]> git.basschouten.com Git - openhab-addons.git/blob
794f8676cbcfcb49a4a6ca08ae30e5ee5b8a11e6
[openhab-addons.git] /
1 /**
2  * Copyright (c) 2010-2023 Contributors to the openHAB project
3  *
4  * See the NOTICE file(s) distributed with this work for additional
5  * information.
6  *
7  * This program and the accompanying materials are made available under the
8  * terms of the Eclipse Public License 2.0 which is available at
9  * http://www.eclipse.org/legal/epl-2.0
10  *
11  * SPDX-License-Identifier: EPL-2.0
12  */
13 package org.openhab.binding.hue.internal.connection;
14
15 import java.io.BufferedReader;
16 import java.io.ByteArrayInputStream;
17 import java.io.Closeable;
18 import java.io.IOException;
19 import java.io.InputStreamReader;
20 import java.io.Reader;
21 import java.net.InetSocketAddress;
22 import java.nio.ByteBuffer;
23 import java.nio.charset.StandardCharsets;
24 import java.time.Duration;
25 import java.time.Instant;
26 import java.util.ArrayList;
27 import java.util.Arrays;
28 import java.util.List;
29 import java.util.Map;
30 import java.util.Objects;
31 import java.util.Optional;
32 import java.util.Properties;
33 import java.util.concurrent.CompletableFuture;
34 import java.util.concurrent.ConcurrentHashMap;
35 import java.util.concurrent.ExecutionException;
36 import java.util.concurrent.Future;
37 import java.util.concurrent.Semaphore;
38 import java.util.concurrent.TimeUnit;
39 import java.util.concurrent.TimeoutException;
40 import java.util.stream.Collectors;
41
42 import javax.ws.rs.core.MediaType;
43
44 import org.eclipse.jdt.annotation.NonNullByDefault;
45 import org.eclipse.jdt.annotation.Nullable;
46 import org.eclipse.jetty.client.HttpClient;
47 import org.eclipse.jetty.client.api.ContentResponse;
48 import org.eclipse.jetty.client.api.Request;
49 import org.eclipse.jetty.client.util.StringContentProvider;
50 import org.eclipse.jetty.http.HttpFields;
51 import org.eclipse.jetty.http.HttpHeader;
52 import org.eclipse.jetty.http.HttpMethod;
53 import org.eclipse.jetty.http.HttpStatus;
54 import org.eclipse.jetty.http.HttpURI;
55 import org.eclipse.jetty.http.HttpVersion;
56 import org.eclipse.jetty.http.MetaData;
57 import org.eclipse.jetty.http.MetaData.Response;
58 import org.eclipse.jetty.http2.api.Session;
59 import org.eclipse.jetty.http2.api.Stream;
60 import org.eclipse.jetty.http2.client.HTTP2Client;
61 import org.eclipse.jetty.http2.frames.DataFrame;
62 import org.eclipse.jetty.http2.frames.GoAwayFrame;
63 import org.eclipse.jetty.http2.frames.HeadersFrame;
64 import org.eclipse.jetty.http2.frames.PingFrame;
65 import org.eclipse.jetty.http2.frames.ResetFrame;
66 import org.eclipse.jetty.util.Callback;
67 import org.eclipse.jetty.util.Promise.Completable;
68 import org.eclipse.jetty.util.ssl.SslContextFactory;
69 import org.openhab.binding.hue.internal.dto.CreateUserRequest;
70 import org.openhab.binding.hue.internal.dto.SuccessResponse;
71 import org.openhab.binding.hue.internal.dto.clip2.BridgeConfig;
72 import org.openhab.binding.hue.internal.dto.clip2.Event;
73 import org.openhab.binding.hue.internal.dto.clip2.Resource;
74 import org.openhab.binding.hue.internal.dto.clip2.ResourceReference;
75 import org.openhab.binding.hue.internal.dto.clip2.Resources;
76 import org.openhab.binding.hue.internal.dto.clip2.enums.ResourceType;
77 import org.openhab.binding.hue.internal.exceptions.ApiException;
78 import org.openhab.binding.hue.internal.exceptions.HttpUnauthorizedException;
79 import org.openhab.binding.hue.internal.handler.Clip2BridgeHandler;
80 import org.openhab.core.io.net.http.HttpClientFactory;
81 import org.openhab.core.io.net.http.HttpUtil;
82 import org.slf4j.Logger;
83 import org.slf4j.LoggerFactory;
84
85 import com.google.gson.Gson;
86 import com.google.gson.JsonArray;
87 import com.google.gson.JsonElement;
88 import com.google.gson.JsonParseException;
89 import com.google.gson.JsonParser;
90 import com.google.gson.JsonSyntaxException;
91
92 /**
93  * This class handles HTTP and SSE connections to/from a Hue Bridge running CLIP 2.
94  *
95  * It uses the following connection mechanisms:
96  *
97  * <li>The primary communication uses HTTP 2 streams over a shared permanent HTTP 2 session.</li>
98  * <li>The 'registerApplicationKey()' method uses HTTP/1.1 over the OH common Jetty client.</li>
99  * <li>The 'isClip2Supported()' static method uses HTTP/1.1 over the OH common Jetty client via 'HttpUtil'.</li>
100  *
101  * @author Andrew Fiddian-Green - Initial Contribution
102  */
103 @NonNullByDefault
104 public class Clip2Bridge implements Closeable {
105
106     /**
107      * Base (abstract) adapter for listening to HTTP 2 stream events.
108      *
109      * It implements a CompletableFuture by means of which the caller can wait for the response data to come in. And
110      * which, in the case of fatal errors, gets completed exceptionally.
111      *
112      * It handles the following fatal error events by notifying the containing class:
113      *
114      * <li>onHeaders() HTTP unauthorized codes</li>
115      */
116     private abstract class BaseStreamListenerAdapter<T> extends Stream.Listener.Adapter {
117         protected final CompletableFuture<T> completable = new CompletableFuture<T>();
118         private String contentType = "UNDEFINED";
119
120         protected T awaitResult() throws ExecutionException, InterruptedException, TimeoutException {
121             return completable.get(TIMEOUT_SECONDS, TimeUnit.SECONDS);
122         }
123
124         /**
125          * Return the HTTP content type.
126          *
127          * @return content type e.g. 'application/json'
128          */
129         protected String getContentType() {
130             return contentType;
131         }
132
133         protected void handleHttp2Error(Http2Error error) {
134             Http2Exception e = new Http2Exception(error);
135             if (Http2Error.UNAUTHORIZED.equals(error)) {
136                 // for external error handling, abstract authorization errors into a separate exception
137                 completable.completeExceptionally(new HttpUnauthorizedException("HTTP 2 request not authorized"));
138             } else {
139                 completable.completeExceptionally(e);
140             }
141             fatalErrorDelayed(this, e);
142         }
143
144         /**
145          * Check the reply headers to see whether the request was authorised.
146          */
147         @Override
148         public void onHeaders(@Nullable Stream stream, @Nullable HeadersFrame frame) {
149             Objects.requireNonNull(frame);
150             MetaData metaData = frame.getMetaData();
151             if (metaData.isResponse()) {
152                 Response responseMetaData = (Response) metaData;
153                 int httpStatus = responseMetaData.getStatus();
154                 switch (httpStatus) {
155                     case HttpStatus.UNAUTHORIZED_401:
156                     case HttpStatus.FORBIDDEN_403:
157                         handleHttp2Error(Http2Error.UNAUTHORIZED);
158                     default:
159                 }
160                 contentType = responseMetaData.getFields().get(HttpHeader.CONTENT_TYPE).toLowerCase();
161             }
162         }
163     }
164
165     /**
166      * Adapter for listening to regular HTTP 2 GET/PUT request stream events.
167      *
168      * It assembles the incoming text data into an HTTP 'content' entity. And when the last data frame arrives, it
169      * returns the full content by completing the CompletableFuture with that data.
170      *
171      * In addition to those handled by the parent, it handles the following fatal error events by notifying the
172      * containing class:
173      *
174      * <li>onIdleTimeout()</li>
175      * <li>onTimeout()</li>
176      */
177     private class ContentStreamListenerAdapter extends BaseStreamListenerAdapter<String> {
178         private final DataFrameCollector content = new DataFrameCollector();
179
180         @Override
181         public void onData(@Nullable Stream stream, @Nullable DataFrame frame, @Nullable Callback callback) {
182             Objects.requireNonNull(frame);
183             Objects.requireNonNull(callback);
184             synchronized (this) {
185                 content.append(frame.getData());
186                 if (frame.isEndStream() && !completable.isDone()) {
187                     completable.complete(content.contentAsString().trim());
188                     content.reset();
189                 }
190             }
191             callback.succeeded();
192         }
193
194         @Override
195         public boolean onIdleTimeout(@Nullable Stream stream, @Nullable Throwable x) {
196             handleHttp2Error(Http2Error.IDLE);
197             return true;
198         }
199
200         @Override
201         public void onTimeout(@Nullable Stream stream, @Nullable Throwable x) {
202             handleHttp2Error(Http2Error.TIMEOUT);
203         }
204     }
205
206     /**
207      * Class to collect incoming ByteBuffer data from HTTP 2 Data frames.
208      */
209     private static class DataFrameCollector {
210         private byte[] buffer = new byte[512];
211         private int usedSize = 0;
212
213         public void append(ByteBuffer data) {
214             int dataCapacity = data.capacity();
215             int neededSize = usedSize + dataCapacity;
216             if (neededSize > buffer.length) {
217                 int newSize = (dataCapacity < 4096) ? neededSize : Math.max(2 * buffer.length, neededSize);
218                 buffer = Arrays.copyOf(buffer, newSize);
219             }
220             data.get(buffer, usedSize, dataCapacity);
221             usedSize += dataCapacity;
222         }
223
224         public String contentAsString() {
225             return new String(buffer, 0, usedSize, StandardCharsets.UTF_8);
226         }
227
228         public Reader contentStreamReader() {
229             return new InputStreamReader(new ByteArrayInputStream(buffer, 0, usedSize), StandardCharsets.UTF_8);
230         }
231
232         public void reset() {
233             usedSize = 0;
234         }
235     }
236
237     /**
238      * Adapter for listening to SSE event stream events.
239      *
240      * It receives the incoming text lines. Receipt of the first data line causes the CompletableFuture to complete. It
241      * then parses subsequent data according to the SSE specification. If the line starts with a 'data:' message, it
242      * adds the data to the list of strings. And if the line is empty (i.e. the last line of an event), it passes the
243      * full set of strings to the owner via a call-back method.
244      *
245      * The stream must be permanently connected, so it ignores onIdleTimeout() events.
246      *
247      * The parent class handles most fatal errors, but since the event stream is supposed to be permanently connected,
248      * the following events are also considered as fatal:
249      *
250      * <li>onClosed()</li>
251      * <li>onReset()</li>
252      */
253     private class EventStreamListenerAdapter extends BaseStreamListenerAdapter<Boolean> {
254         private final DataFrameCollector eventData = new DataFrameCollector();
255
256         @Override
257         public void onClosed(@Nullable Stream stream) {
258             handleHttp2Error(Http2Error.CLOSED);
259         }
260
261         @Override
262         public void onData(@Nullable Stream stream, @Nullable DataFrame frame, @Nullable Callback callback) {
263             Objects.requireNonNull(frame);
264             Objects.requireNonNull(callback);
265             synchronized (this) {
266                 eventData.append(frame.getData());
267                 BufferedReader reader = new BufferedReader(eventData.contentStreamReader());
268                 @SuppressWarnings("null")
269                 List<String> receivedLines = reader.lines().collect(Collectors.toList());
270
271                 // a blank line marks the end of an SSE message
272                 boolean endOfMessage = !receivedLines.isEmpty()
273                         && receivedLines.get(receivedLines.size() - 1).isBlank();
274
275                 if (endOfMessage) {
276                     eventData.reset();
277                     // receipt of ANY message means the event stream is established
278                     if (!completable.isDone()) {
279                         completable.complete(Boolean.TRUE);
280                     }
281                     // append any 'data' field values to the event message
282                     StringBuilder eventContent = new StringBuilder();
283                     for (String receivedLine : receivedLines) {
284                         if (receivedLine.startsWith("data:")) {
285                             eventContent.append(receivedLine.substring(5).stripLeading());
286                         }
287                     }
288                     if (eventContent.length() > 0) {
289                         onEventData(eventContent.toString().trim());
290                     }
291                 }
292             }
293             callback.succeeded();
294         }
295
296         @Override
297         public boolean onIdleTimeout(@Nullable Stream stream, @Nullable Throwable x) {
298             return false;
299         }
300
301         @Override
302         public void onReset(@Nullable Stream stream, @Nullable ResetFrame frame) {
303             handleHttp2Error(Http2Error.RESET);
304         }
305     }
306
307     /**
308      * Enum of potential fatal HTTP 2 session/stream errors.
309      */
310     private enum Http2Error {
311         CLOSED,
312         FAILURE,
313         TIMEOUT,
314         RESET,
315         IDLE,
316         GO_AWAY,
317         UNAUTHORIZED;
318     }
319
320     /**
321      * Private exception for handling HTTP 2 stream and session errors.
322      */
323     @SuppressWarnings("serial")
324     private static class Http2Exception extends ApiException {
325         public final Http2Error error;
326
327         public Http2Exception(Http2Error error) {
328             this(error, null);
329         }
330
331         public Http2Exception(Http2Error error, @Nullable Throwable cause) {
332             super("HTTP 2 stream " + error.toString().toLowerCase(), cause);
333             this.error = error;
334         }
335     }
336
337     /**
338      * Adapter for listening to HTTP 2 session status events.
339      *
340      * The session must be permanently connected, so it ignores onIdleTimeout() events.
341      * It also handles the following fatal events by notifying the containing class:
342      *
343      * <li>onClose()</li>
344      * <li>onFailure()</li>
345      * <li>onGoAway()</li>
346      * <li>onReset()</li>
347      */
348     private class SessionListenerAdapter extends Session.Listener.Adapter {
349
350         @Override
351         public void onClose(@Nullable Session session, @Nullable GoAwayFrame frame) {
352             fatalErrorDelayed(this, new Http2Exception(Http2Error.CLOSED));
353         }
354
355         @Override
356         public void onFailure(@Nullable Session session, @Nullable Throwable failure) {
357             fatalErrorDelayed(this, new Http2Exception(Http2Error.FAILURE));
358         }
359
360         @Override
361         public void onGoAway(@Nullable Session session, @Nullable GoAwayFrame frame) {
362             fatalErrorDelayed(this, new Http2Exception(Http2Error.GO_AWAY));
363         }
364
365         @Override
366         public boolean onIdleTimeout(@Nullable Session session) {
367             return false;
368         }
369
370         @Override
371         public void onPing(@Nullable Session session, @Nullable PingFrame frame) {
372             checkAliveOk();
373             if (Objects.nonNull(session) && Objects.nonNull(frame) && !frame.isReply()) {
374                 session.ping(new PingFrame(true), Callback.NOOP);
375             }
376         }
377
378         @Override
379         public void onReset(@Nullable Session session, @Nullable ResetFrame frame) {
380             fatalErrorDelayed(this, new Http2Exception(Http2Error.RESET));
381         }
382     }
383
384     /**
385      * Enum showing the online state of the session connection.
386      */
387     private static enum State {
388         /**
389          * Session closed
390          */
391         CLOSED,
392         /**
393          * Session open for HTTP calls only
394          */
395         PASSIVE,
396         /**
397          * Session open for HTTP calls and actively receiving SSE events
398          */
399         ACTIVE;
400     }
401
402     private static final Logger LOGGER = LoggerFactory.getLogger(Clip2Bridge.class);
403
404     private static final String APPLICATION_ID = "org-openhab-binding-hue-clip2";
405     private static final String APPLICATION_KEY = "hue-application-key";
406
407     private static final String EVENT_STREAM_ID = "eventStream";
408     private static final String FORMAT_URL_CONFIG = "http://%s/api/0/config";
409     private static final String FORMAT_URL_RESOURCE = "https://%s/clip/v2/resource/";
410     private static final String FORMAT_URL_REGISTER = "http://%s/api";
411     private static final String FORMAT_URL_EVENTS = "https://%s/eventstream/clip/v2";
412
413     private static final long CLIP2_MINIMUM_VERSION = 1948086000L;
414
415     public static final int TIMEOUT_SECONDS = 10;
416     private static final int CHECK_ALIVE_SECONDS = 300;
417     private static final int REQUEST_INTERVAL_MILLISECS = 50;
418     private static final int MAX_CONCURRENT_STREAMS = 3;
419
420     private static final ResourceReference BRIDGE = new ResourceReference().setType(ResourceType.BRIDGE);
421
422     /**
423      * Static method to attempt to connect to a Hue Bridge, get its software version, and check if it is high enough to
424      * support the CLIP 2 API.
425      *
426      * @param hostName the bridge IP address.
427      * @return true if bridge is online and it supports CLIP 2, or false if it is online and does not support CLIP 2.
428      * @throws IOException if unable to communicate with the bridge.
429      * @throws NumberFormatException if the bridge firmware version is invalid.
430      */
431     public static boolean isClip2Supported(String hostName) throws IOException {
432         String response;
433         Properties headers = new Properties();
434         headers.put(HttpHeader.ACCEPT, MediaType.APPLICATION_JSON);
435         response = HttpUtil.executeUrl("GET", String.format(FORMAT_URL_CONFIG, hostName), headers, null, null,
436                 TIMEOUT_SECONDS * 1000);
437         BridgeConfig config = new Gson().fromJson(response, BridgeConfig.class);
438         if (Objects.nonNull(config)) {
439             String swVersion = config.swversion;
440             if (Objects.nonNull(swVersion)) {
441                 try {
442                     if (Long.parseLong(swVersion) >= CLIP2_MINIMUM_VERSION) {
443                         return true;
444                     }
445                 } catch (NumberFormatException e) {
446                     LOGGER.debug("isClip2Supported() swVersion '{}' is not a number", swVersion);
447                 }
448             }
449         }
450         return false;
451     }
452
453     private final HttpClient httpClient;
454     private final HTTP2Client http2Client;
455     private final String hostName;
456     private final String baseUrl;
457     private final String eventUrl;
458     private final String registrationUrl;
459     private final String applicationKey;
460     private final Clip2BridgeHandler bridgeHandler;
461     private final Gson jsonParser = new Gson();
462     private final Semaphore streamMutex = new Semaphore(MAX_CONCURRENT_STREAMS, true);
463
464     private boolean closing;
465     private State onlineState = State.CLOSED;
466     private Optional<Instant> lastRequestTime = Optional.empty();
467     private Instant sessionExpireTime = Instant.MAX;
468     private @Nullable Session http2Session;
469
470     private @Nullable Future<?> checkAliveTask;
471     private Map<Integer, Future<?>> fatalErrorTasks = new ConcurrentHashMap<>();
472
473     /**
474      * Constructor.
475      *
476      * @param httpClientFactory the OH core HttpClientFactory.
477      * @param bridgeHandler the bridge handler.
478      * @param hostName the host name (ip address) of the Hue bridge
479      * @param applicationKey the application key.
480      * @throws ApiException if unable to open Jetty HTTP/2 client.
481      */
482     public Clip2Bridge(HttpClientFactory httpClientFactory, Clip2BridgeHandler bridgeHandler, String hostName,
483             String applicationKey) throws ApiException {
484         LOGGER.debug("Clip2Bridge()");
485         httpClient = httpClientFactory.getCommonHttpClient();
486         http2Client = httpClientFactory.createHttp2Client("hue-clip2", httpClient.getSslContextFactory());
487         http2Client.setConnectTimeout(Clip2Bridge.TIMEOUT_SECONDS * 1000);
488         http2Client.setIdleTimeout(-1);
489         try {
490             http2Client.start();
491         } catch (Exception e) {
492             throw new ApiException("Error starting HTTP/2 client", e);
493         }
494         this.bridgeHandler = bridgeHandler;
495         this.hostName = hostName;
496         this.applicationKey = applicationKey;
497         baseUrl = String.format(FORMAT_URL_RESOURCE, hostName);
498         eventUrl = String.format(FORMAT_URL_EVENTS, hostName);
499         registrationUrl = String.format(FORMAT_URL_REGISTER, hostName);
500     }
501
502     /**
503      * Cancel the given task.
504      *
505      * @param cancelTask the task to be cancelled (may be null)
506      * @param mayInterrupt allows cancel() to interrupt the thread.
507      */
508     private void cancelTask(@Nullable Future<?> cancelTask, boolean mayInterrupt) {
509         if (Objects.nonNull(cancelTask)) {
510             cancelTask.cancel(mayInterrupt);
511         }
512     }
513
514     /**
515      * Send a ping to the Hue bridge to check that the session is still alive.
516      */
517     private void checkAlive() {
518         if (onlineState == State.CLOSED) {
519             return;
520         }
521         LOGGER.debug("checkAlive()");
522         Session session = http2Session;
523         if (Objects.nonNull(session)) {
524             session.ping(new PingFrame(false), Callback.NOOP);
525         }
526         if (Instant.now().isAfter(sessionExpireTime)) {
527             fatalError(this, new Http2Exception(Http2Error.TIMEOUT));
528         }
529     }
530
531     /**
532      * Connection is ok, so reschedule the session check alive expire time. Called in response to incoming ping frames
533      * from the bridge.
534      */
535     protected void checkAliveOk() {
536         LOGGER.debug("checkAliveOk()");
537         sessionExpireTime = Instant.now().plusSeconds(CHECK_ALIVE_SECONDS * 2);
538     }
539
540     /**
541      * Close the connection.
542      */
543     @Override
544     public void close() {
545         closing = true;
546         close2();
547         try {
548             http2Client.stop();
549         } catch (Exception e) {
550         }
551     }
552
553     /**
554      * Private method to close the connection.
555      */
556     private void close2() {
557         synchronized (this) {
558             LOGGER.debug("close2()");
559             boolean notifyHandler = onlineState == State.ACTIVE && !closing;
560             onlineState = State.CLOSED;
561             synchronized (fatalErrorTasks) {
562                 fatalErrorTasks.values().forEach(task -> cancelTask(task, true));
563                 fatalErrorTasks.clear();
564             }
565             cancelTask(checkAliveTask, true);
566             checkAliveTask = null;
567             closeSession();
568             if (notifyHandler) {
569                 bridgeHandler.onConnectionOffline();
570             }
571         }
572     }
573
574     /**
575      * Close the HTTP 2 session if necessary.
576      */
577     private void closeSession() {
578         LOGGER.debug("closeSession()");
579         Session session = http2Session;
580         if (Objects.nonNull(session) && !session.isClosed()) {
581             session.close(0, null, Callback.NOOP);
582         }
583         http2Session = null;
584     }
585
586     /**
587      * Method that is called back in case of fatal stream or session events. Note: under normal operation, the Hue
588      * Bridge sends a 'soft' GO_AWAY command every nine or ten hours, so we handle such soft errors by attempting to
589      * silently close and re-open the connection without notifying the handler of an actual 'hard' error.
590      *
591      * @param listener the entity that caused this method to be called.
592      * @param cause the exception that caused the error.
593      */
594     private synchronized void fatalError(Object listener, Http2Exception cause) {
595         if (onlineState == State.CLOSED || closing) {
596             return;
597         }
598         String causeId = listener.getClass().getSimpleName();
599         if (listener instanceof ContentStreamListenerAdapter) {
600             // on GET / PUT requests the caller handles errors and closes the stream; the session is still OK
601             LOGGER.debug("fatalError() {} {} ignoring", causeId, cause.error);
602         } else {
603             if (LOGGER.isDebugEnabled()) {
604                 LOGGER.debug("fatalError() {} {} closing", causeId, cause.error, cause);
605             } else {
606                 LOGGER.warn("Fatal error {} {} => closing session.", causeId, cause.error);
607             }
608             close2();
609         }
610     }
611
612     /**
613      * Method that is called back in case of fatal stream or session events. Schedules fatalError() to be called after a
614      * delay in order to prevent sequencing issues.
615      *
616      * @param listener the entity that caused this method to be called.
617      * @param cause the exception that caused the error.
618      */
619     protected void fatalErrorDelayed(Object listener, Http2Exception cause) {
620         synchronized (fatalErrorTasks) {
621             final int index = fatalErrorTasks.size();
622             fatalErrorTasks.put(index, bridgeHandler.getScheduler().schedule(() -> {
623                 fatalError(listener, cause);
624                 fatalErrorTasks.remove(index);
625             }, 1, TimeUnit.SECONDS));
626         }
627     }
628
629     /**
630      * HTTP GET a Resources object, for a given resource Reference, from the Hue Bridge. The reference is a class
631      * comprising a resource type and an id. If the id is a specific resource id then only the one specific resource
632      * is returned, whereas if it is null then all resources of the given resource type are returned.
633      *
634      * It wraps the getResourcesImpl() method in a try/catch block, and transposes any HttpUnAuthorizedException into an
635      * ApiException. Such transposition should never be required in reality since by the time this method is called, the
636      * connection will surely already have been authorised.
637      *
638      * @param reference the Reference class to get.
639      * @return a Resource object containing either a list of Resources or a list of Errors.
640      * @throws ApiException if anything fails.
641      * @throws InterruptedException
642      */
643     public Resources getResources(ResourceReference reference) throws ApiException, InterruptedException {
644         if (onlineState == State.CLOSED) {
645             throw new ApiException("getResources() offline");
646         }
647         return getResourcesImpl(reference);
648     }
649
650     /**
651      * Internal method to send an HTTP 2 GET request to the Hue Bridge and process its response.
652      *
653      * @param reference the Reference class to get.
654      * @return a Resource object containing either a list of Resources or a list of Errors.
655      * @throws HttpUnauthorizedException if the request was refused as not authorised or forbidden.
656      * @throws ApiException if the communication failed, or an unexpected result occurred.
657      * @throws InterruptedException
658      */
659     private Resources getResourcesImpl(ResourceReference reference)
660             throws HttpUnauthorizedException, ApiException, InterruptedException {
661         Session session = http2Session;
662         if (Objects.isNull(session) || session.isClosed()) {
663             throw new ApiException("HTTP 2 session is null or closed");
664         }
665         throttle();
666         String url = getUrl(reference);
667         HeadersFrame headers = prepareHeaders(url, MediaType.APPLICATION_JSON);
668         LOGGER.trace("GET {} HTTP/2", url);
669         try {
670             Completable<@Nullable Stream> streamPromise = new Completable<>();
671             ContentStreamListenerAdapter contentStreamListener = new ContentStreamListenerAdapter();
672             session.newStream(headers, streamPromise, contentStreamListener);
673             // wait for stream to be opened
674             Objects.requireNonNull(streamPromise.get(TIMEOUT_SECONDS, TimeUnit.SECONDS));
675             // wait for HTTP response contents
676             String contentJson = contentStreamListener.awaitResult();
677             String contentType = contentStreamListener.getContentType();
678             LOGGER.trace("HTTP/2 200 OK (Content-Type: {}) << {}", contentType, contentJson);
679             if (!MediaType.APPLICATION_JSON.equals(contentType)) {
680                 throw new ApiException("Unexpected Content-Type: " + contentType);
681             }
682             try {
683                 Resources resources = Objects.requireNonNull(jsonParser.fromJson(contentJson, Resources.class));
684                 if (LOGGER.isDebugEnabled()) {
685                     resources.getErrors().forEach(error -> LOGGER.debug("Resources error:{}", error));
686                 }
687                 return resources;
688             } catch (JsonParseException e) {
689                 throw new ApiException("Parsing error", e);
690             }
691         } catch (ExecutionException e) {
692             Throwable cause = e.getCause();
693             if (cause instanceof HttpUnauthorizedException) {
694                 throw (HttpUnauthorizedException) cause;
695             }
696             throw new ApiException("Error sending request", e);
697         } catch (TimeoutException e) {
698             throw new ApiException("Error sending request", e);
699         } finally {
700             throttleDone();
701         }
702     }
703
704     /**
705      * Build a full path to a server end point, based on a Reference class instance. If the reference contains only
706      * a resource type, the method returns the end point url to get all resources of the given resource type. Whereas if
707      * it also contains an id, the method returns the end point url to get the specific single resource with that type
708      * and id.
709      *
710      * @param reference a Reference class instance.
711      * @return the complete end point url.
712      */
713     private String getUrl(ResourceReference reference) {
714         String url = baseUrl + reference.getType().name().toLowerCase();
715         String id = reference.getId();
716         return Objects.isNull(id) || id.isEmpty() ? url : url + "/" + id;
717     }
718
719     /**
720      * The event stream calls this method when it has received text data. It parses the text as JSON into a list of
721      * Event entries, converts the list of events to a list of resources, and forwards that list to the bridge
722      * handler.
723      *
724      * @param data the incoming (presumed to be JSON) text.
725      */
726     protected void onEventData(String data) {
727         if (onlineState != State.ACTIVE) {
728             return;
729         }
730         if (LOGGER.isTraceEnabled()) {
731             LOGGER.trace("onEventData() data:{}", data);
732         } else {
733             LOGGER.debug("onEventData() data length:{}", data.length());
734         }
735         JsonElement jsonElement;
736         try {
737             jsonElement = JsonParser.parseString(data);
738         } catch (JsonSyntaxException e) {
739             LOGGER.debug("onEventData() invalid data '{}'", data, e);
740             return;
741         }
742         if (!(jsonElement instanceof JsonArray)) {
743             LOGGER.debug("onEventData() data is not a JsonArray {}", data);
744             return;
745         }
746         List<Event> events;
747         try {
748             events = jsonParser.fromJson(jsonElement, Event.EVENT_LIST_TYPE);
749         } catch (JsonParseException e) {
750             LOGGER.debug("onEventData() parsing error json:{}", data, e);
751             return;
752         }
753         if (Objects.isNull(events) || events.isEmpty()) {
754             LOGGER.debug("onEventData() event list is null or empty");
755             return;
756         }
757         List<Resource> resources = new ArrayList<>();
758         events.forEach(event -> resources.addAll(event.getData()));
759         if (resources.isEmpty()) {
760             LOGGER.debug("onEventData() resource list is empty");
761             return;
762         }
763         resources.forEach(resource -> resource.markAsSparse());
764         bridgeHandler.onResourcesEvent(resources);
765     }
766
767     /**
768      * Open the HTTP 2 session and the event stream.
769      *
770      * @throws ApiException if there was a communication error.
771      * @throws InterruptedException
772      */
773     public void open() throws ApiException, InterruptedException {
774         LOGGER.debug("open()");
775         openPassive();
776         openActive();
777         bridgeHandler.onConnectionOnline();
778     }
779
780     /**
781      * Make the session active, by opening an HTTP 2 SSE event stream (if necessary).
782      *
783      * @throws ApiException if an error was encountered.
784      * @throws InterruptedException
785      */
786     private void openActive() throws ApiException, InterruptedException {
787         synchronized (this) {
788             openEventStream();
789             onlineState = State.ACTIVE;
790         }
791     }
792
793     /**
794      * Open the check alive task if necessary.
795      */
796     private void openCheckAliveTask() {
797         Future<?> task = checkAliveTask;
798         if (Objects.isNull(task) || task.isCancelled() || task.isDone()) {
799             LOGGER.debug("openCheckAliveTask()");
800             cancelTask(checkAliveTask, false);
801             checkAliveTask = bridgeHandler.getScheduler().scheduleWithFixedDelay(() -> checkAlive(),
802                     CHECK_ALIVE_SECONDS, CHECK_ALIVE_SECONDS, TimeUnit.SECONDS);
803         }
804     }
805
806     /**
807      * Implementation to open an HTTP 2 SSE event stream if necessary.
808      *
809      * @throws ApiException if an error was encountered.
810      * @throws InterruptedException
811      */
812     private void openEventStream() throws ApiException, InterruptedException {
813         Session session = http2Session;
814         if (Objects.isNull(session) || session.isClosed()) {
815             throw new ApiException("HTTP 2 session is null or closed");
816         }
817         if (session.getStreams().stream().anyMatch(stream -> Objects.nonNull(stream.getAttribute(EVENT_STREAM_ID)))) {
818             return;
819         }
820         LOGGER.debug("openEventStream()");
821         HeadersFrame headers = prepareHeaders(eventUrl, MediaType.SERVER_SENT_EVENTS);
822         LOGGER.trace("GET {} HTTP/2", eventUrl);
823         Stream stream = null;
824         try {
825             Completable<@Nullable Stream> streamPromise = new Completable<>();
826             EventStreamListenerAdapter eventStreamListener = new EventStreamListenerAdapter();
827             session.newStream(headers, streamPromise, eventStreamListener);
828             // wait for stream to be opened
829             stream = Objects.requireNonNull(streamPromise.get(TIMEOUT_SECONDS, TimeUnit.SECONDS));
830             stream.setIdleTimeout(0);
831             stream.setAttribute(EVENT_STREAM_ID, session);
832             // wait for "hi" from the bridge
833             eventStreamListener.awaitResult();
834         } catch (ExecutionException | TimeoutException e) {
835             if (Objects.nonNull(stream)) {
836                 stream.reset(new ResetFrame(stream.getId(), 0), Callback.NOOP);
837             }
838             throw new ApiException("Error opening event stream", e);
839         }
840     }
841
842     /**
843      * Private method to open the HTTP 2 session in passive mode.
844      *
845      * @throws ApiException if there was a communication error.
846      * @throws InterruptedException
847      */
848     private void openPassive() throws ApiException, InterruptedException {
849         synchronized (this) {
850             LOGGER.debug("openPassive()");
851             onlineState = State.CLOSED;
852             openSession();
853             openCheckAliveTask();
854             onlineState = State.PASSIVE;
855         }
856     }
857
858     /**
859      * Open the HTTP 2 session if necessary.
860      *
861      * @throws ApiException if it was not possible to create and connect the session.
862      * @throws InterruptedException
863      */
864     private void openSession() throws ApiException, InterruptedException {
865         Session session = http2Session;
866         if (Objects.nonNull(session) && !session.isClosed()) {
867             return;
868         }
869         LOGGER.debug("openSession()");
870         InetSocketAddress address = new InetSocketAddress(hostName, 443);
871         try {
872             SessionListenerAdapter sessionListener = new SessionListenerAdapter();
873             Completable<@Nullable Session> sessionPromise = new Completable<>();
874             http2Client.connect(http2Client.getBean(SslContextFactory.class), address, sessionListener, sessionPromise);
875             // wait for the (SSL) session to be opened
876             http2Session = Objects.requireNonNull(sessionPromise.get(TIMEOUT_SECONDS, TimeUnit.SECONDS));
877             checkAliveOk(); // initialise the session timeout window
878         } catch (ExecutionException | TimeoutException e) {
879             throw new ApiException("Error opening HTTP 2 session", e);
880         }
881     }
882
883     /**
884      * Helper class to create a HeadersFrame for a standard HTTP GET request.
885      *
886      * @param url the server url.
887      * @param acceptContentType the accepted content type for the response.
888      * @return the HeadersFrame.
889      */
890     private HeadersFrame prepareHeaders(String url, String acceptContentType) {
891         return prepareHeaders(url, acceptContentType, "GET", -1, null);
892     }
893
894     /**
895      * Helper class to create a HeadersFrame for a more exotic HTTP request.
896      *
897      * @param url the server url.
898      * @param acceptContentType the accepted content type for the response.
899      * @param method the HTTP request method.
900      * @param contentLength the length of the content e.g. for a PUT call.
901      * @param contentType the respective content type.
902      * @return the HeadersFrame.
903      */
904     private HeadersFrame prepareHeaders(String url, String acceptContentType, String method, long contentLength,
905             @Nullable String contentType) {
906         HttpFields fields = new HttpFields();
907         fields.put(HttpHeader.ACCEPT, acceptContentType);
908         if (contentType != null) {
909             fields.put(HttpHeader.CONTENT_TYPE, contentType);
910         }
911         if (contentLength >= 0) {
912             fields.putLongField(HttpHeader.CONTENT_LENGTH, contentLength);
913         }
914         fields.put(APPLICATION_KEY, applicationKey);
915         return new HeadersFrame(new MetaData.Request(method, new HttpURI(url), HttpVersion.HTTP_2, fields), null,
916                 contentLength <= 0);
917     }
918
919     /**
920      * Use an HTTP/2 PUT command to send a resource to the server. Note: the Hue bridge server can sometimes get
921      * confused by parallel PUT commands, so use 'synchronized' to prevent that.
922      *
923      * @param resource the resource to put.
924      * @throws ApiException if something fails.
925      * @throws InterruptedException
926      */
927     public synchronized void putResource(Resource resource) throws ApiException, InterruptedException {
928         if (onlineState == State.CLOSED) {
929             return;
930         }
931         Session session = http2Session;
932         if (Objects.isNull(session) || session.isClosed()) {
933             throw new ApiException("HTTP 2 session is null or closed");
934         }
935         throttle();
936         String requestJson = jsonParser.toJson(resource);
937         ByteBuffer requestBytes = ByteBuffer.wrap(requestJson.getBytes(StandardCharsets.UTF_8));
938         String url = getUrl(new ResourceReference().setId(resource.getId()).setType(resource.getType()));
939         HeadersFrame headers = prepareHeaders(url, MediaType.APPLICATION_JSON, "PUT", requestBytes.capacity(),
940                 MediaType.APPLICATION_JSON);
941         LOGGER.trace("PUT {} HTTP/2 >> {}", url, requestJson);
942         try {
943             Completable<@Nullable Stream> streamPromise = new Completable<>();
944             ContentStreamListenerAdapter contentStreamListener = new ContentStreamListenerAdapter();
945             session.newStream(headers, streamPromise, contentStreamListener);
946             // wait for stream to be opened
947             Stream stream = Objects.requireNonNull(streamPromise.get(TIMEOUT_SECONDS, TimeUnit.SECONDS));
948             stream.data(new DataFrame(stream.getId(), requestBytes, true), Callback.NOOP);
949             // wait for HTTP response
950             String contentJson = contentStreamListener.awaitResult();
951             String contentType = contentStreamListener.getContentType();
952             LOGGER.trace("HTTP/2 200 OK (Content-Type: {}) << {}", contentType, contentJson);
953             if (!MediaType.APPLICATION_JSON.equals(contentType)) {
954                 throw new ApiException("Unexpected Content-Type: " + contentType);
955             }
956             try {
957                 Resources resources = Objects.requireNonNull(jsonParser.fromJson(contentJson, Resources.class));
958                 if (LOGGER.isDebugEnabled()) {
959                     resources.getErrors().forEach(error -> LOGGER.debug("putResource() resources error:{}", error));
960                 }
961             } catch (JsonParseException e) {
962                 LOGGER.debug("putResource() parsing error json:{}", contentJson, e);
963                 throw new ApiException("Parsing error", e);
964             }
965         } catch (ExecutionException | TimeoutException e) {
966             throw new ApiException("putResource() error sending request", e);
967         } finally {
968             throttleDone();
969         }
970     }
971
972     /**
973      * Try to register the application key with the hub. Use the given application key if one is provided; otherwise the
974      * hub will create a new one. Note: this requires an HTTP 1.1 client call.
975      *
976      * @param oldApplicationKey existing application key if any i.e. may be empty.
977      * @return the existing or a newly created application key.
978      * @throws HttpUnauthorizedException if the registration failed.
979      * @throws ApiException if there was a communications error.
980      * @throws InterruptedException
981      */
982     public String registerApplicationKey(@Nullable String oldApplicationKey)
983             throws HttpUnauthorizedException, ApiException, InterruptedException {
984         LOGGER.debug("registerApplicationKey()");
985         String json = jsonParser.toJson((Objects.isNull(oldApplicationKey) || oldApplicationKey.isEmpty())
986                 ? new CreateUserRequest(APPLICATION_ID)
987                 : new CreateUserRequest(oldApplicationKey, APPLICATION_ID));
988         Request httpRequest = httpClient.newRequest(registrationUrl).method(HttpMethod.POST)
989                 .timeout(TIMEOUT_SECONDS, TimeUnit.SECONDS)
990                 .content(new StringContentProvider(json), MediaType.APPLICATION_JSON);
991         ContentResponse contentResponse;
992         try {
993             LOGGER.trace("POST {} HTTP/1.1 >> {}", registrationUrl, json);
994             contentResponse = httpRequest.send();
995         } catch (TimeoutException | ExecutionException e) {
996             throw new ApiException("HTTP processing error", e);
997         }
998         int httpStatus = contentResponse.getStatus();
999         json = contentResponse.getContentAsString().trim();
1000         LOGGER.trace("HTTP/1.1 {} {} << {}", httpStatus, contentResponse.getReason(), json);
1001         if (httpStatus != HttpStatus.OK_200) {
1002             throw new ApiException("HTTP bad response");
1003         }
1004         try {
1005             List<SuccessResponse> entries = jsonParser.fromJson(json, SuccessResponse.GSON_TYPE);
1006             if (Objects.nonNull(entries) && !entries.isEmpty()) {
1007                 SuccessResponse response = entries.get(0);
1008                 Map<String, Object> responseSuccess = response.success;
1009                 if (Objects.nonNull(responseSuccess)) {
1010                     String newApplicationKey = (String) responseSuccess.get("username");
1011                     if (Objects.nonNull(newApplicationKey)) {
1012                         return newApplicationKey;
1013                     }
1014                 }
1015             }
1016         } catch (JsonParseException e) {
1017             LOGGER.debug("registerApplicationKey() parsing error json:{}", json, e);
1018         }
1019         throw new HttpUnauthorizedException("Application key registration failed");
1020     }
1021
1022     /**
1023      * Test the Hue Bridge connection state by attempting to connect and trying to execute a basic command that requires
1024      * authentication.
1025      *
1026      * @throws HttpUnauthorizedException if it was possible to connect but not to authenticate.
1027      * @throws ApiException if it was not possible to connect.
1028      * @throws InterruptedException
1029      */
1030     public void testConnectionState() throws HttpUnauthorizedException, ApiException, InterruptedException {
1031         LOGGER.debug("testConnectionState()");
1032         try {
1033             openPassive();
1034             getResourcesImpl(BRIDGE);
1035         } catch (ApiException e) {
1036             close2();
1037             throw e;
1038         }
1039     }
1040
1041     /**
1042      * Hue Bridges get confused if they receive too many HTTP requests in a short period of time (e.g. on start up), or
1043      * if too many HTTP sessions are opened at the same time. So this method throttles the requests to a maximum of one
1044      * per REQUEST_INTERVAL_MILLISECS, and ensures that no more than MAX_CONCURRENT_SESSIONS sessions are started.
1045      *
1046      * @throws InterruptedException
1047      */
1048     private synchronized void throttle() throws InterruptedException {
1049         streamMutex.acquire();
1050         Instant now = Instant.now();
1051         if (lastRequestTime.isPresent()) {
1052             long delay = Duration.between(now, lastRequestTime.get()).toMillis() + REQUEST_INTERVAL_MILLISECS;
1053             if (delay > 0) {
1054                 Thread.sleep(delay);
1055             }
1056         }
1057         lastRequestTime = Optional.of(now);
1058     }
1059
1060     /**
1061      * Release the mutex.
1062      */
1063     private void throttleDone() {
1064         streamMutex.release();
1065     }
1066 }