixedThreadPool<Data = any, Response = any> {
-  public readonly workers: WorkerWithMessageChannel[] = []
-  public nextWorker: number = 0
-
-  // threadId as key and an integer value
-  public readonly tasks: Map<WorkerWithMessageChannel, number> = new Map<
-    WorkerWithMessageChannel,
-    number
-  >()
-
-  protected id: number = 0
-
+export class FixedThreadPool<
+  Data = unknown,
+  Response = unknown
+> extends AbstractPool<Worker, Data, Response> {
   /**
-   * @param numThreads Num of threads for this worker pool.
-   * @param filePath A file path with implementation of `ThreadWorker` class, relative path is fine.
-   * @param opts An object with possible options for example `errorHandler`, `onlineHandler`. Default: `{ maxTasks: 1000 }`
+   * Constructs a new poolifier fixed thread pool.
+   *
+   * @param numberOfThreads - Number of threads for this pool.
+   * @param filePath - Path to an implementation of a `ThreadWorker` file, which can be relative or absolute.
+   * @param opts - Options for this fixed thread pool.
    */
   public constructor (
-    public readonly numThreads: number,
-    public readonly filePath: string,
-    public readonly opts: FixedThreadPoolOptions = { maxTasks: 1000 }
+    numberOfThreads: number,
+    filePath: string,
+    opts: ThreadPoolOptions = {},
+    maximumNumberOfThreads?: number
   ) {
-    if (!isMainThread) {
-      throw new Error('Cannot start a thread pool from a worker thread !!!')
-    }
-    // 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')
-    }
+    super(numberOfThreads, filePath, opts, maximumNumberOfThreads)
+  }
 
-    for (let i = 1; i <= this.numThreads; i++) {
-      this.newWorker()
-    }
+  /** @inheritDoc */
+  protected isMain (): boolean {
+    return isMainThread
   }
 
-  public async destroy (): Promise<void> {
-    for (const worker of this.workers) {
-      await worker.terminate()
-    }
+  /** @inheritDoc */
+  protected sendToWorker (
+    workerNodeKey: number,
+    message: MessageValue<Data>,
+    transferList?: readonly TransferListItem[]
+  ): void {
+    this.workerNodes[workerNodeKey]?.messageChannel?.port1.postMessage(
+      {
+        ...message,
+        workerId: this.getWorkerInfo(workerNodeKey)?.id
+      } satisfies MessageValue<Data>,
+      transferList
+    )
   }
 
-  /**
-   * Execute the task specified into the constructor with the data parameter.
-   *
-   * @param data The input for the task specified.
-   * @returns Promise that is resolved when the task is done.
-   */
-  public execute (data: Data): Promise<Response> {
-    // configure worker to handle message with the specified task
-    const worker = this.chooseWorker()
-    const previousWorkerIndex = this.tasks.get(worker)
-    if (previousWorkerIndex !== undefined) {
-      this.tasks.set(worker, previousWorkerIndex + 1)
-    } else {
-      throw Error('Worker could not be found in tasks map')
-    }
-    const id = ++this.id
-    const res = this.internalExecute(worker, id)
-    worker.postMessage({ data: data || {}, id: id })
-    return res
+  /** @inheritDoc */
+  protected sendStartupMessageToWorker (workerNodeKey: number): void {
+    const workerNode = this.workerNodes[workerNodeKey]
+    // eslint-disable-next-line @typescript-eslint/no-non-null-assertion
+    const port2 = workerNode.messageChannel!.port2
+    workerNode.worker.postMessage(
+      {
+        ready: false,
+        workerId: this.getWorkerInfo(workerNodeKey)?.id,
+        port: port2
+      } satisfies MessageValue<Data>,
+      [port2]
+    )
+  }
+
+  /** @inheritDoc */
+  protected registerWorkerMessageListener<Message extends Data | Response>(
+    workerNodeKey: number,
+    listener: (message: MessageValue<Message>) => void
+  ): void {
+    this.workerNodes[workerNodeKey].messageChannel?.port1.on(
+      'message',
+      listener
+    )
+  }
+
+  /** @inheritDoc */
+  protected registerOnceWorkerMessageListener<Message extends Data | Response>(
+    workerNodeKey: number,
+    listener: (message: MessageValue<Message>) => void
+  ): void {
+    this.workerNodes[workerNodeKey].messageChannel?.port1.once(
+      'message',
+      listener
+    )
+  }
+
+  /** @inheritDoc */
+  protected deregisterWorkerMessageListener<Message extends Data | Response>(
+    workerNodeKey: number,
+    listener: (message: MessageValue<Message>) => void
+  ): void {
+    this.workerNodes[workerNodeKey].messageChannel?.port1.off(
+      'message',
+      listener
+    )
+  }
+
+  /** @inheritDoc */
+  protected shallCreateDynamicWorker (): boolean {
+    return false
+  }
+
+  /** @inheritDoc */
+  protected checkAndEmitDynamicWorkerCreationEvents (): void {
+    /* noop */
   }
 
-  protected internalExecute (
-    worker: WorkerWithMessageChannel,
-    id: number
-  ): Promise<Response> {
-    return new Promise((resolve, reject) => {
-      const listener: (message: MessageValue<Response>) => void = message => {
-        if (message.id === id) {
-          worker.port2?.removeListener('message', listener)
-          const previousWorkerIndex = this.tasks.get(worker)
-          if (previousWorkerIndex !== undefined) {
-            this.tasks.set(worker, previousWorkerIndex + 1)
-          } else {
-            throw Error('Worker could not be found in tasks map')
-          }
-          if (message.error) reject(message.error)
-          else resolve(message.data as Response)
-        }
-      }
-      worker.port2?.on('message', listener)
-    })
+  /** @inheritDoc */
+  protected get type (): PoolType {
+    return PoolTypes.fixed
   }
 
-  protected chooseWorker (): WorkerWithMessageChannel {
-    if (this.workers.length - 1 === this.nextWorker) {
-      this.nextWorker = 0
-      return this.workers[this.nextWorker]
-    } else {
-      this.nextWorker++
-      return this.workers[this.nextWorker]
-    }
+  /** @inheritDoc */
+  protected get worker (): WorkerType {
+    return WorkerTypes.thread
   }
 
-  protected newWorker (): WorkerWithMessageChannel {
-    const worker: WorkerWithMessageChannel = new Worker(this.filePath, {
-      env: SHARE_ENV
-    })
-    worker.on('error', this.opts.errorHandler ?? (() => {}))
-    worker.on('online', this.opts.onlineHandler ?? (() => {}))
-    // TODO handle properly when a thread exit
-    worker.on('exit', this.opts.exitHandler ?? (() => {}))
-    this.workers.push(worker)
-    const { port1, port2 } = new MessageChannel()
-    worker.postMessage({ parent: port1 }, [port1])
-    worker.port1 = port1
-    worker.port2 = port2
-    // we will attach a listener for every task,
-    // when task is completed the listener will be removed but to avoid warnings we are increasing the max listeners size
-    worker.port2.setMaxListeners(this.opts.maxTasks ?? 1000)
-    // init tasks map
-    this.tasks.set(worker, 0)
-    return worker
+  /** @inheritDoc */
+  protected get busy (): boolean {
+    return this.internalBusy()
   }
 }