f26101fa015e1b14b7941cabe0d6a21f59c41325
[gnus] / lisp / registry.el
1 ;;; registry.el --- Track and remember data items by various fields
2
3 ;; Copyright (C) 2011-2015 Free Software Foundation, Inc.
4
5 ;; Author: Teodor Zlatanov <tzz@lifelogs.com>
6 ;; Keywords: data
7
8 ;; This file is part of GNU Emacs.
9
10 ;; GNU Emacs is free software: you can redistribute it and/or modify
11 ;; it under the terms of the GNU General Public License as published by
12 ;; the Free Software Foundation, either version 3 of the License, or
13 ;; (at your option) any later version.
14
15 ;; GNU Emacs is distributed in the hope that it will be useful,
16 ;; but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
17 ;; MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
18 ;; GNU General Public License for more details.
19
20 ;; You should have received a copy of the GNU General Public License
21 ;; along with GNU Emacs.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
22
23 ;;; Commentary:
24
25 ;; This library provides a general-purpose EIEIO-based registry
26 ;; database with persistence, initialized with these fields:
27
28 ;; version: a float
29
30 ;; max-size: an integer, default most-positive-fixnum
31
32 ;; prune-factor: a float between 0 and 1, default 0.1
33
34 ;; precious: a list of symbols
35
36 ;; tracked: a list of symbols
37
38 ;; tracker: a hashtable tuned for 100 symbols to track (you should
39 ;; only access this with the :lookup2-function and the
40 ;; :lookup2+-function)
41
42 ;; data: a hashtable with default size 10K and resize threshold 2.0
43 ;; (this reflects the expected usage so override it if you know better)
44
45 ;; ...plus methods to do all the work: `registry-search',
46 ;; `registry-lookup', `registry-lookup-secondary',
47 ;; `registry-lookup-secondary-value', `registry-insert',
48 ;; `registry-delete', `registry-prune', `registry-size' which see
49
50 ;; and with the following properties:
51
52 ;; Every piece of data has a unique ID and some general-purpose fields
53 ;; (F1=D1, F2=D2, F3=(a b c)...) expressed as an alist, e.g.
54
55 ;; ((F1 D1) (F2 D2) (F3 a b c))
56
57 ;; Note that whether a field has one or many pieces of data, the data
58 ;; is always a list of values.
59
60 ;; The user decides which fields are "precious", F2 for example.  When
61 ;; the registry is pruned, any entries without the F2 field will be
62 ;; removed until the size is :max-size * :prune-factor _less_ than the
63 ;; maximum database size. No entries with the F2 field will be removed
64 ;; at PRUNE TIME, which means it may not be possible to prune back all
65 ;; the way to the target size.
66
67 ;; When an entry is inserted, the registry will reject new entries if
68 ;; they bring it over the :max-size limit, even if they have the F2
69 ;; field.
70
71 ;; The user decides which fields are "tracked", F1 for example.  Any
72 ;; new entry is then indexed by all the tracked fields so it can be
73 ;; quickly looked up that way.  The data is always a list (see example
74 ;; above) and each list element is indexed.
75
76 ;; Precious and tracked field names must be symbols.  All other
77 ;; fields can be any other Emacs Lisp types.
78
79 ;;; Code:
80
81 (eval-when-compile (require 'cl))
82
83 (eval-and-compile
84   (or (ignore-errors (progn
85                        (require 'eieio)
86                        (require 'eieio-base)))
87       ;; gnus-fallback-lib/ from gnus/lisp/gnus-fallback-lib
88       (ignore-errors
89         (let ((load-path (cons (expand-file-name
90                                 "gnus-fallback-lib/eieio"
91                                 (file-name-directory (locate-library "gnus")))
92                                load-path)))
93           (require 'eieio)
94           (require 'eieio-base)))
95       (error
96        "eieio not found in `load-path' or gnus-fallback-lib/ directory.")))
97
98 (eval-when-compile
99   (unless (fboundp 'cl-remf)
100     (defalias 'cl-remf 'remf)
101     (defalias 'cl-loop 'loop)
102     (defalias 'cl-subseq 'subseq)))
103
104 ;; The version number needs to be kept outside of the class definition
105 ;; itself.  The persistent-save process does *not* write to file any
106 ;; slot values that are equal to the default :initform value.  If a
107 ;; database object is at the most recent version, therefore, its
108 ;; version number will not be written to file.  That makes it
109 ;; difficult to know when a database needs to be upgraded.
110 (defvar registry-db-version 0.2
111   "The current version of the registry format.")
112
113 (defclass registry-db (eieio-persistent)
114   ((version :initarg :version
115             :initform nil
116             :type (or null float)
117             :documentation "The registry version.")
118    (max-size :initarg :max-size
119              ;; EIEIO's :initform is not 100% compatible with CLOS in
120              ;; that if the form is an atom, it assumes it's constant
121              ;; value rather than an expression, so in order to get the value
122              ;; of `most-positive-fixnum', we need to use an
123              ;; expression that's not just a symbol.
124              :initform (symbol-value 'most-positive-fixnum)
125              :type integer
126              :custom integer
127              :documentation "The maximum number of registry entries.")
128    (prune-factor
129     :initarg :prune-factor
130     :initform 0.1
131     :type float
132     :custom float
133     :documentation "Prune to \(:max-size * :prune-factor\) less
134     than the :max-size limit.  Should be a float between 0 and 1.")
135    (tracked :initarg :tracked
136             :initform nil
137             :type t
138             :documentation "The tracked (indexed) fields, a list of symbols.")
139    (precious :initarg :precious
140              :initform nil
141              :type t
142              :documentation "The precious fields, a list of symbols.")
143    (tracker :initarg :tracker
144             :type hash-table
145             :documentation "The field tracking hashtable.")
146    (data :initarg :data
147          :type hash-table
148          :documentation "The data hashtable.")))
149
150 (defmethod initialize-instance :BEFORE ((this registry-db) slots)
151   "Check whether a registry object needs to be upgraded."
152   ;; Hardcoded upgrade routines.  Version 0.1 to 0.2 requires the
153   ;; :max-soft slot to disappear, and the :max-hard slot to be renamed
154   ;; :max-size.
155   (let ((current-version
156          (and (plist-member slots :version)
157               (plist-get slots :version))))
158     (when (or (null current-version)
159               (eql current-version 0.1))
160       (setq slots
161             (plist-put slots :max-size (plist-get slots :max-hard)))
162       (setq slots
163             (plist-put slots :version registry-db-version))
164       (cl-remf slots :max-hard)
165       (cl-remf slots :max-soft))))
166
167 (defmethod initialize-instance :AFTER ((this registry-db) slots)
168   "Set value of data slot of THIS after initialization."
169   (with-slots (data tracker) this
170     (unless (member :data slots)
171       (setq data
172             (make-hash-table :size 10000 :rehash-size 2.0 :test 'equal)))
173     (unless (member :tracker slots)
174       (setq tracker (make-hash-table :size 100 :rehash-size 2.0)))))
175
176 (defmethod registry-lookup ((db registry-db) keys)
177   "Search for KEYS in the registry-db THIS.
178 Returns an alist of the key followed by the entry in a list, not a cons cell."
179   (let ((data (oref db data)))
180     (delq nil
181           (mapcar
182            (lambda (k)
183              (when (gethash k data)
184                (list k (gethash k data))))
185            keys))))
186
187 (defmethod registry-lookup-breaks-before-lexbind ((db registry-db) keys)
188   "Search for KEYS in the registry-db THIS.
189 Returns an alist of the key followed by the entry in a list, not a cons cell."
190   (let ((data (oref db data)))
191     (delq nil
192           (loop for key in keys
193                 when (gethash key data)
194                 collect (list key (gethash key data))))))
195
196 (defmethod registry-lookup-secondary ((db registry-db) tracksym
197                                       &optional create)
198   "Search for TRACKSYM in the registry-db THIS.
199 When CREATE is not nil, create the secondary index hashtable if needed."
200   (let ((h (gethash tracksym (oref db :tracker))))
201     (if h
202         h
203       (when create
204         (puthash tracksym
205                  (make-hash-table :size 800 :rehash-size 2.0 :test 'equal)
206                  (oref db :tracker))
207         (gethash tracksym (oref db :tracker))))))
208
209 (defmethod registry-lookup-secondary-value ((db registry-db) tracksym val
210                                             &optional set)
211   "Search for TRACKSYM with value VAL in the registry-db THIS.
212 When SET is not nil, set it for VAL (use t for an empty list)."
213   ;; either we're asked for creation or there should be an existing index
214   (when (or set (registry-lookup-secondary db tracksym))
215     ;; set the entry if requested,
216     (when set
217       (puthash val (if (eq t set) '() set)
218                (registry-lookup-secondary db tracksym t)))
219     (gethash val (registry-lookup-secondary db tracksym))))
220
221 (defun registry--match (mode entry check-list)
222   ;; for all members
223   (when check-list
224     (let ((key (nth 0 (nth 0 check-list)))
225           (vals (cdr-safe (nth 0 check-list)))
226           found)
227       (while (and key vals (not found))
228         (setq found (case mode
229                       (:member
230                        (member (car-safe vals) (cdr-safe (assoc key entry))))
231                       (:regex
232                        (string-match (car vals)
233                                      (mapconcat
234                                       'prin1-to-string
235                                       (cdr-safe (assoc key entry))
236                                       "\0"))))
237               vals (cdr-safe vals)))
238       (or found
239           (registry--match mode entry (cdr-safe check-list))))))
240
241 (defmethod registry-search ((db registry-db) &rest spec)
242   "Search for SPEC across the registry-db THIS.
243 For example calling with :member '(a 1 2) will match entry '((a 3 1)).
244 Calling with :all t (any non-nil value) will match all.
245 Calling with :regex '\(a \"h.llo\") will match entry '((a \"hullo\" \"bye\").
246 The test order is to check :all first, then :member, then :regex."
247   (when db
248     (let ((all (plist-get spec :all))
249           (member (plist-get spec :member))
250           (regex (plist-get spec :regex)))
251       (loop for k being the hash-keys of (oref db data)
252             using (hash-values v)
253             when (or
254                   ;; :all non-nil returns all
255                   all
256                   ;; member matching
257                   (and member (registry--match :member v member))
258                   ;; regex matching
259                   (and regex (registry--match :regex v regex)))
260             collect k))))
261
262 (defmethod registry-delete ((db registry-db) keys assert &rest spec)
263   "Delete KEYS from the registry-db THIS.
264 If KEYS is nil, use SPEC to do a search.
265 Updates the secondary ('tracked') indices as well.
266 With assert non-nil, errors out if the key does not exist already."
267   (let* ((data (oref db data))
268          (keys (or keys
269                    (apply 'registry-search db spec)))
270          (tracked (oref db tracked)))
271
272     (dolist (key keys)
273       (let ((entry (gethash key data)))
274         (when assert
275           (assert entry nil
276                   "Key %s does not exist in database" key))
277         ;; clean entry from the secondary indices
278         (dolist (tr tracked)
279           ;; is this tracked symbol indexed?
280           (when (registry-lookup-secondary db tr)
281             ;; for every value in the entry under that key...
282             (dolist (val (cdr-safe (assq tr entry)))
283               (let* ((value-keys (registry-lookup-secondary-value
284                                   db tr val)))
285                 (when (member key value-keys)
286                   ;; override the previous value
287                   (registry-lookup-secondary-value
288                    db tr val
289                    ;; with the indexed keys MINUS the current key
290                    ;; (we pass t when the list is empty)
291                    (or (delete key value-keys) t)))))))
292         (remhash key data)))
293     keys))
294
295 (defmethod registry-size ((db registry-db))
296   "Returns the size of the registry-db object THIS.
297 This is the key count of the `data' slot."
298   (hash-table-count (oref db data)))
299
300 (defmethod registry-full ((db registry-db))
301   "Checks if registry-db THIS is full."
302   (>= (registry-size db)
303       (oref db :max-size)))
304
305 (defmethod registry-insert ((db registry-db) key entry)
306   "Insert ENTRY under KEY into the registry-db THIS.
307 Updates the secondary ('tracked') indices as well.
308 Errors out if the key exists already."
309
310   (assert (not (gethash key (oref db data))) nil
311           "Key already exists in database")
312
313   (assert (not (registry-full db))
314           nil
315           "registry max-size limit reached")
316
317   ;; store the entry
318   (puthash key entry (oref db data))
319
320   ;; store the secondary indices
321   (dolist (tr (oref db tracked))
322     ;; for every value in the entry under that key...
323     (dolist (val (cdr-safe (assq tr entry)))
324       (let* ((value-keys (registry-lookup-secondary-value db tr val)))
325         (pushnew key value-keys :test 'equal)
326         (registry-lookup-secondary-value db tr val value-keys))))
327   entry)
328
329 (defmethod registry-reindex ((db registry-db))
330   "Rebuild the secondary indices of registry-db THIS."
331   (let ((count 0)
332         (expected (* (length (oref db tracked)) (registry-size db))))
333     (dolist (tr (oref db tracked))
334       (let (values)
335         (maphash
336          (lambda (key v)
337            (incf count)
338            (when (and (< 0 expected)
339                       (= 0 (mod count 1000)))
340              (message "reindexing: %d of %d (%.2f%%)"
341                       count expected (/ (* 100 count) expected)))
342            (dolist (val (cdr-safe (assq tr v)))
343              (let* ((value-keys (registry-lookup-secondary-value db tr val)))
344                (push key value-keys)
345                (registry-lookup-secondary-value db tr val value-keys))))
346          (oref db data))))))
347
348 (defmethod registry-prune ((db registry-db) &optional sortfunc)
349   "Prunes the registry-db object DB.
350
351 Attempts to prune the number of entries down to \(*
352 :max-size :prune-factor\) less than the max-size limit, so
353 pruning doesn't need to happen on every save. Removes only
354 entries without the :precious keys, so it may not be possible to
355 reach the target limit.
356
357 Entries to be pruned are first sorted using SORTFUNC.  Entries
358 from the front of the list are deleted first.
359
360 Returns the number of deleted entries."
361   (let ((size (registry-size db))
362         (target-size (- (oref db :max-size)
363                         (* (oref db :max-size)
364                            (oref db :prune-factor))))
365         candidates)
366     (if (> size target-size)
367         (progn
368           (setq candidates
369                 (registry-collect-prune-candidates
370                  db (- size target-size) sortfunc))
371           (length (registry-delete db candidates nil)))
372       0)))
373
374 (defmethod registry-collect-prune-candidates ((db registry-db) limit sortfunc)
375   "Collects pruning candidates from the registry-db object DB.
376
377 Proposes only entries without the :precious keys, and attempts to
378 return LIMIT such candidates.  If SORTFUNC is provided, sort
379 entries first and return candidates from beginning of list."
380   (let* ((precious (oref db :precious))
381          (precious-p (lambda (entry-key)
382                        (cdr (memq (car entry-key) precious))))
383          (data (oref db data))
384          (candidates (cl-loop for k being the hash-keys of data
385                               using (hash-values v)
386                               when (notany precious-p v)
387                               collect (cons k v))))
388     ;; We want the full entries for sorting, but should only return a
389     ;; list of entry keys.
390     (when sortfunc
391       (setq candidates (sort candidates sortfunc)))
392     (delq nil (cl-subseq (mapcar #'car candidates) 0 limit))))
393
394 (provide 'registry)
395 ;;; registry.el ends here