refactor: cleanup variables namespace
[poolifier.git] / src / worker / abstract-worker.ts
index a84bb0691fc588d3a8e51b0fe1696d7c85bb7dc9..93a36bad382fe5781f35d73b71a8169510b818ac 100644 (file)
@@ -4,10 +4,16 @@ import type { MessagePort } from 'node:worker_threads'
 import { performance } from 'node:perf_hooks'
 import type {
   MessageValue,
+  Task,
   TaskPerformance,
   WorkerStatistics
 } from '../utility-types'
-import { EMPTY_FUNCTION, isPlainObject } from '../utils'
+import {
+  DEFAULT_TASK_NAME,
+  EMPTY_FUNCTION,
+  isAsyncFunction,
+  isPlainObject
+} from '../utils'
 import {
   type KillBehavior,
   KillBehaviors,
@@ -20,7 +26,6 @@ import type {
   WorkerSyncFunction
 } from './worker-functions'
 
-const DEFAULT_FUNCTION_NAME = 'default'
 const DEFAULT_MAX_INACTIVE_TIME = 60000
 const DEFAULT_KILL_BEHAVIOR: KillBehavior = KillBehaviors.SOFT
 
@@ -28,14 +33,18 @@ const DEFAULT_KILL_BEHAVIOR: KillBehavior = KillBehaviors.SOFT
  * Base class that implements some shared logic for all poolifier workers.
  *
  * @typeParam MainWorker - Type of main worker.
- * @typeParam Data - Type of data this worker receives from pool's execution. This can only be serializable data.
- * @typeParam Response - Type of response the worker sends back to the main worker. This can only be serializable data.
+ * @typeParam Data - Type of data this worker receives from pool's execution. This can only be structured-cloneable data.
+ * @typeParam Response - Type of response the worker sends back to the main worker. This can only be structured-cloneable data.
  */
 export abstract class AbstractWorker<
   MainWorker extends Worker | MessagePort,
   Data = unknown,
   Response = unknown
 > extends AsyncResource {
+  /**
+   * Worker id.
+   */
+  protected abstract id: number
   /**
    * Task function(s) processed by the worker when the pool's `execution` function is invoked.
    */
@@ -45,13 +54,13 @@ export abstract class AbstractWorker<
    */
   protected lastTaskTimestamp!: number
   /**
-   * Performance statistics computation.
+   * Performance statistics computation requirements.
    */
   protected statistics!: WorkerStatistics
   /**
    * Handler id of the `aliveInterval` worker alive check.
    */
-  protected readonly aliveInterval?: NodeJS.Timeout
+  protected aliveInterval?: NodeJS.Timeout
   /**
    * Constructs a new poolifier worker.
    *
@@ -67,7 +76,7 @@ export abstract class AbstractWorker<
     taskFunctions:
     | WorkerFunction<Data, Response>
     | TaskFunctions<Data, Response>,
-    protected mainWorker: MainWorker | undefined | null,
+    protected readonly mainWorker: MainWorker,
     protected readonly opts: WorkerOptions = {
       /**
        * The kill behavior option on this worker or its default value.
@@ -84,14 +93,8 @@ export abstract class AbstractWorker<
     this.checkWorkerOptions(this.opts)
     this.checkTaskFunctions(taskFunctions)
     if (!this.isMain) {
-      this.lastTaskTimestamp = performance.now()
-      this.aliveInterval = setInterval(
-        this.checkAlive.bind(this),
-        (this.opts.maxInactiveTime ?? DEFAULT_MAX_INACTIVE_TIME) / 2
-      )
-      this.checkAlive.bind(this)()
+      this.mainWorker?.on('message', this.messageListener.bind(this))
     }
-    this.mainWorker?.on('message', this.messageListener.bind(this))
   }
 
   private checkWorkerOptions (opts: WorkerOptions): void {
@@ -116,10 +119,15 @@ export abstract class AbstractWorker<
     }
     this.taskFunctions = new Map<string, WorkerFunction<Data, Response>>()
     if (typeof taskFunctions === 'function') {
-      this.taskFunctions.set(DEFAULT_FUNCTION_NAME, taskFunctions.bind(this))
+      this.taskFunctions.set(DEFAULT_TASK_NAME, taskFunctions.bind(this))
     } else if (isPlainObject(taskFunctions)) {
       let firstEntry = true
       for (const [name, fn] of Object.entries(taskFunctions)) {
+        if (typeof name !== 'string') {
+          throw new TypeError(
+            'A taskFunctions parameter object key is not a string'
+          )
+        }
         if (typeof fn !== 'function') {
           throw new TypeError(
             'A taskFunctions parameter object value is not a function'
@@ -127,7 +135,7 @@ export abstract class AbstractWorker<
         }
         this.taskFunctions.set(name, fn.bind(this))
         if (firstEntry) {
-          this.taskFunctions.set(DEFAULT_FUNCTION_NAME, fn.bind(this))
+          this.taskFunctions.set(DEFAULT_TASK_NAME, fn.bind(this))
           firstEntry = false
         }
       }
@@ -141,32 +149,187 @@ export abstract class AbstractWorker<
     }
   }
 
+  /**
+   * Checks if the worker has a task function with the given name.
+   *
+   * @param name - The name of the task function to check.
+   * @returns Whether the worker has a task function with the given name or not.
+   * @throws {@link https://nodejs.org/api/errors.html#class-typeerror} If the `name` parameter is not a string.
+   */
+  public hasTaskFunction (name: string): boolean {
+    if (typeof name !== 'string') {
+      throw new TypeError('name parameter is not a string')
+    }
+    return this.taskFunctions.has(name)
+  }
+
+  /**
+   * Adds a task function to the worker.
+   * If a task function with the same name already exists, it is replaced.
+   *
+   * @param name - The name of the task function to add.
+   * @param fn - The task function to add.
+   * @returns Whether the task function was added or not.
+   * @throws {@link https://nodejs.org/api/errors.html#class-typeerror} If the `name` parameter is not a string.
+   * @throws {@link https://nodejs.org/api/errors.html#class-error} If the `name` parameter is the default task function reserved name.
+   * @throws {@link https://nodejs.org/api/errors.html#class-typeerror} If the `fn` parameter is not a function.
+   */
+  public addTaskFunction (
+    name: string,
+    fn: WorkerFunction<Data, Response>
+  ): boolean {
+    if (typeof name !== 'string') {
+      throw new TypeError('name parameter is not a string')
+    }
+    if (name === DEFAULT_TASK_NAME) {
+      throw new Error(
+        'Cannot add a task function with the default reserved name'
+      )
+    }
+    if (typeof fn !== 'function') {
+      throw new TypeError('fn parameter is not a function')
+    }
+    try {
+      if (
+        this.taskFunctions.get(name) ===
+        this.taskFunctions.get(DEFAULT_TASK_NAME)
+      ) {
+        this.taskFunctions.set(DEFAULT_TASK_NAME, fn.bind(this))
+      }
+      this.taskFunctions.set(name, fn.bind(this))
+      return true
+    } catch {
+      return false
+    }
+  }
+
+  /**
+   * Removes a task function from the worker.
+   *
+   * @param name - The name of the task function to remove.
+   * @returns Whether the task function existed and was removed or not.
+   * @throws {@link https://nodejs.org/api/errors.html#class-typeerror} If the `name` parameter is not a string.
+   * @throws {@link https://nodejs.org/api/errors.html#class-error} If the `name` parameter is the default task function reserved name.
+   * @throws {@link https://nodejs.org/api/errors.html#class-error} If the `name` parameter is the task function used as default task function.
+   */
+  public removeTaskFunction (name: string): boolean {
+    if (typeof name !== 'string') {
+      throw new TypeError('name parameter is not a string')
+    }
+    if (name === DEFAULT_TASK_NAME) {
+      throw new Error(
+        'Cannot remove the task function with the default reserved name'
+      )
+    }
+    if (
+      this.taskFunctions.get(name) === this.taskFunctions.get(DEFAULT_TASK_NAME)
+    ) {
+      throw new Error(
+        'Cannot remove the task function used as the default task function'
+      )
+    }
+    return this.taskFunctions.delete(name)
+  }
+
+  /**
+   * Sets the default task function to use when no task function name is specified.
+   *
+   * @param name - The name of the task function to use as default task function.
+   * @returns Whether the default task function was set or not.
+   * @throws {@link https://nodejs.org/api/errors.html#class-typeerror} If the `name` parameter is not a string.
+   * @throws {@link https://nodejs.org/api/errors.html#class-error} If the `name` parameter is the default task function reserved name.
+   * @throws {@link https://nodejs.org/api/errors.html#class-error} If the `name` parameter is a non-existing task function.
+   */
+  public setDefaultTaskFunction (name: string): boolean {
+    if (typeof name !== 'string') {
+      throw new TypeError('name parameter is not a string')
+    }
+    if (name === DEFAULT_TASK_NAME) {
+      throw new Error(
+        'Cannot set the default task function reserved name as the default task function'
+      )
+    }
+    if (!this.taskFunctions.has(name)) {
+      throw new Error(
+        'Cannot set the default task function to a non-existing task function'
+      )
+    }
+    try {
+      this.taskFunctions.set(
+        DEFAULT_TASK_NAME,
+        this.taskFunctions.get(name)?.bind(this) as WorkerFunction<
+        Data,
+        Response
+        >
+      )
+      return true
+    } catch {
+      return false
+    }
+  }
+
   /**
    * Worker message listener.
    *
-   * @param message - Message received.
+   * @param message - The received message.
    */
-  protected messageListener (
-    message: MessageValue<Data, Data, MainWorker>
-  ): void {
-    if (message.id != null && message.data != null) {
-      // Task message received
-      const fn = this.getTaskFunction(message.name)
-      if (fn?.constructor.name === 'AsyncFunction') {
-        this.runInAsyncScope(this.runAsync.bind(this), this, fn, message)
-      } else {
-        this.runInAsyncScope(this.runSync.bind(this), this, fn, message)
+  protected messageListener (message: MessageValue<Data, Data>): void {
+    if (message.workerId === this.id) {
+      if (message.ready != null) {
+        // Startup message received
+        this.workerReady()
+      } else if (message.statistics != null) {
+        // Statistics message received
+        this.statistics = message.statistics
+      } else if (message.checkAlive != null) {
+        // Check alive message received
+        message.checkAlive ? this.startCheckAlive() : this.stopCheckAlive()
+      } else if (message.id != null && message.data != null) {
+        // Task message received
+        this.run(message)
+      } else if (message.kill === true) {
+        // Kill message received
+        this.stopCheckAlive()
+        this.emitDestroy()
       }
-    } else if (message.parent != null) {
-      // Main worker reference message received
-      this.mainWorker = message.parent
-    } else if (message.kill != null) {
-      // Kill message received
-      this.aliveInterval != null && clearInterval(this.aliveInterval)
-      this.emitDestroy()
-    } else if (message.statistics != null) {
-      // Statistics message received
-      this.statistics = message.statistics
+    }
+  }
+
+  /**
+   * Notifies the main worker that this worker is ready to process tasks.
+   */
+  protected workerReady (): void {
+    !this.isMain && this.sendToMainWorker({ ready: true, workerId: this.id })
+  }
+
+  /**
+   * Starts the worker aliveness check interval.
+   */
+  private startCheckAlive (): void {
+    this.lastTaskTimestamp = performance.now()
+    this.aliveInterval = setInterval(
+      this.checkAlive.bind(this),
+      (this.opts.maxInactiveTime ?? DEFAULT_MAX_INACTIVE_TIME) / 2
+    )
+    this.checkAlive.bind(this)()
+  }
+
+  /**
+   * Stops the worker aliveness check interval.
+   */
+  private stopCheckAlive (): void {
+    this.aliveInterval != null && clearInterval(this.aliveInterval)
+  }
+
+  /**
+   * Checks if the worker should be terminated, because its living too long.
+   */
+  private checkAlive (): void {
+    if (
+      performance.now() - this.lastTaskTimestamp >
+      (this.opts.maxInactiveTime ?? DEFAULT_MAX_INACTIVE_TIME)
+    ) {
+      this.sendToMainWorker({ kill: this.opts.killBehavior, workerId: this.id })
     }
   }
 
@@ -177,7 +340,7 @@ export abstract class AbstractWorker<
    */
   protected getMainWorker (): MainWorker {
     if (this.mainWorker == null) {
-      throw new Error('Main worker was not set')
+      throw new Error('Main worker not set')
     }
     return this.mainWorker
   }
@@ -192,104 +355,119 @@ export abstract class AbstractWorker<
   ): void
 
   /**
-   * Checks if the worker should be terminated, because its living too long.
+   * Handles an error and convert it to a string so it can be sent back to the main worker.
+   *
+   * @param e - The error raised by the worker.
+   * @returns The error message.
    */
-  protected checkAlive (): void {
-    if (
-      performance.now() - this.lastTaskTimestamp >
-      (this.opts.maxInactiveTime ?? DEFAULT_MAX_INACTIVE_TIME)
-    ) {
-      this.sendToMainWorker({ kill: this.opts.killBehavior })
-    }
+  protected handleError (e: Error | string): string {
+    return e instanceof Error ? e.message : e
   }
 
   /**
-   * Handles an error and convert it to a string so it can be sent back to the main worker.
+   * Runs the given task.
    *
-   * @param e - The error raised by the worker.
-   * @returns Message of the error.
+   * @param task - The task to execute.
+   * @throws {@link https://nodejs.org/api/errors.html#class-error} If the task function is not found.
    */
-  protected handleError (e: Error | string): string {
-    return e as string
+  protected run (task: Task<Data>): void {
+    const fn = this.getTaskFunction(task.name)
+    if (isAsyncFunction(fn)) {
+      this.runInAsyncScope(this.runAsync.bind(this), this, fn, task)
+    } else {
+      this.runInAsyncScope(this.runSync.bind(this), this, fn, task)
+    }
   }
 
   /**
-   * Runs the given function synchronously.
+   * Runs the given task function synchronously.
    *
-   * @param fn - Function that will be executed.
-   * @param message - Input data for the given function.
+   * @param fn - Task function that will be executed.
+   * @param task - Input data for the task function.
    */
   protected runSync (
     fn: WorkerSyncFunction<Data, Response>,
-    message: MessageValue<Data>
+    task: Task<Data>
   ): void {
     try {
-      let taskPerformance = this.beginTaskPerformance()
-      const res = fn(message.data)
+      let taskPerformance = this.beginTaskPerformance(task.name)
+      const res = fn(task.data)
       taskPerformance = this.endTaskPerformance(taskPerformance)
       this.sendToMainWorker({
         data: res,
         taskPerformance,
-        id: message.id
+        workerId: this.id,
+        id: task.id
       })
     } catch (e) {
-      const err = this.handleError(e as Error)
+      const errorMessage = this.handleError(e as Error | string)
       this.sendToMainWorker({
         taskError: {
-          message: err,
-          data: message.data
+          name: task.name ?? DEFAULT_TASK_NAME,
+          message: errorMessage,
+          data: task.data
         },
-        id: message.id
+        workerId: this.id,
+        id: task.id
       })
     } finally {
-      !this.isMain && (this.lastTaskTimestamp = performance.now())
+      if (!this.isMain && this.aliveInterval != null) {
+        this.lastTaskTimestamp = performance.now()
+      }
     }
   }
 
   /**
-   * Runs the given function asynchronously.
+   * Runs the given task function asynchronously.
    *
-   * @param fn - Function that will be executed.
-   * @param message - Input data for the given function.
+   * @param fn - Task function that will be executed.
+   * @param task - Input data for the task function.
    */
   protected runAsync (
     fn: WorkerAsyncFunction<Data, Response>,
-    message: MessageValue<Data>
+    task: Task<Data>
   ): void {
-    let taskPerformance = this.beginTaskPerformance()
-    fn(message.data)
+    let taskPerformance = this.beginTaskPerformance(task.name)
+    fn(task.data)
       .then(res => {
         taskPerformance = this.endTaskPerformance(taskPerformance)
         this.sendToMainWorker({
           data: res,
           taskPerformance,
-          id: message.id
+          workerId: this.id,
+          id: task.id
         })
         return null
       })
       .catch(e => {
-        const err = this.handleError(e as Error)
+        const errorMessage = this.handleError(e as Error | string)
         this.sendToMainWorker({
           taskError: {
-            message: err,
-            data: message.data
+            name: task.name ?? DEFAULT_TASK_NAME,
+            message: errorMessage,
+            data: task.data
           },
-          id: message.id
+          workerId: this.id,
+          id: task.id
         })
       })
       .finally(() => {
-        !this.isMain && (this.lastTaskTimestamp = performance.now())
+        if (!this.isMain && this.aliveInterval != null) {
+          this.lastTaskTimestamp = performance.now()
+        }
       })
       .catch(EMPTY_FUNCTION)
   }
 
   /**
-   * Gets the task function in the given scope.
+   * Gets the task function with the given name.
    *
-   * @param name - Name of the function that will be returned.
+   * @param name - Name of the task function that will be returned.
+   * @returns The task function.
+   * @throws {@link https://nodejs.org/api/errors.html#class-error} If the task function is not found.
    */
   private getTaskFunction (name?: string): WorkerFunction<Data, Response> {
-    name = name ?? DEFAULT_FUNCTION_NAME
+    name = name ?? DEFAULT_TASK_NAME
     const fn = this.taskFunctions.get(name)
     if (fn == null) {
       throw new Error(`Task function '${name}' not found`)
@@ -297,8 +475,10 @@ export abstract class AbstractWorker<
     return fn
   }
 
-  private beginTaskPerformance (): TaskPerformance {
+  private beginTaskPerformance (name?: string): TaskPerformance {
+    this.checkStatistics()
     return {
+      name: name ?? DEFAULT_TASK_NAME,
       timestamp: performance.now(),
       ...(this.statistics.elu && { elu: performance.eventLoopUtilization() })
     }
@@ -307,6 +487,7 @@ export abstract class AbstractWorker<
   private endTaskPerformance (
     taskPerformance: TaskPerformance
   ): TaskPerformance {
+    this.checkStatistics()
     return {
       ...taskPerformance,
       ...(this.statistics.runTime && {
@@ -317,4 +498,10 @@ export abstract class AbstractWorker<
       })
     }
   }
+
+  private checkStatistics (): void {
+    if (this.statistics == null) {
+      throw new Error('Performance statistics computation requirements not set')
+    }
+  }
 }