9eb92dd4a0e138d051e1997f86fbedcfb26852d1
[dbsrgits/DBIx-Class.git] / lib / DBIx / Class / Storage / DBI / Replicated.pm
1 package DBIx::Class::Storage::DBI::Replicated;
2
3 BEGIN {
4   use Carp::Clan qw/^DBIx::Class/;
5
6   ## Modules required for Replication support not required for general DBIC
7   ## use, so we explicitly test for these.
8
9   my %replication_required = (
10     'Moose' => '0.98',
11     'MooseX::Types' => '0.21',
12     'namespace::clean' => '0.11',
13     'Hash::Merge' => '0.11'
14   );
15
16   my @didnt_load;
17
18   for my $module (keys %replication_required) {
19     eval "use $module $replication_required{$module}";
20     push @didnt_load, "$module $replication_required{$module}"
21       if $@;
22   }
23
24   croak("@{[ join ', ', @didnt_load ]} are missing and are required for Replication")
25     if @didnt_load;
26 }
27
28 use Moose;
29 use DBIx::Class::Storage::DBI;
30 use DBIx::Class::Storage::DBI::Replicated::Pool;
31 use DBIx::Class::Storage::DBI::Replicated::Balancer;
32 use DBIx::Class::Storage::DBI::Replicated::Types qw/BalancerClassNamePart DBICSchema DBICStorageDBI/;
33 use MooseX::Types::Moose qw/ClassName HashRef Object/;
34 use Scalar::Util 'reftype';
35 use Hash::Merge 'merge';
36
37 use namespace::clean -except => 'meta';
38
39 =head1 NAME
40
41 DBIx::Class::Storage::DBI::Replicated - BETA Replicated database support
42
43 =head1 SYNOPSIS
44
45 The Following example shows how to change an existing $schema to a replicated
46 storage type, add some replicated (readonly) databases, and perform reporting
47 tasks.
48
49 You should set the 'storage_type attribute to a replicated type.  You should
50 also define your arguments, such as which balancer you want and any arguments
51 that the Pool object should get.
52
53   my $schema = Schema::Class->clone;
54   $schema->storage_type( ['::DBI::Replicated', {balancer=>'::Random'}] );
55   $schema->connection(...);
56
57 Next, you need to add in the Replicants.  Basically this is an array of 
58 arrayrefs, where each arrayref is database connect information.  Think of these
59 arguments as what you'd pass to the 'normal' $schema->connect method.
60
61   $schema->storage->connect_replicants(
62     [$dsn1, $user, $pass, \%opts],
63     [$dsn2, $user, $pass, \%opts],
64     [$dsn3, $user, $pass, \%opts],
65   );
66
67 Now, just use the $schema as you normally would.  Automatically all reads will
68 be delegated to the replicants, while writes to the master.
69
70   $schema->resultset('Source')->search({name=>'etc'});
71
72 You can force a given query to use a particular storage using the search
73 attribute 'force_pool'.  For example:
74
75   my $RS = $schema->resultset('Source')->search(undef, {force_pool=>'master'});
76
77 Now $RS will force everything (both reads and writes) to use whatever was setup
78 as the master storage.  'master' is hardcoded to always point to the Master, 
79 but you can also use any Replicant name.  Please see:
80 L<DBIx::Class::Storage::DBI::Replicated::Pool> and the replicants attribute for more.
81
82 Also see transactions and L</execute_reliably> for alternative ways to
83 force read traffic to the master.  In general, you should wrap your statements
84 in a transaction when you are reading and writing to the same tables at the
85 same time, since your replicants will often lag a bit behind the master.
86
87 See L<DBIx::Class::Storage::DBI::Replicated::Instructions> for more help and
88 walkthroughs.
89
90 =head1 DESCRIPTION
91
92 Warning: This class is marked BETA.  This has been running a production
93 website using MySQL native replication as its backend and we have some decent
94 test coverage but the code hasn't yet been stressed by a variety of databases.
95 Individual DB's may have quirks we are not aware of.  Please use this in first
96 development and pass along your experiences/bug fixes.
97
98 This class implements replicated data store for DBI. Currently you can define
99 one master and numerous slave database connections. All write-type queries
100 (INSERT, UPDATE, DELETE and even LAST_INSERT_ID) are routed to master
101 database, all read-type queries (SELECTs) go to the slave database.
102
103 Basically, any method request that L<DBIx::Class::Storage::DBI> would normally
104 handle gets delegated to one of the two attributes: L</read_handler> or to
105 L</write_handler>.  Additionally, some methods need to be distributed
106 to all existing storages.  This way our storage class is a drop in replacement
107 for L<DBIx::Class::Storage::DBI>.
108
109 Read traffic is spread across the replicants (slaves) occuring to a user
110 selected algorithm.  The default algorithm is random weighted.
111
112 =head1 NOTES
113
114 The consistancy betweeen master and replicants is database specific.  The Pool
115 gives you a method to validate its replicants, removing and replacing them
116 when they fail/pass predefined criteria.  Please make careful use of the ways
117 to force a query to run against Master when needed.
118
119 =head1 REQUIREMENTS
120
121 Replicated Storage has additional requirements not currently part of L<DBIx::Class>
122
123   Moose => '0.98',
124   MooseX::Types => '0.21',
125   namespace::clean => '0.11',
126   Hash::Merge => '0.11'
127
128 You will need to install these modules manually via CPAN or make them part of the
129 Makefile for your distribution.
130
131 =head1 ATTRIBUTES
132
133 This class defines the following attributes.
134
135 =head2 schema
136
137 The underlying L<DBIx::Class::Schema> object this storage is attaching
138
139 =cut
140
141 has 'schema' => (
142     is=>'rw',
143     isa=>DBICSchema,
144     weak_ref=>1,
145     required=>1,
146 );
147
148 =head2 pool_type
149
150 Contains the classname which will instantiate the L</pool> object.  Defaults 
151 to: L<DBIx::Class::Storage::DBI::Replicated::Pool>.
152
153 =cut
154
155 has 'pool_type' => (
156   is=>'rw',
157   isa=>ClassName,
158   default=>'DBIx::Class::Storage::DBI::Replicated::Pool',
159   handles=>{
160     'create_pool' => 'new',
161   },
162 );
163
164 =head2 pool_args
165
166 Contains a hashref of initialized information to pass to the Balancer object.
167 See L<DBIx::Class::Storage::DBI::Replicated::Pool> for available arguments.
168
169 =cut
170
171 has 'pool_args' => (
172   is=>'rw',
173   isa=>HashRef,
174   lazy=>1,
175   default=>sub { {} },
176 );
177
178
179 =head2 balancer_type
180
181 The replication pool requires a balance class to provider the methods for
182 choose how to spread the query load across each replicant in the pool.
183
184 =cut
185
186 has 'balancer_type' => (
187   is=>'rw',
188   isa=>BalancerClassNamePart,
189   coerce=>1,
190   required=>1,
191   default=> 'DBIx::Class::Storage::DBI::Replicated::Balancer::First',
192   handles=>{
193     'create_balancer' => 'new',
194   },
195 );
196
197 =head2 balancer_args
198
199 Contains a hashref of initialized information to pass to the Balancer object.
200 See L<DBIx::Class::Storage::DBI::Replicated::Balancer> for available arguments.
201
202 =cut
203
204 has 'balancer_args' => (
205   is=>'rw',
206   isa=>HashRef,
207   lazy=>1,
208   required=>1,
209   default=>sub { {} },
210 );
211
212 =head2 pool
213
214 Is a <DBIx::Class::Storage::DBI::Replicated::Pool> or derived class.  This is a
215 container class for one or more replicated databases.
216
217 =cut
218
219 has 'pool' => (
220   is=>'ro',
221   isa=>'DBIx::Class::Storage::DBI::Replicated::Pool',
222   lazy_build=>1,
223   handles=>[qw/
224     connect_replicants
225     replicants
226     has_replicants
227   /],
228 );
229
230 =head2 balancer
231
232 Is a <DBIx::Class::Storage::DBI::Replicated::Balancer> or derived class.  This 
233 is a class that takes a pool (<DBIx::Class::Storage::DBI::Replicated::Pool>)
234
235 =cut
236
237 has 'balancer' => (
238   is=>'rw',
239   isa=>'DBIx::Class::Storage::DBI::Replicated::Balancer',
240   lazy_build=>1,
241   handles=>[qw/auto_validate_every/],
242 );
243
244 =head2 master
245
246 The master defines the canonical state for a pool of connected databases.  All
247 the replicants are expected to match this databases state.  Thus, in a classic
248 Master / Slaves distributed system, all the slaves are expected to replicate
249 the Master's state as quick as possible.  This is the only database in the
250 pool of databases that is allowed to handle write traffic.
251
252 =cut
253
254 has 'master' => (
255   is=> 'ro',
256   isa=>DBICStorageDBI,
257   lazy_build=>1,
258 );
259
260 =head1 ATTRIBUTES IMPLEMENTING THE DBIx::Storage::DBI INTERFACE
261
262 The following methods are delegated all the methods required for the 
263 L<DBIx::Class::Storage::DBI> interface.
264
265 =head2 read_handler
266
267 Defines an object that implements the read side of L<BIx::Class::Storage::DBI>.
268
269 =cut
270
271 has 'read_handler' => (
272   is=>'rw',
273   isa=>Object,
274   lazy_build=>1,
275   handles=>[qw/
276     select
277     select_single
278     columns_info_for
279   /],
280 );
281
282 =head2 write_handler
283
284 Defines an object that implements the write side of L<BIx::Class::Storage::DBI>.
285
286 =cut
287
288 has 'write_handler' => (
289   is=>'ro',
290   isa=>Object,
291   lazy_build=>1,
292   handles=>[qw/
293     on_connect_do
294     on_disconnect_do
295     connect_info
296     throw_exception
297     sql_maker
298     sqlt_type
299     create_ddl_dir
300     deployment_statements
301     datetime_parser
302     datetime_parser_type
303     build_datetime_parser
304     last_insert_id
305     insert
306     insert_bulk
307     update
308     delete
309     dbh
310     txn_begin
311     txn_do
312     txn_commit
313     txn_rollback
314     txn_scope_guard
315     sth
316     deploy
317     with_deferred_fk_checks
318     dbh_do
319     reload_row
320     with_deferred_fk_checks
321     _prep_for_execute
322
323     backup
324     is_datatype_numeric
325     _count_select
326     _subq_count_select
327     _subq_update_delete
328     svp_rollback
329     svp_begin
330     svp_release
331     relname_to_table_alias
332     _straight_join_to_node
333   /],
334 );
335
336 has _master_connect_info_opts =>
337   (is => 'rw', isa => HashRef, default => sub { {} });
338
339 =head2 around: connect_info
340
341 Preserve master's C<connect_info> options (for merging with replicants.)
342 Also set any Replicated related options from connect_info, such as
343 C<pool_type>, C<pool_args>, C<balancer_type> and C<balancer_args>.
344
345 =cut
346
347 around connect_info => sub {
348   my ($next, $self, $info, @extra) = @_;
349
350   my $wantarray = wantarray;
351
352   my %opts;
353   for my $arg (@$info) {
354     next unless (reftype($arg)||'') eq 'HASH';
355     %opts = %{ merge($arg, \%opts) };
356   }
357   delete $opts{dsn};
358
359   if (@opts{qw/pool_type pool_args/}) {
360     $self->pool_type(delete $opts{pool_type})
361       if $opts{pool_type};
362
363     $self->pool_args(
364       merge((delete $opts{pool_args} || {}), $self->pool_args)
365     );
366
367     $self->pool($self->_build_pool)
368       if $self->pool;
369   }
370
371   if (@opts{qw/balancer_type balancer_args/}) {
372     $self->balancer_type(delete $opts{balancer_type})
373       if $opts{balancer_type};
374
375     $self->balancer_args(
376       merge((delete $opts{balancer_args} || {}), $self->balancer_args)
377     );
378
379     $self->balancer($self->_build_balancer)
380       if $self->balancer;
381   }
382
383   $self->_master_connect_info_opts(\%opts);
384
385   my (@res, $res);
386   if ($wantarray) {
387     @res = $self->$next($info, @extra);
388   } else {
389     $res = $self->$next($info, @extra);
390   }
391
392   # Make sure master is blessed into the correct class and apply role to it.
393   my $master = $self->master;
394   $master->_determine_driver;
395   Moose::Meta::Class->initialize(ref $master);
396
397   DBIx::Class::Storage::DBI::Replicated::WithDSN->meta->apply($master);
398
399   # link pool back to master
400   $self->pool->master($master);
401
402   $wantarray ? @res : $res;
403 };
404
405 =head1 METHODS
406
407 This class defines the following methods.
408
409 =head2 BUILDARGS
410
411 L<DBIx::Class::Schema> when instantiating its storage passed itself as the
412 first argument.  So we need to massage the arguments a bit so that all the
413 bits get put into the correct places.
414
415 =cut
416
417 sub BUILDARGS {
418   my ($class, $schema, $storage_type_args, @args) = @_;  
419
420   return {
421     schema=>$schema,
422     %$storage_type_args,
423     @args
424   }
425 }
426
427 =head2 _build_master
428
429 Lazy builder for the L</master> attribute.
430
431 =cut
432
433 sub _build_master {
434   my $self = shift @_;
435   my $master = DBIx::Class::Storage::DBI->new($self->schema);
436   $master
437 }
438
439 =head2 _build_pool
440
441 Lazy builder for the L</pool> attribute.
442
443 =cut
444
445 sub _build_pool {
446   my $self = shift @_;
447   $self->create_pool(%{$self->pool_args});
448 }
449
450 =head2 _build_balancer
451
452 Lazy builder for the L</balancer> attribute.  This takes a Pool object so that
453 the balancer knows which pool it's balancing.
454
455 =cut
456
457 sub _build_balancer {
458   my $self = shift @_;
459   $self->create_balancer(
460     pool=>$self->pool,
461     master=>$self->master,
462     %{$self->balancer_args},
463   );
464 }
465
466 =head2 _build_write_handler
467
468 Lazy builder for the L</write_handler> attribute.  The default is to set this to
469 the L</master>.
470
471 =cut
472
473 sub _build_write_handler {
474   return shift->master;
475 }
476
477 =head2 _build_read_handler
478
479 Lazy builder for the L</read_handler> attribute.  The default is to set this to
480 the L</balancer>.
481
482 =cut
483
484 sub _build_read_handler {
485   return shift->balancer;
486 }
487
488 =head2 around: connect_replicants
489
490 All calls to connect_replicants needs to have an existing $schema tacked onto
491 top of the args, since L<DBIx::Storage::DBI> needs it, and any C<connect_info>
492 options merged with the master, with replicant opts having higher priority.
493
494 =cut
495
496 around connect_replicants => sub {
497   my ($next, $self, @args) = @_;
498
499   for my $r (@args) {
500     $r = [ $r ] unless reftype $r eq 'ARRAY';
501
502     $self->throw_exception('coderef replicant connect_info not supported')
503       if ref $r->[0] && reftype $r->[0] eq 'CODE';
504
505 # any connect_info options?
506     my $i = 0;
507     $i++ while $i < @$r && (reftype($r->[$i])||'') ne 'HASH';
508
509 # make one if none
510     $r->[$i] = {} unless $r->[$i];
511
512 # merge if two hashes
513     my @hashes = @$r[$i .. $#{$r}];
514
515     $self->throw_exception('invalid connect_info options')
516       if (grep { reftype($_) eq 'HASH' } @hashes) != @hashes;
517
518     $self->throw_exception('too many hashrefs in connect_info')
519       if @hashes > 2;
520
521     my %opts = %{ merge(reverse @hashes) };
522
523 # delete them
524     splice @$r, $i+1, ($#{$r} - $i), ();
525
526 # make sure master/replicants opts don't clash
527     my %master_opts = %{ $self->_master_connect_info_opts };
528     if (exists $opts{dbh_maker}) {
529         delete @master_opts{qw/dsn user password/};
530     }
531     delete $master_opts{dbh_maker};
532
533 # merge with master
534     %opts = %{ merge(\%opts, \%master_opts) };
535
536 # update
537     $r->[$i] = \%opts;
538   }
539
540   $self->$next($self->schema, @args);
541 };
542
543 =head2 all_storages
544
545 Returns an array of of all the connected storage backends.  The first element
546 in the returned array is the master, and the remainings are each of the
547 replicants.
548
549 =cut
550
551 sub all_storages {
552   my $self = shift @_;
553   return grep {defined $_ && blessed $_} (
554      $self->master,
555      values %{ $self->replicants },
556   );
557 }
558
559 =head2 execute_reliably ($coderef, ?@args)
560
561 Given a coderef, saves the current state of the L</read_handler>, forces it to
562 use reliable storage (ie sets it to the master), executes a coderef and then
563 restores the original state.
564
565 Example:
566
567   my $reliably = sub {
568     my $name = shift @_;
569     $schema->resultset('User')->create({name=>$name});
570     my $user_rs = $schema->resultset('User')->find({name=>$name}); 
571     return $user_rs;
572   };
573
574   my $user_rs = $schema->storage->execute_reliably($reliably, 'John');
575
576 Use this when you must be certain of your database state, such as when you just
577 inserted something and need to get a resultset including it, etc.
578
579 =cut
580
581 sub execute_reliably {
582   my ($self, $coderef, @args) = @_;
583
584   unless( ref $coderef eq 'CODE') {
585     $self->throw_exception('Second argument must be a coderef');
586   }
587
588   ##Get copy of master storage
589   my $master = $self->master;
590
591   ##Get whatever the current read hander is
592   my $current = $self->read_handler;
593
594   ##Set the read handler to master
595   $self->read_handler($master);
596
597   ## do whatever the caller needs
598   my @result;
599   my $want_array = wantarray;
600
601   eval {
602     if($want_array) {
603       @result = $coderef->(@args);
604     } elsif(defined $want_array) {
605       ($result[0]) = ($coderef->(@args));
606     } else {
607       $coderef->(@args);
608     }
609   };
610
611   ##Reset to the original state
612   $self->read_handler($current);
613
614   ##Exception testing has to come last, otherwise you might leave the 
615   ##read_handler set to master.
616
617   if($@) {
618     $self->throw_exception("coderef returned an error: $@");
619   } else {
620     return $want_array ? @result : $result[0];
621   }
622 }
623
624 =head2 set_reliable_storage
625
626 Sets the current $schema to be 'reliable', that is all queries, both read and
627 write are sent to the master
628
629 =cut
630
631 sub set_reliable_storage {
632   my $self = shift @_;
633   my $schema = $self->schema;
634   my $write_handler = $self->schema->storage->write_handler;
635
636   $schema->storage->read_handler($write_handler);
637 }
638
639 =head2 set_balanced_storage
640
641 Sets the current $schema to be use the </balancer> for all reads, while all
642 writea are sent to the master only
643
644 =cut
645
646 sub set_balanced_storage {
647   my $self = shift @_;
648   my $schema = $self->schema;
649   my $balanced_handler = $self->schema->storage->balancer;
650
651   $schema->storage->read_handler($balanced_handler);
652 }
653
654 =head2 connected
655
656 Check that the master and at least one of the replicants is connected.
657
658 =cut
659
660 sub connected {
661   my $self = shift @_;
662   return
663     $self->master->connected &&
664     $self->pool->connected_replicants;
665 }
666
667 =head2 ensure_connected
668
669 Make sure all the storages are connected.
670
671 =cut
672
673 sub ensure_connected {
674   my $self = shift @_;
675   foreach my $source ($self->all_storages) {
676     $source->ensure_connected(@_);
677   }
678 }
679
680 =head2 limit_dialect
681
682 Set the limit_dialect for all existing storages
683
684 =cut
685
686 sub limit_dialect {
687   my $self = shift @_;
688   foreach my $source ($self->all_storages) {
689     $source->limit_dialect(@_);
690   }
691   return $self->master->quote_char;
692 }
693
694 =head2 quote_char
695
696 Set the quote_char for all existing storages
697
698 =cut
699
700 sub quote_char {
701   my $self = shift @_;
702   foreach my $source ($self->all_storages) {
703     $source->quote_char(@_);
704   }
705   return $self->master->quote_char;
706 }
707
708 =head2 name_sep
709
710 Set the name_sep for all existing storages
711
712 =cut
713
714 sub name_sep {
715   my $self = shift @_;
716   foreach my $source ($self->all_storages) {
717     $source->name_sep(@_);
718   }
719   return $self->master->name_sep;
720 }
721
722 =head2 set_schema
723
724 Set the schema object for all existing storages
725
726 =cut
727
728 sub set_schema {
729   my $self = shift @_;
730   foreach my $source ($self->all_storages) {
731     $source->set_schema(@_);
732   }
733 }
734
735 =head2 debug
736
737 set a debug flag across all storages
738
739 =cut
740
741 sub debug {
742   my $self = shift @_;
743   if(@_) {
744     foreach my $source ($self->all_storages) {
745       $source->debug(@_);
746     }
747   }
748   return $self->master->debug;
749 }
750
751 =head2 debugobj
752
753 set a debug object
754
755 =cut
756
757 sub debugobj {
758   my $self = shift @_;
759   return $self->master->debugobj(@_);
760 }
761
762 =head2 debugfh
763
764 set a debugfh object
765
766 =cut
767
768 sub debugfh {
769   my $self = shift @_;
770   return $self->master->debugfh(@_);
771 }
772
773 =head2 debugcb
774
775 set a debug callback
776
777 =cut
778
779 sub debugcb {
780   my $self = shift @_;
781   return $self->master->debugcb(@_);
782 }
783
784 =head2 disconnect
785
786 disconnect everything
787
788 =cut
789
790 sub disconnect {
791   my $self = shift @_;
792   foreach my $source ($self->all_storages) {
793     $source->disconnect(@_);
794   }
795 }
796
797 =head2 cursor_class
798
799 set cursor class on all storages, or return master's
800
801 =cut
802
803 sub cursor_class {
804   my ($self, $cursor_class) = @_;
805
806   if ($cursor_class) {
807     $_->cursor_class($cursor_class) for $self->all_storages;
808   }
809   $self->master->cursor_class;
810 }
811
812 =head1 GOTCHAS
813
814 Due to the fact that replicants can lag behind a master, you must take care to
815 make sure you use one of the methods to force read queries to a master should
816 you need realtime data integrity.  For example, if you insert a row, and then
817 immediately re-read it from the database (say, by doing $row->discard_changes)
818 or you insert a row and then immediately build a query that expects that row
819 to be an item, you should force the master to handle reads.  Otherwise, due to
820 the lag, there is no certainty your data will be in the expected state.
821
822 For data integrity, all transactions automatically use the master storage for
823 all read and write queries.  Using a transaction is the preferred and recommended
824 method to force the master to handle all read queries.
825
826 Otherwise, you can force a single query to use the master with the 'force_pool'
827 attribute:
828
829   my $row = $resultset->search(undef, {force_pool=>'master'})->find($pk);
830
831 This attribute will safely be ignore by non replicated storages, so you can use
832 the same code for both types of systems.
833
834 Lastly, you can use the L</execute_reliably> method, which works very much like
835 a transaction.
836
837 For debugging, you can turn replication on/off with the methods L</set_reliable_storage>
838 and L</set_balanced_storage>, however this operates at a global level and is not
839 suitable if you have a shared Schema object being used by multiple processes,
840 such as on a web application server.  You can get around this limitation by
841 using the Schema clone method.
842
843   my $new_schema = $schema->clone;
844   $new_schema->set_reliable_storage;
845
846   ## $new_schema will use only the Master storage for all reads/writes while
847   ## the $schema object will use replicated storage.
848
849 =head1 AUTHOR
850
851   John Napiorkowski <john.napiorkowski@takkle.com>
852
853 Based on code originated by:
854
855   Norbert Csongrádi <bert@cpan.org>
856   Peter Siklósi <einon@einon.hu>
857
858 =head1 LICENSE
859
860 You may distribute this code under the same terms as Perl itself.
861
862 =cut
863
864 __PACKAGE__->meta->make_immutable;
865
866 1;