datarouter-prov/src/main/java/org/onap/dmaap/datarouter/provisioning/utils/ThrottleFilter.java

   1 /*******************************************************************************\r
   2  * ============LICENSE_START==================================================\r
   3  * * org.onap.dmaap\r
   4  * * ===========================================================================\r
   5  * * Copyright © 2017 AT&T Intellectual Property. All rights reserved.\r
   6  * * ===========================================================================\r
   7  * * Licensed under the Apache License, Version 2.0 (the "License");\r
   8  * * you may not use this file except in compliance with the License.\r
   9  * * You may obtain a copy of the License at\r
  10  * *\r
  11  *  *      http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0\r
  12  * *\r
  13  *  * Unless required by applicable law or agreed to in writing, software\r
  14  * * distributed under the License is distributed on an "AS IS" BASIS,\r
  15  * * WITHOUT WARRANTIES OR CONDITIONS OF ANY KIND, either express or implied.\r
  16  * * See the License for the specific language governing permissions and\r
  17  * * limitations under the License.\r
  18  * * ============LICENSE_END====================================================\r
  19  * *\r
  20  * * ECOMP is a trademark and service mark of AT&T Intellectual Property.\r
  21  * *\r
  22  ******************************************************************************/\r
  23 \r
  24 \r
  25 package org.onap.dmaap.datarouter.provisioning.utils;\r
  26 \r
  27 import com.att.eelf.configuration.EELFLogger;\r
  28 import com.att.eelf.configuration.EELFManager;\r
  29 import java.io.IOException;\r
  30 import java.io.InputStream;\r
  31 import java.util.ArrayList;\r
  32 import java.util.HashMap;\r
  33 import java.util.List;\r
  34 import java.util.Map;\r
  35 import java.util.Timer;\r
  36 import java.util.TimerTask;\r
  37 import javax.servlet.Filter;\r
  38 import javax.servlet.FilterChain;\r
  39 import javax.servlet.FilterConfig;\r
  40 import javax.servlet.ServletException;\r
  41 import javax.servlet.ServletRequest;\r
  42 import javax.servlet.ServletResponse;\r
  43 import javax.servlet.http.HttpServletRequest;\r
  44 import javax.servlet.http.HttpServletResponse;\r
  45 import org.eclipse.jetty.continuation.Continuation;\r
  46 import org.eclipse.jetty.continuation.ContinuationSupport;\r
  47 import org.eclipse.jetty.server.HttpConnection;\r
  48 import org.eclipse.jetty.server.Request;\r
  49 import org.onap.dmaap.datarouter.provisioning.beans.Parameters;\r
  50 \r
  51 /**\r
  52  * This filter checks /publish requests to the provisioning server to allow ill-behaved publishers to be throttled.\r
  53  * It is configured via the provisioning parameter THROTTLE_FILTER.\r
  54  * The THROTTLE_FILTER provisioning parameter can have these values:\r
  55  * <table>\r
  56  * <tr><td>(no value)</td><td>filter disabled</td></tr>\r
  57  * <tr><td>off</td><td>filter disabled</td></tr>\r
  58  * <tr><td>N[,M[,action]]</td><td>set N, M, and action (used in the algorithm below).\r
  59  * Action is <i>drop</i> or <i>throttle</i>.\r
  60  * If M is missing, it defaults to 5 minutes.\r
  61  * If the action is missing, it defaults to <i>drop</i>.\r
  62  * </td></tr>\r
  63  * </table>\r
  64  * <p>\r
  65  * The <i>action</i> is triggered iff:\r
  66  * <ol>\r
  67  * <li>the filter is enabled, and</li>\r
  68  * <li>N /publish requests come to the provisioning server in M minutes\r
  69  * <ol>\r
  70  * <li>from the same IP address</li>\r
  71  * <li>for the same feed</li>\r
  72  * <li>lacking the <i>Expect: 100-continue</i> header</li>\r
  73  * </ol>\r
  74  * </li>\r
  75  * </ol>\r
  76  * The action that can be performed (if triggered) are:\r
  77  * <ol>\r
  78  * <li><i>drop</i> - the connection is dropped immediately.</li>\r
  79  * <li><i>throttle</i> - [not supported] the connection is put into a low priority queue with all other throttled connections.\r
  80  * These are then processed at a slower rate.  Note: this option does not work correctly, and is disabled.\r
  81  * The only action that is supported is <i>drop</i>.\r
  82  * </li>\r
  83  * </ol>\r
  84  *\r
  85  * @author Robert Eby\r
  86  * @version $Id: ThrottleFilter.java,v 1.2 2014/03/12 19:45:41 eby Exp $\r
  87  */\r
  88 public class ThrottleFilter extends TimerTask implements Filter {\r
  89     private static final int DEFAULT_N = 10;\r
  90     private static final int DEFAULT_M = 5;\r
  91     private static final String THROTTLE_MARKER = "org.onap.dmaap.datarouter.provisioning.THROTTLE_MARKER";\r
  92     private static final String JETTY_REQUEST = "org.eclipse.jetty.server.Request";\r
  93     private static final long ONE_MINUTE = 60000L;\r
  94     private static final int ACTION_DROP = 0;\r
  95     private static final int ACTION_THROTTLE = 1;\r
  96 \r
  97     // Configuration\r
  98     private static boolean enabled = false;        // enabled or not\r
  99     private static int numRequests = 0;            // number of requests in M minutes\r
 100     private static int samplingPeriod = 0;            // sampling period\r
 101     private static int action = ACTION_DROP;    // action to take (throttle or drop)\r
 102 \r
 103     private static EELFLogger logger = EELFManager.getInstance().getLogger("InternalLog");\r
 104     private static Map<String, Counter> map = new HashMap<>();\r
 105     private static final Timer rolex = new Timer();\r
 106 \r
 107     @Override\r
 108     public void init(FilterConfig arg0) throws ServletException {\r
 109         configure();\r
 110         rolex.scheduleAtFixedRate(this, 5 * 60000L, 5 * 60000L);    // Run once every 5 minutes to clean map\r
 111     }\r
 112 \r
 113     /**\r
 114      * Configure the throttle.  This should be called from BaseServlet.provisioningParametersChanged(), to make sure it stays up to date.\r
 115      */\r
 116     public static void configure() {\r
 117         Parameters p = Parameters.getParameter(Parameters.THROTTLE_FILTER);\r
 118         if (p != null) {\r
 119             try {\r
 120                 Class.forName(JETTY_REQUEST);\r
 121                 String v = p.getValue();\r
 122                 if (v != null && !"off".equals(v)) {\r
 123                     String[] pp = v.split(",");\r
 124                     if (pp != null) {\r
 125                         numRequests = (pp.length > 0) ? getInt(pp[0], DEFAULT_N) : DEFAULT_N;\r
 126                         samplingPeriod = (pp.length > 1) ? getInt(pp[1], DEFAULT_M) : DEFAULT_M;\r
 127                         action = (pp.length > 2 && pp[2] != null && "throttle".equalsIgnoreCase(pp[2])) ? ACTION_THROTTLE : ACTION_DROP;\r
 128                         enabled = true;\r
 129                         // ACTION_THROTTLE is not currently working, so is not supported\r
 130                         if (action == ACTION_THROTTLE) {\r
 131                             action = ACTION_DROP;\r
 132                             logger.info("Throttling is not currently supported; action changed to DROP");\r
 133                         }\r
 134                         logger.info("ThrottleFilter is ENABLED for /publish requests; N=" + numRequests + ", M=" + samplingPeriod\r
 135                             + ", Action=" + action);\r
 136                         return;\r
 137                     }\r
 138                 }\r
 139             } catch (ClassNotFoundException e) {\r
 140                 logger.warn("Class " + JETTY_REQUEST + " is not available; this filter requires Jetty.", e);\r
 141             }\r
 142         }\r
 143         logger.info("ThrottleFilter is DISABLED for /publish requests.");\r
 144         enabled = false;\r
 145         map.clear();\r
 146     }\r
 147 \r
 148     private static int getInt(String s, int deflt) {\r
 149         try {\r
 150             return Integer.parseInt(s);\r
 151         } catch (NumberFormatException x) {\r
 152             return deflt;\r
 153         }\r
 154     }\r
 155 \r
 156     @Override\r
 157     public void destroy() {\r
 158         rolex.cancel();\r
 159         map.clear();\r
 160     }\r
 161 \r
 162     @Override\r
 163     public void doFilter(ServletRequest request, ServletResponse response, FilterChain chain)\r
 164             throws IOException, ServletException {\r
 165         if (enabled && action == ACTION_THROTTLE) {\r
 166             throttleFilter((HttpServletRequest) request, (HttpServletResponse) response, chain);\r
 167         } else if (enabled) {\r
 168             dropFilter((HttpServletRequest) request, (HttpServletResponse) response, chain);\r
 169         } else {\r
 170             chain.doFilter(request, response);\r
 171         }\r
 172     }\r
 173 \r
 174     public void dropFilter(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, FilterChain chain)\r
 175             throws IOException, ServletException {\r
 176         int rate = getRequestRate(request);\r
 177         if (rate >= numRequests) {\r
 178             // drop request - only works under Jetty\r
 179             String m = String.format("Dropping connection: %s %d bad connections in %d minutes", getConnectionId(request), rate,\r
 180                 samplingPeriod);\r
 181             logger.info(m);\r
 182             Request baseRequest = (request instanceof Request)\r
 183                     ? (Request) request\r
 184                     : HttpConnection.getCurrentConnection().getHttpChannel().getRequest();\r
 185             baseRequest.getHttpChannel().getEndPoint().close();\r
 186         } else {\r
 187             chain.doFilter(request, response);\r
 188         }\r
 189     }\r
 190 \r
 191     private void throttleFilter(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, FilterChain chain)\r
 192             throws IOException, ServletException {\r
 193         // throttle request\r
 194         String id = getConnectionId(request);\r
 195         int rate = getRequestRate(request);\r
 196         Object results = request.getAttribute(THROTTLE_MARKER);\r
 197         if (rate >= numRequests && results == null) {\r
 198             String m = String.format("Throttling connection: %s %d bad connections in %d minutes",\r
 199                 getConnectionId(request), rate, samplingPeriod);\r
 200             logger.info(m);\r
 201             Continuation continuation = ContinuationSupport.getContinuation(request);\r
 202             continuation.suspend();\r
 203             register(id, continuation);\r
 204             continuation.undispatch();\r
 205         } else {\r
 206             chain.doFilter(request, response);\r
 207             @SuppressWarnings("resource")\r
 208             InputStream is = request.getInputStream();\r
 209             byte[] b = new byte[4096];\r
 210             int n = is.read(b);\r
 211             while (n > 0) {\r
 212                 n = is.read(b);\r
 213             }\r
 214             resume(id);\r
 215         }\r
 216     }\r
 217 \r
 218     private Map<String, List<Continuation>> suspendedRequests = new HashMap<>();\r
 219 \r
 220     private void register(String id, Continuation continuation) {\r
 221         synchronized (suspendedRequests) {\r
 222             List<Continuation> list = suspendedRequests.get(id);\r
 223             if (list == null) {\r
 224                 list = new ArrayList<>();\r
 225                 suspendedRequests.put(id, list);\r
 226             }\r
 227             list.add(continuation);\r
 228         }\r
 229     }\r
 230 \r
 231     private void resume(String id) {\r
 232         synchronized (suspendedRequests) {\r
 233             List<Continuation> list = suspendedRequests.get(id);\r
 234             if (list != null) {\r
 235                 // when the waited for event happens\r
 236                 Continuation continuation = list.remove(0);\r
 237                 continuation.setAttribute(ThrottleFilter.THROTTLE_MARKER, new Object());\r
 238                 continuation.resume();\r
 239             }\r
 240         }\r
 241     }\r
 242 \r
 243     /**\r
 244      * Return a count of number of requests in the last M minutes, iff this is a "bad" request.\r
 245      * If the request has been resumed (if it contains the THROTTLE_MARKER) it is considered good.\r
 246      *\r
 247      * @param request the request\r
 248      * @return number of requests in the last M minutes, 0 means it is a "good" request\r
 249      */\r
 250     private int getRequestRate(HttpServletRequest request) {\r
 251         String expecthdr = request.getHeader("Expect");\r
 252         if (expecthdr != null && "100-continue".equalsIgnoreCase(expecthdr))\r
 253             return 0;\r
 254 \r
 255         String key = getConnectionId(request);\r
 256         synchronized (map) {\r
 257             Counter cnt = map.get(key);\r
 258             if (cnt == null) {\r
 259                 cnt = new Counter();\r
 260                 map.put(key, cnt);\r
 261             }\r
 262             return cnt.getRequestRate();\r
 263         }\r
 264     }\r
 265 \r
 266     public class Counter {\r
 267         private List<Long> times = new ArrayList<>();    // a record of request times\r
 268 \r
 269         public int prune() {\r
 270             try {\r
 271                 long n = System.currentTimeMillis() - (samplingPeriod * ONE_MINUTE);\r
 272                 long t = times.get(0);\r
 273                 while (t < n) {\r
 274                     times.remove(0);\r
 275                     t = times.get(0);\r
 276                 }\r
 277             } catch (IndexOutOfBoundsException e) {\r
 278                 logger.trace("Exception: " + e.getMessage(), e);\r
 279             }\r
 280             return times.size();\r
 281         }\r
 282 \r
 283         public int getRequestRate() {\r
 284             times.add(System.currentTimeMillis());\r
 285             return prune();\r
 286         }\r
 287     }\r
 288 \r
 289     /**\r
 290      * Identify a connection by endpoint IP address, and feed ID.\r
 291      */\r
 292     private String getConnectionId(HttpServletRequest req) {\r
 293         return req.getRemoteAddr() + "/" + getFeedId(req);\r
 294     }\r
 295 \r
 296     private int getFeedId(HttpServletRequest req) {\r
 297         String path = req.getPathInfo();\r
 298         if (path == null || path.length() < 2)\r
 299             return -1;\r
 300         path = path.substring(1);\r
 301         int ix = path.indexOf('/');\r
 302         if (ix < 0 || ix == path.length() - 1)\r
 303             return -2;\r
 304         try {\r
 305             return Integer.parseInt(path.substring(0, ix));\r
 306         } catch (NumberFormatException e) {\r
 307             return -1;\r
 308         }\r
 309     }\r
 310 \r
 311     @Override\r
 312     public void run() {\r
 313         // Once every 5 minutes, go through the map, and remove empty entrys\r
 314         for (Object s : map.keySet().toArray()) {\r
 315             synchronized (map) {\r
 316                 Counter c = map.get(s);\r
 317                 if (c.prune() <= 0)\r
 318                     map.remove(s);\r
 319             }\r
 320         }\r
 321     }\r
 322 }\r