some fixes for clang-3.5 compatibility
[folly.git] / folly / io / async / AsyncServerSocket.cpp
1 /*
2  * Copyright 2014 Facebook, Inc.
3  *
4  * Licensed under the Apache License, Version 2.0 (the "License");
5  * you may not use this file except in compliance with the License.
6  * You may obtain a copy of the License at
7  *
8  *   http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0
9  *
10  * Unless required by applicable law or agreed to in writing, software
11  * distributed under the License is distributed on an "AS IS" BASIS,
12  * WITHOUT WARRANTIES OR CONDITIONS OF ANY KIND, either express or implied.
13  * See the License for the specific language governing permissions and
14  * limitations under the License.
15  */
16
17 #ifndef __STDC_FORMAT_MACROS
18   #define __STDC_FORMAT_MACROS
19 #endif
20
21 #include <folly/io/async/AsyncServerSocket.h>
22
23 #include <folly/io/async/EventBase.h>
24 #include <folly/io/async/NotificationQueue.h>
25 #include <folly/SocketAddress.h>
26
27 #include <errno.h>
28 #include <string.h>
29 #include <unistd.h>
30 #include <fcntl.h>
31 #include <sys/types.h>
32 #include <sys/socket.h>
33 #include <netinet/tcp.h>
34
35 namespace folly {
36
37 const uint32_t AsyncServerSocket::kDefaultMaxAcceptAtOnce;
38 const uint32_t AsyncServerSocket::kDefaultCallbackAcceptAtOnce;
39 const uint32_t AsyncServerSocket::kDefaultMaxMessagesInQueue;
40
41 int setCloseOnExec(int fd, int value) {
42   // Read the current flags
43   int old_flags = fcntl(fd, F_GETFD, 0);
44
45   // If reading the flags failed, return error indication now
46   if (old_flags < 0)
47     return -1;
48
49   // Set just the flag we want to set
50   int new_flags;
51   if (value != 0)
52     new_flags = old_flags | FD_CLOEXEC;
53   else
54     new_flags = old_flags & ~FD_CLOEXEC;
55
56   // Store modified flag word in the descriptor
57   return fcntl(fd, F_SETFD, new_flags);
58 }
59
60 void AsyncServerSocket::RemoteAcceptor::start(
61   EventBase* eventBase, uint32_t maxAtOnce, uint32_t maxInQueue) {
62   setMaxReadAtOnce(maxAtOnce);
63   queue_.setMaxQueueSize(maxInQueue);
64
65   if (!eventBase->runInEventBaseThread([=](){
66         callback_->acceptStarted();
67         this->startConsuming(eventBase, &queue_);
68       })) {
69     throw std::invalid_argument("unable to start waiting on accept "
70                             "notification queue in the specified "
71                             "EventBase thread");
72   }
73 }
74
75 void AsyncServerSocket::RemoteAcceptor::stop(
76   EventBase* eventBase, AcceptCallback* callback) {
77   if (!eventBase->runInEventBaseThread([=](){
78         callback->acceptStopped();
79         delete this;
80       })) {
81     throw std::invalid_argument("unable to start waiting on accept "
82                             "notification queue in the specified "
83                             "EventBase thread");
84   }
85 }
86
87 void AsyncServerSocket::RemoteAcceptor::messageAvailable(
88   QueueMessage&& msg) {
89
90   switch (msg.type) {
91     case MessageType::MSG_NEW_CONN:
92     {
93       callback_->connectionAccepted(msg.fd, msg.address);
94       break;
95     }
96     case MessageType::MSG_ERROR:
97     {
98       std::runtime_error ex(msg.msg);
99       callback_->acceptError(ex);
100       break;
101     }
102     default:
103     {
104       LOG(ERROR) << "invalid accept notification message type "
105                  << int(msg.type);
106       std::runtime_error ex(
107         "received invalid accept notification message type");
108       callback_->acceptError(ex);
109     }
110   }
111 }
112
113 /*
114  * AsyncServerSocket::BackoffTimeout
115  */
116 class AsyncServerSocket::BackoffTimeout : public AsyncTimeout {
117  public:
118   BackoffTimeout(AsyncServerSocket* socket)
119     : AsyncTimeout(socket->getEventBase()),
120       socket_(socket) {}
121
122   virtual void timeoutExpired() noexcept {
123     socket_->backoffTimeoutExpired();
124   }
125
126  private:
127   AsyncServerSocket* socket_;
128 };
129
130 /*
131  * AsyncServerSocket methods
132  */
133
134 AsyncServerSocket::AsyncServerSocket(EventBase* eventBase)
135 :   eventBase_(eventBase),
136     accepting_(false),
137     maxAcceptAtOnce_(kDefaultMaxAcceptAtOnce),
138     maxNumMsgsInQueue_(kDefaultMaxMessagesInQueue),
139     acceptRateAdjustSpeed_(0),
140     acceptRate_(1),
141     lastAccepTimestamp_(std::chrono::steady_clock::now()),
142     numDroppedConnections_(0),
143     callbackIndex_(0),
144     backoffTimeout_(nullptr),
145     callbacks_(),
146     keepAliveEnabled_(true),
147     closeOnExec_(true),
148     shutdownSocketSet_(nullptr) {
149 }
150
151 void AsyncServerSocket::setShutdownSocketSet(ShutdownSocketSet* newSS) {
152   if (shutdownSocketSet_ == newSS) {
153     return;
154   }
155   if (shutdownSocketSet_) {
156     for (auto& h : sockets_) {
157       shutdownSocketSet_->remove(h.socket_);
158     }
159   }
160   shutdownSocketSet_ = newSS;
161   if (shutdownSocketSet_) {
162     for (auto& h : sockets_) {
163       shutdownSocketSet_->add(h.socket_);
164     }
165   }
166 }
167
168 AsyncServerSocket::~AsyncServerSocket() {
169   assert(callbacks_.empty());
170 }
171
172 int AsyncServerSocket::stopAccepting(int shutdownFlags) {
173   int result = 0;
174   for (auto& handler : sockets_) {
175     VLOG(10) << "AsyncServerSocket::stopAccepting " << this <<
176               handler.socket_;
177   }
178   assert(eventBase_ == nullptr || eventBase_->isInEventBaseThread());
179
180   // When destroy is called, unregister and close the socket immediately
181   accepting_ = false;
182
183   for (auto& handler : sockets_) {
184     handler.unregisterHandler();
185     if (shutdownSocketSet_) {
186       shutdownSocketSet_->close(handler.socket_);
187     } else if (shutdownFlags >= 0) {
188       result = ::shutdown(handler.socket_, shutdownFlags);
189       pendingCloseSockets_.push_back(handler.socket_);
190     } else {
191       ::close(handler.socket_);
192     }
193   }
194   sockets_.clear();
195
196   // Destroy the backoff timout.  This will cancel it if it is running.
197   delete backoffTimeout_;
198   backoffTimeout_ = nullptr;
199
200   // Close all of the callback queues to notify them that they are being
201   // destroyed.  No one should access the AsyncServerSocket any more once
202   // destroy() is called.  However, clear out callbacks_ before invoking the
203   // accept callbacks just in case.  This will potentially help us detect the
204   // bug if one of the callbacks calls addAcceptCallback() or
205   // removeAcceptCallback().
206   std::vector<CallbackInfo> callbacksCopy;
207   callbacks_.swap(callbacksCopy);
208   for (std::vector<CallbackInfo>::iterator it = callbacksCopy.begin();
209        it != callbacksCopy.end();
210        ++it) {
211     it->consumer->stop(it->eventBase, it->callback);
212   }
213
214   return result;
215 }
216
217 void AsyncServerSocket::destroy() {
218   stopAccepting();
219   for (auto s: pendingCloseSockets_) {
220     ::close(s);
221   }
222   // Then call DelayedDestruction::destroy() to take care of
223   // whether or not we need immediate or delayed destruction
224   DelayedDestruction::destroy();
225 }
226
227 void AsyncServerSocket::attachEventBase(EventBase *eventBase) {
228   assert(eventBase_ == nullptr);
229   assert(eventBase->isInEventBaseThread());
230
231   eventBase_ = eventBase;
232   for (auto& handler : sockets_) {
233     handler.attachEventBase(eventBase);
234   }
235 }
236
237 void AsyncServerSocket::detachEventBase() {
238   assert(eventBase_ != nullptr);
239   assert(eventBase_->isInEventBaseThread());
240   assert(!accepting_);
241
242   eventBase_ = nullptr;
243   for (auto& handler : sockets_) {
244     handler.detachEventBase();
245   }
246 }
247
248 void AsyncServerSocket::useExistingSockets(const std::vector<int>& fds) {
249   assert(eventBase_ == nullptr || eventBase_->isInEventBaseThread());
250
251   if (sockets_.size() > 0) {
252     throw std::invalid_argument(
253                               "cannot call useExistingSocket() on a "
254                               "AsyncServerSocket that already has a socket");
255   }
256
257   for (auto fd: fds) {
258     // Set addressFamily_ from this socket.
259     // Note that the socket may not have been bound yet, but
260     // setFromLocalAddress() will still work and get the correct address family.
261     // We will update addressFamily_ again anyway if bind() is called later.
262     SocketAddress address;
263     address.setFromLocalAddress(fd);
264
265     setupSocket(fd);
266     sockets_.push_back(
267       ServerEventHandler(eventBase_, fd, this, address.getFamily()));
268     sockets_.back().changeHandlerFD(fd);
269   }
270 }
271
272 void AsyncServerSocket::useExistingSocket(int fd) {
273   useExistingSockets({fd});
274 }
275
276 void AsyncServerSocket::bindSocket(
277     int fd,
278     const SocketAddress& address,
279     bool isExistingSocket) {
280   sockaddr_storage addrStorage;
281   address.getAddress(&addrStorage);
282   sockaddr* saddr = reinterpret_cast<sockaddr*>(&addrStorage);
283   if (::bind(fd, saddr, address.getActualSize()) != 0) {
284     if (!isExistingSocket) {
285       ::close(fd);
286     }
287     folly::throwSystemError(errno,
288         "failed to bind to async server socket: " +
289         address.describe());
290   }
291
292   // If we just created this socket, update the EventHandler and set socket_
293   if (!isExistingSocket) {
294     sockets_.push_back(
295       ServerEventHandler(eventBase_, fd, this, address.getFamily()));
296   }
297 }
298
299 void AsyncServerSocket::bind(const SocketAddress& address) {
300   assert(eventBase_ == nullptr || eventBase_->isInEventBaseThread());
301
302   // useExistingSocket() may have been called to initialize socket_ already.
303   // However, in the normal case we need to create a new socket now.
304   // Don't set socket_ yet, so that socket_ will remain uninitialized if an
305   // error occurs.
306   int fd;
307   if (sockets_.size() == 0) {
308     fd = createSocket(address.getFamily());
309   } else if (sockets_.size() == 1) {
310     if (address.getFamily() != sockets_[0].addressFamily_) {
311       throw std::invalid_argument(
312                                 "Attempted to bind address to socket with "
313                                 "different address family");
314     }
315     fd = sockets_[0].socket_;
316   } else {
317     throw std::invalid_argument(
318                               "Attempted to bind to multiple fds");
319   }
320
321   bindSocket(fd, address, !sockets_.empty());
322 }
323
324 void AsyncServerSocket::bind(
325     const std::vector<IPAddress>& ipAddresses,
326     uint16_t port) {
327   if (ipAddresses.empty()) {
328     throw std::invalid_argument("No ip addresses were provided");
329   }
330   if (!sockets_.empty()) {
331     throw std::invalid_argument("Cannot call bind on a AsyncServerSocket "
332                                 "that already has a socket.");
333   }
334
335   for (const IPAddress& ipAddress : ipAddresses) {
336     SocketAddress address(ipAddress.toFullyQualified(), port);
337     int fd = createSocket(address.getFamily());
338
339     bindSocket(fd, address, false);
340   }
341   if (sockets_.size() == 0) {
342     throw std::runtime_error(
343         "did not bind any async server socket for port and addresses");
344   }
345 }
346
347 void AsyncServerSocket::bind(uint16_t port) {
348   struct addrinfo hints, *res, *res0;
349   char sport[sizeof("65536")];
350
351   memset(&hints, 0, sizeof(hints));
352   hints.ai_family = AF_UNSPEC;
353   hints.ai_socktype = SOCK_STREAM;
354   hints.ai_flags = AI_PASSIVE;
355   snprintf(sport, sizeof(sport), "%u", port);
356
357   if (getaddrinfo(nullptr, sport, &hints, &res0)) {
358     throw std::invalid_argument(
359                               "Attempted to bind address to socket with "
360                               "bad getaddrinfo");
361   }
362
363   folly::ScopeGuard guard = folly::makeGuard([&]{
364       freeaddrinfo(res0);
365     });
366
367   for (res = res0; res; res = res->ai_next) {
368     int s = socket(res->ai_family, res->ai_socktype, res->ai_protocol);
369     // IPv6/IPv4 may not be supported by the kernel
370     if (s < 0 && errno == EAFNOSUPPORT) {
371       continue;
372     }
373     CHECK(s);
374
375     try {
376       setupSocket(s);
377     } catch (...) {
378       ::close(s);
379       throw;
380     }
381
382     if (res->ai_family == AF_INET6) {
383       int v6only = 1;
384       CHECK(0 == setsockopt(s, IPPROTO_IPV6, IPV6_V6ONLY,
385                             &v6only, sizeof(v6only)));
386     }
387
388     SocketAddress address;
389     address.setFromLocalAddress(s);
390
391     sockets_.push_back(
392       ServerEventHandler(eventBase_, s, this, address.getFamily()));
393
394     // Bind to the socket
395     if (::bind(s, res->ai_addr, res->ai_addrlen) != 0) {
396       folly::throwSystemError(
397         errno,
398         "failed to bind to async server socket for port");
399     }
400   }
401   if (sockets_.size() == 0) {
402     throw std::runtime_error(
403         "did not bind any async server socket for port");
404   }
405 }
406
407 void AsyncServerSocket::listen(int backlog) {
408   assert(eventBase_ == nullptr || eventBase_->isInEventBaseThread());
409
410   // Start listening
411   for (auto& handler : sockets_) {
412     if (::listen(handler.socket_, backlog) == -1) {
413       folly::throwSystemError(errno,
414                                     "failed to listen on async server socket");
415     }
416   }
417 }
418
419 void AsyncServerSocket::getAddress(SocketAddress* addressReturn) const {
420   CHECK(sockets_.size() >= 1);
421   if (sockets_.size() > 1) {
422     VLOG(2) << "Warning: getAddress can return multiple addresses, " <<
423       "but getAddress was called, so only returning the first";
424   }
425   addressReturn->setFromLocalAddress(sockets_[0].socket_);
426 }
427
428 std::vector<SocketAddress> AsyncServerSocket::getAddresses()
429     const {
430   CHECK(sockets_.size() >= 1);
431   auto tsaVec = std::vector<SocketAddress>(sockets_.size());
432   auto tsaIter = tsaVec.begin();
433   for (const auto& socket : sockets_) {
434     (tsaIter++)->setFromLocalAddress(socket.socket_);
435   };
436   return tsaVec;
437 }
438
439 void AsyncServerSocket::addAcceptCallback(AcceptCallback *callback,
440                                            EventBase *eventBase,
441                                            uint32_t maxAtOnce) {
442   assert(eventBase_ == nullptr || eventBase_->isInEventBaseThread());
443
444   // If this is the first accept callback and we are supposed to be accepting,
445   // start accepting once the callback is installed.
446   bool runStartAccepting = accepting_ && callbacks_.empty();
447
448   if (!eventBase) {
449     eventBase = eventBase_; // Run in AsyncServerSocket's eventbase
450   }
451
452   callbacks_.push_back(CallbackInfo(callback, eventBase));
453
454   // Start the remote acceptor.
455   //
456   // It would be nice if we could avoid starting the remote acceptor if
457   // eventBase == eventBase_.  However, that would cause issues if
458   // detachEventBase() and attachEventBase() were ever used to change the
459   // primary EventBase for the server socket.  Therefore we require the caller
460   // to specify a nullptr EventBase if they want to ensure that the callback is
461   // always invoked in the primary EventBase, and to be able to invoke that
462   // callback more efficiently without having to use a notification queue.
463   RemoteAcceptor* acceptor = nullptr;
464   try {
465     acceptor = new RemoteAcceptor(callback);
466     acceptor->start(eventBase, maxAtOnce, maxNumMsgsInQueue_);
467   } catch (...) {
468     callbacks_.pop_back();
469     delete acceptor;
470     throw;
471   }
472   callbacks_.back().consumer = acceptor;
473
474   // If this is the first accept callback and we are supposed to be accepting,
475   // start accepting.
476   if (runStartAccepting) {
477     startAccepting();
478   }
479 }
480
481 void AsyncServerSocket::removeAcceptCallback(AcceptCallback *callback,
482                                               EventBase *eventBase) {
483   assert(eventBase_ == nullptr || eventBase_->isInEventBaseThread());
484
485   // Find the matching AcceptCallback.
486   // We just do a simple linear search; we don't expect removeAcceptCallback()
487   // to be called frequently, and we expect there to only be a small number of
488   // callbacks anyway.
489   std::vector<CallbackInfo>::iterator it = callbacks_.begin();
490   uint32_t n = 0;
491   while (true) {
492     if (it == callbacks_.end()) {
493       throw std::runtime_error("AsyncServerSocket::removeAcceptCallback(): "
494                               "accept callback not found");
495     }
496     if (it->callback == callback &&
497         (it->eventBase == eventBase || eventBase == nullptr)) {
498       break;
499     }
500     ++it;
501     ++n;
502   }
503
504   // Remove this callback from callbacks_.
505   //
506   // Do this before invoking the acceptStopped() callback, in case
507   // acceptStopped() invokes one of our methods that examines callbacks_.
508   //
509   // Save a copy of the CallbackInfo first.
510   CallbackInfo info(*it);
511   callbacks_.erase(it);
512   if (n < callbackIndex_) {
513     // We removed an element before callbackIndex_.  Move callbackIndex_ back
514     // one step, since things after n have been shifted back by 1.
515     --callbackIndex_;
516   } else {
517     // We removed something at or after callbackIndex_.
518     // If we removed the last element and callbackIndex_ was pointing at it,
519     // we need to reset callbackIndex_ to 0.
520     if (callbackIndex_ >= callbacks_.size()) {
521       callbackIndex_ = 0;
522     }
523   }
524
525   info.consumer->stop(info.eventBase, info.callback);
526
527   // If we are supposed to be accepting but the last accept callback
528   // was removed, unregister for events until a callback is added.
529   if (accepting_ && callbacks_.empty()) {
530     for (auto& handler : sockets_) {
531       handler.unregisterHandler();
532     }
533   }
534 }
535
536 void AsyncServerSocket::startAccepting() {
537   assert(eventBase_ == nullptr || eventBase_->isInEventBaseThread());
538
539   accepting_ = true;
540   if (callbacks_.empty()) {
541     // We can't actually begin accepting if no callbacks are defined.
542     // Wait until a callback is added to start accepting.
543     return;
544   }
545
546   for (auto& handler : sockets_) {
547     if (!handler.registerHandler(
548           EventHandler::READ | EventHandler::PERSIST)) {
549       throw std::runtime_error("failed to register for accept events");
550     }
551   }
552 }
553
554 void AsyncServerSocket::pauseAccepting() {
555   assert(eventBase_ == nullptr || eventBase_->isInEventBaseThread());
556   accepting_ = false;
557   for (auto& handler : sockets_) {
558    handler. unregisterHandler();
559   }
560
561   // If we were in the accept backoff state, disable the backoff timeout
562   if (backoffTimeout_) {
563     backoffTimeout_->cancelTimeout();
564   }
565 }
566
567 int AsyncServerSocket::createSocket(int family) {
568   int fd = socket(family, SOCK_STREAM, 0);
569   if (fd == -1) {
570     folly::throwSystemError(errno, "error creating async server socket");
571   }
572
573   try {
574     setupSocket(fd);
575   } catch (...) {
576     ::close(fd);
577     throw;
578   }
579   return fd;
580 }
581
582 void AsyncServerSocket::setupSocket(int fd) {
583   // Get the address family
584   SocketAddress address;
585   address.setFromLocalAddress(fd);
586   auto family = address.getFamily();
587
588   // Put the socket in non-blocking mode
589   if (fcntl(fd, F_SETFL, O_NONBLOCK) != 0) {
590     folly::throwSystemError(errno,
591                             "failed to put socket in non-blocking mode");
592   }
593
594   // Set reuseaddr to avoid 2MSL delay on server restart
595   int one = 1;
596   if (setsockopt(fd, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &one, sizeof(one)) != 0) {
597     // This isn't a fatal error; just log an error message and continue
598     LOG(ERROR) << "failed to set SO_REUSEADDR on async server socket " << errno;
599   }
600
601   // Set reuseport to support multiple accept threads
602   int zero = 0;
603   if (reusePortEnabled_ &&
604       setsockopt(fd, SOL_SOCKET, SO_REUSEPORT, &one, sizeof(int)) != 0) {
605     LOG(ERROR) << "failed to set SO_REUSEPORT on async server socket "
606                << strerror(errno);
607     folly::throwSystemError(errno,
608                             "failed to bind to async server socket: " +
609                             address.describe());
610   }
611
612   // Set keepalive as desired
613   if (setsockopt(fd, SOL_SOCKET, SO_KEEPALIVE,
614                  (keepAliveEnabled_) ? &one : &zero, sizeof(int)) != 0) {
615     LOG(ERROR) << "failed to set SO_KEEPALIVE on async server socket: " <<
616             strerror(errno);
617   }
618
619   // Setup FD_CLOEXEC flag
620   if (closeOnExec_ &&
621       (-1 == folly::setCloseOnExec(fd, closeOnExec_))) {
622     LOG(ERROR) << "failed to set FD_CLOEXEC on async server socket: " <<
623             strerror(errno);
624   }
625
626   // Set TCP nodelay if available, MAC OS X Hack
627   // See http://lists.danga.com/pipermail/memcached/2005-March/001240.html
628 #ifndef TCP_NOPUSH
629   if (family != AF_UNIX) {
630     if (setsockopt(fd, IPPROTO_TCP, TCP_NODELAY, &one, sizeof(one)) != 0) {
631       // This isn't a fatal error; just log an error message and continue
632       LOG(ERROR) << "failed to set TCP_NODELAY on async server socket: " <<
633               strerror(errno);
634     }
635   }
636 #endif
637
638   if (shutdownSocketSet_) {
639     shutdownSocketSet_->add(fd);
640   }
641 }
642
643 void AsyncServerSocket::handlerReady(
644   uint16_t events, int fd, sa_family_t addressFamily) noexcept {
645   assert(!callbacks_.empty());
646   DestructorGuard dg(this);
647
648   // Only accept up to maxAcceptAtOnce_ connections at a time,
649   // to avoid starving other I/O handlers using this EventBase.
650   for (uint32_t n = 0; n < maxAcceptAtOnce_; ++n) {
651     SocketAddress address;
652
653     sockaddr_storage addrStorage;
654     socklen_t addrLen = sizeof(addrStorage);
655     sockaddr* saddr = reinterpret_cast<sockaddr*>(&addrStorage);
656
657     // In some cases, accept() doesn't seem to update these correctly.
658     saddr->sa_family = addressFamily;
659     if (addressFamily == AF_UNIX) {
660       addrLen = sizeof(struct sockaddr_un);
661     }
662
663     // Accept a new client socket
664 #ifdef SOCK_NONBLOCK
665     int clientSocket = accept4(fd, saddr, &addrLen, SOCK_NONBLOCK);
666 #else
667     int clientSocket = accept(fd, saddr, &addrLen);
668 #endif
669
670     address.setFromSockaddr(saddr, addrLen);
671
672     std::chrono::time_point<std::chrono::steady_clock> nowMs =
673       std::chrono::steady_clock::now();
674     int64_t timeSinceLastAccept = std::max(
675       int64_t(0),
676       nowMs.time_since_epoch().count() -
677       lastAccepTimestamp_.time_since_epoch().count());
678     lastAccepTimestamp_ = nowMs;
679     if (acceptRate_ < 1) {
680       acceptRate_ *= 1 + acceptRateAdjustSpeed_ * timeSinceLastAccept;
681       if (acceptRate_ >= 1) {
682         acceptRate_ = 1;
683       } else if (rand() > acceptRate_ * RAND_MAX) {
684         ++numDroppedConnections_;
685         if (clientSocket >= 0) {
686           ::close(clientSocket);
687         }
688         continue;
689       }
690     }
691
692     if (clientSocket < 0) {
693       if (errno == EAGAIN) {
694         // No more sockets to accept right now.
695         // Check for this code first, since it's the most common.
696         return;
697       } else if (errno == EMFILE || errno == ENFILE) {
698         // We're out of file descriptors.  Perhaps we're accepting connections
699         // too quickly. Pause accepting briefly to back off and give the server
700         // a chance to recover.
701         LOG(ERROR) << "accept failed: out of file descriptors; entering accept "
702                 "back-off state";
703         enterBackoff();
704
705         // Dispatch the error message
706         dispatchError("accept() failed", errno);
707       } else {
708         dispatchError("accept() failed", errno);
709       }
710       return;
711     }
712
713 #ifndef SOCK_NONBLOCK
714     // Explicitly set the new connection to non-blocking mode
715     if (fcntl(clientSocket, F_SETFL, O_NONBLOCK) != 0) {
716       ::close(clientSocket);
717       dispatchError("failed to set accepted socket to non-blocking mode",
718                     errno);
719       return;
720     }
721 #endif
722
723     // Inform the callback about the new connection
724     dispatchSocket(clientSocket, std::move(address));
725
726     // If we aren't accepting any more, break out of the loop
727     if (!accepting_ || callbacks_.empty()) {
728       break;
729     }
730   }
731 }
732
733 void AsyncServerSocket::dispatchSocket(int socket,
734                                         SocketAddress&& address) {
735   uint32_t startingIndex = callbackIndex_;
736
737   // Short circuit if the callback is in the primary EventBase thread
738
739   CallbackInfo *info = nextCallback();
740   if (info->eventBase == nullptr) {
741     info->callback->connectionAccepted(socket, address);
742     return;
743   }
744
745   // Create a message to send over the notification queue
746   QueueMessage msg;
747   msg.type = MessageType::MSG_NEW_CONN;
748   msg.address = std::move(address);
749   msg.fd = socket;
750
751   // Loop until we find a free queue to write to
752   while (true) {
753     if (info->consumer->getQueue()->tryPutMessageNoThrow(std::move(msg))) {
754       // Success! return.
755       return;
756    }
757
758     // We couldn't add to queue.  Fall through to below
759
760     ++numDroppedConnections_;
761     if (acceptRateAdjustSpeed_ > 0) {
762       // aggressively decrease accept rate when in trouble
763       static const double kAcceptRateDecreaseSpeed = 0.1;
764       acceptRate_ *= 1 - kAcceptRateDecreaseSpeed;
765     }
766
767
768     if (callbackIndex_ == startingIndex) {
769       // The notification queue was full
770       // We can't really do anything at this point other than close the socket.
771       //
772       // This should only happen if a user's service is behaving extremely
773       // badly and none of the EventBase threads are looping fast enough to
774       // process the incoming connections.  If the service is overloaded, it
775       // should use pauseAccepting() to temporarily back off accepting new
776       // connections, before they reach the point where their threads can't
777       // even accept new messages.
778       LOG(ERROR) << "failed to dispatch newly accepted socket:"
779                  << " all accept callback queues are full";
780       ::close(socket);
781       return;
782     }
783
784     info = nextCallback();
785   }
786 }
787
788 void AsyncServerSocket::dispatchError(const char *msgstr, int errnoValue) {
789   uint32_t startingIndex = callbackIndex_;
790   CallbackInfo *info = nextCallback();
791
792   // Create a message to send over the notification queue
793   QueueMessage msg;
794   msg.type = MessageType::MSG_ERROR;
795   msg.err = errnoValue;
796   msg.msg = std::move(msgstr);
797
798   while (true) {
799     // Short circuit if the callback is in the primary EventBase thread
800     if (info->eventBase == nullptr) {
801       std::runtime_error ex(
802         std::string(msgstr) +  folly::to<std::string>(errnoValue));
803       info->callback->acceptError(ex);
804       return;
805     }
806
807     if (info->consumer->getQueue()->tryPutMessageNoThrow(std::move(msg))) {
808       return;
809     }
810     // Fall through and try another callback
811
812     if (callbackIndex_ == startingIndex) {
813       // The notification queues for all of the callbacks were full.
814       // We can't really do anything at this point.
815       LOG(ERROR) << "failed to dispatch accept error: all accept callback "
816         "queues are full: error msg:  " <<
817         msg.msg.c_str() << errnoValue;
818       return;
819     }
820     info = nextCallback();
821   }
822 }
823
824 void AsyncServerSocket::enterBackoff() {
825   // If this is the first time we have entered the backoff state,
826   // allocate backoffTimeout_.
827   if (backoffTimeout_ == nullptr) {
828     try {
829       backoffTimeout_ = new BackoffTimeout(this);
830     } catch (const std::bad_alloc& ex) {
831       // Man, we couldn't even allocate the timer to re-enable accepts.
832       // We must be in pretty bad shape.  Don't pause accepting for now,
833       // since we won't be able to re-enable ourselves later.
834       LOG(ERROR) << "failed to allocate AsyncServerSocket backoff"
835                  << " timer; unable to temporarly pause accepting";
836       return;
837     }
838   }
839
840   // For now, we simply pause accepting for 1 second.
841   //
842   // We could add some smarter backoff calculation here in the future.  (e.g.,
843   // start sleeping for longer if we keep hitting the backoff frequently.)
844   // Typically the user needs to figure out why the server is overloaded and
845   // fix it in some other way, though.  The backoff timer is just a simple
846   // mechanism to try and give the connection processing code a little bit of
847   // breathing room to catch up, and to avoid just spinning and failing to
848   // accept over and over again.
849   const uint32_t timeoutMS = 1000;
850   if (!backoffTimeout_->scheduleTimeout(timeoutMS)) {
851     LOG(ERROR) << "failed to schedule AsyncServerSocket backoff timer;"
852                << "unable to temporarly pause accepting";
853     return;
854   }
855
856   // The backoff timer is scheduled to re-enable accepts.
857   // Go ahead and disable accepts for now.  We leave accepting_ set to true,
858   // since that tracks the desired state requested by the user.
859   for (auto& handler : sockets_) {
860     handler.unregisterHandler();
861   }
862 }
863
864 void AsyncServerSocket::backoffTimeoutExpired() {
865   // accepting_ should still be true.
866   // If pauseAccepting() was called while in the backoff state it will cancel
867   // the backoff timeout.
868   assert(accepting_);
869   // We can't be detached from the EventBase without being paused
870   assert(eventBase_ != nullptr && eventBase_->isInEventBaseThread());
871
872   // If all of the callbacks were removed, we shouldn't re-enable accepts
873   if (callbacks_.empty()) {
874     return;
875   }
876
877   // Register the handler.
878   for (auto& handler : sockets_) {
879     if (!handler.registerHandler(
880           EventHandler::READ | EventHandler::PERSIST)) {
881       // We're hosed.  We could just re-schedule backoffTimeout_ to
882       // re-try again after a little bit.  However, we don't want to
883       // loop retrying forever if we can't re-enable accepts.  Just
884       // abort the entire program in this state; things are really bad
885       // and restarting the entire server is probably the best remedy.
886       LOG(ERROR)
887         << "failed to re-enable AsyncServerSocket accepts after backoff; "
888         << "crashing now";
889       abort();
890     }
891   }
892 }
893
894
895
896 } // folly