JAL-2325 applied BSD license for chimera/StrucViz2 code
[jalview.git] / src / ext / edu / ucsf / rbvi / strucviz2 / ChimeraManager.java
index a7440e7..736e459 100644 (file)
@@ -1,14 +1,53 @@
+/* vim: set ts=2: */
+/**
+ * Copyright (c) 2006 The Regents of the University of California.
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+ * EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
+ *
+ */
 package ext.edu.ucsf.rbvi.strucviz2;
 
+import jalview.ws.HttpClientUtils;
+
 import java.awt.Color;
+import java.io.BufferedReader;
 import java.io.File;
 import java.io.IOException;
+import java.io.InputStream;
+import java.io.InputStreamReader;
 import java.util.ArrayList;
 import java.util.Collection;
 import java.util.HashMap;
 import java.util.List;
 import java.util.Map;
 
+import org.apache.http.NameValuePair;
+import org.apache.http.message.BasicNameValuePair;
 import org.slf4j.Logger;
 import org.slf4j.LoggerFactory;
 
@@ -20,10 +59,17 @@ import ext.edu.ucsf.rbvi.strucviz2.port.ListenerThreads;
  */
 public class ChimeraManager
 {
+  private static final int REST_REPLY_TIMEOUT_MS = 15000;
+
+  private static final int CONNECTION_TIMEOUT_MS = 100;
+
+  private static final boolean debug = false;
+
+  private int chimeraRestPort;
 
   private Process chimera;
 
-  private ListenerThreads chimeraListenerThreads;
+  private ListenerThreads chimeraListenerThread;
 
   private Map<Integer, ChimeraModel> currentModelsMap;
 
@@ -36,7 +82,7 @@ public class ChimeraManager
   {
     this.structureManager = structureManager;
     chimera = null;
-    chimeraListenerThreads = null;
+    chimeraListenerThread = null;
     currentModelsMap = new HashMap<Integer, ChimeraModel>();
 
   }
@@ -167,7 +213,8 @@ public class ChimeraManager
           ModelType type)
   {
     logger.info("chimera open " + modelPath);
-    stopListening();
+    // stopListening();
+    List<ChimeraModel> modelList = getModelList();
     List<String> response = null;
     // TODO: [Optional] Handle modbase models
     if (type == ModelType.MODBASE_MODEL)
@@ -187,72 +234,29 @@ public class ChimeraManager
       logger.warn("Could not open " + modelPath);
       return null;
     }
-    List<ChimeraModel> models = new ArrayList<ChimeraModel>();
-    int[] modelNumbers = null;
-    if (type == ModelType.PDB_MODEL)
-    {
-      for (String line : response)
-      {
-        if (line.startsWith("#"))
-        {
-          modelNumbers = ChimUtils.parseOpenedModelNumber(line);
-          if (modelNumbers != null)
-          {
-            int modelNumber = ChimUtils.makeModelKey(modelNumbers[0],
-                    modelNumbers[1]);
-            if (currentModelsMap.containsKey(modelNumber))
-            {
-              continue;
-            }
-            ChimeraModel newModel = new ChimeraModel(modelName, type,
-                    modelNumbers[0], modelNumbers[1]);
-            currentModelsMap.put(modelNumber, newModel);
-            models.add(newModel);
-            // patch for Jalview - set model name in Chimera
-            sendChimeraCommand("setattr M name " + modelName + " #"
-                    + modelNumbers[0], false);
-            // end patch for Jalview
-            modelNumbers = null;
-          }
-        }
-      }
-    }
-    else
+
+    // patch for Jalview - set model name in Chimera
+    // TODO: find a variant that works for sub-models
+    for (ChimeraModel newModel : getModelList())
     {
-      // TODO: [Optional] Open smiles from file would fail. Do we need it?
-      // If parsing fails, iterate over all open models to get the right one
-      List<ChimeraModel> openModels = getModelList();
-      for (ChimeraModel openModel : openModels)
+      if (!modelList.contains(newModel))
       {
-        String openModelName = openModel.getModelName();
-        if (openModelName.endsWith("..."))
-        {
-          openModelName = openModelName.substring(0,
-                  openModelName.length() - 3);
-        }
-        if (modelPath.startsWith(openModelName))
-        {
-          openModel.setModelName(modelPath);
-          int modelNumber = ChimUtils
-                  .makeModelKey(openModel.getModelNumber(),
-                          openModel.getSubModelNumber());
-          if (!currentModelsMap.containsKey(modelNumber))
-          {
-            currentModelsMap.put(modelNumber, openModel);
-            models.add(openModel);
-          }
-        }
+        newModel.setModelName(modelName);
+        sendChimeraCommand(
+                "setattr M name " + modelName + " #"
+                        + newModel.getModelNumber(), false);
+        modelList.add(newModel);
       }
     }
 
     // assign color and residues to open models
-    for (ChimeraModel newModel : models)
+    for (ChimeraModel chimeraModel : modelList)
     {
       // get model color
-      Color modelColor = getModelColor(newModel);
+      Color modelColor = getModelColor(chimeraModel);
       if (modelColor != null)
       {
-        newModel.setModelColor(modelColor);
+        chimeraModel.setModelColor(modelColor);
       }
 
       // Get our properties (default color scheme, etc.)
@@ -262,13 +266,13 @@ public class ChimeraManager
       // Create the information we need for the navigator
       if (type != ModelType.SMILES)
       {
-        addResidues(newModel);
+        addResidues(chimeraModel);
       }
     }
 
     sendChimeraCommand("focus", false);
-    startListening();
-    return models;
+    // startListening(); // see ChimeraListener
+    return modelList;
   }
 
   /**
@@ -288,13 +292,12 @@ public class ChimeraManager
     // TODO: [Optional] Convert path to name in a better way
     if (modelPath.lastIndexOf(File.separator) > 0)
     {
-      modelName = modelPath.substring(modelPath
-              .lastIndexOf(File.separator) + 1);
+      modelName = modelPath
+              .substring(modelPath.lastIndexOf(File.separator) + 1);
     }
     else if (modelPath.lastIndexOf("/") > 0)
     {
-      modelName = modelPath
-              .substring(modelPath.lastIndexOf("/") + 1);
+      modelName = modelPath.substring(modelPath.lastIndexOf("/") + 1);
     }
     return modelName;
   }
@@ -325,12 +328,24 @@ public class ChimeraManager
 
   public void startListening()
   {
-    sendChimeraCommand("listen start models; listen start select", false);
+    sendChimeraCommand("listen start models; listen start selection", false);
   }
 
   public void stopListening()
   {
-    sendChimeraCommand("listen stop models; listen stop select", false);
+    sendChimeraCommand("listen stop models ; listen stop selection ", false);
+  }
+
+  /**
+   * Tell Chimera we are listening on the given URI
+   * 
+   * @param uri
+   */
+  public void startListening(String uri)
+  {
+    sendChimeraCommand("listen start models url " + uri
+            + ";listen start select prefix SelectionChanged url " + uri,
+            false);
   }
 
   /**
@@ -341,8 +356,8 @@ public class ChimeraManager
    */
   public void select(String command)
   {
-    sendChimeraCommand("listen stop select; " + command
-            + "; listen start select", false);
+    sendChimeraCommand("listen stop selection; " + command
+            + "; listen start selection", false);
   }
 
   public void focus()
@@ -354,7 +369,7 @@ public class ChimeraManager
   {
     chimera = null;
     currentModelsMap.clear();
-    chimeraListenerThreads = null;
+    this.chimeraRestPort = 0;
     structureManager.clearOnChimeraExit();
   }
 
@@ -393,6 +408,12 @@ public class ChimeraManager
     return selectedModelsMap;
   }
 
+  /**
+   * Sends a 'list selection level residue' command to Chimera and returns the
+   * list of selected atomspecs
+   * 
+   * @return
+   */
   public List<String> getSelectedResidueSpecs()
   {
     List<String> selectedResidues = new ArrayList<String>();
@@ -500,6 +521,14 @@ public class ChimeraManager
     return launched;
   }
 
+  /**
+   * Launch Chimera, unless an instance linked to this object is already
+   * running. Returns true if chimera is successfully launched, or already
+   * running, else false.
+   * 
+   * @param chimeraPaths
+   * @return
+   */
   public boolean launchChimera(List<String> chimeraPaths)
   {
     // Do nothing if Chimera is already launched
@@ -515,6 +544,8 @@ public class ChimeraManager
     for (String chimeraPath : chimeraPaths)
     {
       File path = new File(chimeraPath);
+      // uncomment the next line to simulate Chimera not installed
+      // path = new File(chimeraPath + "x");
       if (!path.canExecute())
       {
         error += "File '" + path + "' does not exist.\n";
@@ -524,13 +555,14 @@ public class ChimeraManager
       {
         List<String> args = new ArrayList<String>();
         args.add(chimeraPath);
+        // shows Chimera output window but suppresses REST responses:
+        // args.add("--debug");
         args.add("--start");
-        args.add("ReadStdin");
+        args.add("RESTServer");
         ProcessBuilder pb = new ProcessBuilder(args);
         chimera = pb.start();
         error = "";
         workingPath = chimeraPath;
-        logger.info("Strarting " + chimeraPath);
         break;
       } catch (Exception e)
       {
@@ -541,16 +573,15 @@ public class ChimeraManager
     // If no error, then Chimera was launched successfully
     if (error.length() == 0)
     {
-      // Initialize the listener threads
-      chimeraListenerThreads = new ListenerThreads(chimera,
-              structureManager);
-      chimeraListenerThreads.start();
+      this.chimeraRestPort = getPortNumber();
+      System.out.println("Chimera REST API started on port "
+              + chimeraRestPort);
       // structureManager.initChimTable();
       structureManager.setChimeraPathProperty(workingPath);
       // TODO: [Optional] Check Chimera version and show a warning if below 1.8
       // Ask Chimera to give us updates
-      startListening();
-      return true;
+      // startListening(); // later - see ChimeraListener
+      return (chimeraRestPort > 0);
     }
 
     // Tell the user that Chimera could not be started because of an error
@@ -559,6 +590,57 @@ public class ChimeraManager
   }
 
   /**
+   * Read and return the port number returned in the reply to --start RESTServer
+   */
+  private int getPortNumber()
+  {
+    int port = 0;
+    InputStream readChan = chimera.getInputStream();
+    BufferedReader lineReader = new BufferedReader(new InputStreamReader(
+            readChan));
+    StringBuilder responses = new StringBuilder();
+    try
+    {
+      String response = lineReader.readLine();
+      while (response != null)
+      {
+        responses.append("\n" + response);
+        // expect: REST server on host 127.0.0.1 port port_number
+        if (response.startsWith("REST server"))
+        {
+          String[] tokens = response.split(" ");
+          if (tokens.length == 7 && "port".equals(tokens[5]))
+          {
+            port = Integer.parseInt(tokens[6]);
+            break;
+          }
+        }
+        response = lineReader.readLine();
+      }
+    } catch (Exception e)
+    {
+      logger.error("Failed to get REST port number from " + responses
+              + ": " + e.getMessage());
+    } finally
+    {
+      try
+      {
+        lineReader.close();
+      } catch (IOException e2)
+      {
+      }
+    }
+    if (port == 0)
+    {
+      System.err
+              .println("Failed to start Chimera with REST service, response was: "
+                      + responses);
+    }
+    logger.info("Chimera REST service listening on port " + chimeraRestPort);
+    return port;
+  }
+
+  /**
    * Determine the color that Chimera is using for this model.
    * 
    * @param model
@@ -683,7 +765,9 @@ public class ChimeraManager
    */
   public List<String> sendChimeraCommand(String command, boolean reply)
   {
-    if (!isChimeraLaunched())
+   // System.out.println("chimeradebug>> " + command);
+    if (!isChimeraLaunched() || command == null
+            || "".equals(command.trim()))
     {
       return null;
     }
@@ -696,41 +780,101 @@ public class ChimeraManager
       } catch (InterruptedException q)
       {
       }
-      ;
     }
     busy = true;
+    long startTime = System.currentTimeMillis();
     try
     {
-      chimeraListenerThreads.clearResponse(command);
-      String text = command.concat("\n");
-      // System.out.println("send command to chimera: " + text);
-      try
-      {
-        // send the command
-        chimera.getOutputStream().write(text.getBytes());
-        chimera.getOutputStream().flush();
-      } catch (IOException e)
+      return sendRestCommand(command);
+    } finally
+    {
+      /*
+       * Make sure busy flag is reset come what may!
+       */
+      busy = false;
+      if (debug)
       {
-        // logger.info("Unable to execute command: " + text);
-        // logger.info("Exiting...");
-        logger.warn("Unable to execute command: " + text);
-        logger.warn("Exiting...");
-        clearOnChimeraExit();
-        // busy = false;
-        return null;
+        System.out.println("Chimera command took "
+                + (System.currentTimeMillis() - startTime) + "ms: "
+                + command);
       }
-      if (!reply)
+
+    }
+  }
+
+  /**
+   * Sends the command to Chimera's REST API, and returns any response lines.
+   * 
+   * @param command
+   * @return
+   */
+  protected List<String> sendRestCommand(String command)
+  {
+    String restUrl = "http://127.0.0.1:" + this.chimeraRestPort + "/run";
+    List<NameValuePair> commands = new ArrayList<NameValuePair>(1);
+    commands.add(new BasicNameValuePair("command", command));
+
+    List<String> reply = new ArrayList<String>();
+    BufferedReader response = null;
+    try
+    {
+      response = HttpClientUtils.doHttpUrlPost(restUrl, commands, CONNECTION_TIMEOUT_MS,
+              REST_REPLY_TIMEOUT_MS);
+      String line = "";
+      while ((line = response.readLine()) != null)
       {
-        // busy = false;
-        return null;
+        reply.add(line);
       }
-      List<String> rsp = chimeraListenerThreads.getResponse(command);
-      // busy = false;
-      return rsp;
+    } catch (Exception e)
+    {
+      logger.error("REST call '" + command + "' failed: " + e.getMessage());
     } finally
     {
-      busy = false;
+      if (response != null)
+      {
+        try
+        {
+          response.close();
+        } catch (IOException e)
+        {
+        }
+      }
+    }
+    return reply;
+  }
+
+  /**
+   * Send a command to stdin of Chimera process, and optionally read any
+   * responses.
+   * 
+   * @param command
+   * @param readReply
+   * @return
+   */
+  protected List<String> sendStdinCommand(String command, boolean readReply)
+  {
+    chimeraListenerThread.clearResponse(command);
+    String text = command.concat("\n");
+    try
+    {
+      // send the command
+      chimera.getOutputStream().write(text.getBytes());
+      chimera.getOutputStream().flush();
+    } catch (IOException e)
+    {
+      // logger.info("Unable to execute command: " + text);
+      // logger.info("Exiting...");
+      logger.warn("Unable to execute command: " + text);
+      logger.warn("Exiting...");
+      clearOnChimeraExit();
+      return null;
     }
+    if (!readReply)
+    {
+      return null;
+    }
+    List<String> rsp = chimeraListenerThread.getResponse(command);
+    return rsp;
   }
 
   public StructureManager getStructureManager()
@@ -742,5 +886,4 @@ public class ChimeraManager
   {
     return busy;
   }
-
 }