~bzr-pqm/bzr/bzr.dev

« back to all changes in this revision

Viewing changes to bzrlib/lockdir.py

  • Committer: Aaron Bentley
  • Date: 2006-04-07 22:46:52 UTC
  • mfrom: (1645 +trunk)
  • mto: This revision was merged to the branch mainline in revision 1727.
  • Revision ID: aaron.bentley@utoronto.ca-20060407224652-4925bc3735b926f8
Merged latest bzr.dev

Show diffs side-by-side

added added

removed removed

Lines of Context:
 
1
# Copyright (C) 2006 Canonical Ltd
 
2
 
 
3
# This program is free software; you can redistribute it and/or modify
 
4
# it under the terms of the GNU General Public License as published by
 
5
# the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
 
6
# (at your option) any later version.
 
7
 
 
8
# This program is distributed in the hope that it will be useful,
 
9
# but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
 
10
# MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
 
11
# GNU General Public License for more details.
 
12
 
 
13
# You should have received a copy of the GNU General Public License
 
14
# along with this program; if not, write to the Free Software
 
15
# Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA  02111-1307  USA
 
16
 
 
17
"""On-disk mutex protecting a resource
 
18
 
 
19
bzr on-disk objects are locked by the existence of a directory with a
 
20
particular name within the control directory.  We use this rather than OS
 
21
internal locks (such as flock etc) because they can be seen across all
 
22
transports, including http.
 
23
 
 
24
Objects can be read if there is only physical read access; therefore 
 
25
readers can never be required to create a lock, though they will
 
26
check whether a writer is using the lock.  Writers can't detect
 
27
whether anyone else is reading from the resource as they write.
 
28
This works because of ordering constraints that make sure readers
 
29
see a consistent view of existing data.
 
30
 
 
31
Waiting for a lock must be done by polling; this can be aborted after
 
32
a timeout.
 
33
 
 
34
Locks must always be explicitly released, typically from a try/finally
 
35
block -- they are not released from a finalizer or when Python
 
36
exits.
 
37
 
 
38
Locks may fail to be released if the process is abruptly terminated
 
39
(machine stop, SIGKILL) or if a remote transport becomes permanently
 
40
disconnected.  There is therefore a method to break an existing lock.
 
41
This should rarely be used, and generally only with user approval.
 
42
Locks contain some information on when the lock was taken and by who
 
43
which may guide in deciding whether it can safely be broken.  (This is
 
44
similar to the messages displayed by emacs and vim.) Note that if the
 
45
lock holder is still alive they will get no notification that the lock
 
46
has been broken and will continue their work -- so it is important to be
 
47
sure they are actually dead.
 
48
 
 
49
A lock is represented on disk by a directory of a particular name,
 
50
containing an information file.  Taking a lock is done by renaming a
 
51
temporary directory into place.  We use temporary directories because
 
52
for all known transports and filesystems we believe that exactly one
 
53
attempt to claim the lock will succeed and the others will fail.  (Files
 
54
won't do because some filesystems or transports only have
 
55
rename-and-overwrite, making it hard to tell who won.)
 
56
 
 
57
The desired characteristics are:
 
58
 
 
59
* Locks are not reentrant.  (That is, a client that tries to take a 
 
60
  lock it already holds may deadlock or fail.)
 
61
* Stale locks can be guessed at by a heuristic
 
62
* Lost locks can be broken by any client
 
63
* Failed lock operations leave little or no mess
 
64
* Deadlocks are avoided by having a timeout always in use, clients
 
65
  desiring indefinite waits can retry or set a silly big timeout.
 
66
 
 
67
Storage formats use the locks, and also need to consider concurrency
 
68
issues underneath the lock.  A format may choose not to use a lock
 
69
at all for some operations.
 
70
 
 
71
LockDirs always operate over a Transport.  The transport may be readonly, in
 
72
which case the lock can be queried but not acquired.
 
73
 
 
74
Locks are identified by a path name, relative to a base transport.
 
75
 
 
76
Calling code will typically want to make sure there is exactly one LockDir
 
77
object per actual lock on disk.  This module does nothing to prevent aliasing
 
78
and deadlocks will likely occur if the locks are aliased.
 
79
 
 
80
In the future we may add a "freshen" method which can be called
 
81
by a lock holder to check that their lock has not been broken, and to 
 
82
update the timestamp within it.
 
83
 
 
84
Example usage:
 
85
 
 
86
>>> from bzrlib.transport.memory import MemoryTransport
 
87
>>> # typically will be obtained from a BzrDir, Branch, etc
 
88
>>> t = MemoryTransport()
 
89
>>> l = LockDir(t, 'sample-lock')
 
90
>>> l.create()
 
91
>>> l.wait_lock()
 
92
>>> # do something here
 
93
>>> l.unlock()
 
94
 
 
95
"""
 
96
 
 
97
import os
 
98
import time
 
99
from warnings import warn
 
100
from StringIO import StringIO
 
101
 
 
102
import bzrlib.config
 
103
from bzrlib.errors import (
 
104
        DirectoryNotEmpty,
 
105
        FileExists,
 
106
        LockBreakMismatch,
 
107
        LockBroken,
 
108
        LockContention,
 
109
        LockError,
 
110
        LockNotHeld,
 
111
        NoSuchFile,
 
112
        ResourceBusy,
 
113
        UnlockableTransport,
 
114
        )
 
115
from bzrlib.transport import Transport
 
116
from bzrlib.osutils import rand_chars
 
117
from bzrlib.rio import RioWriter, read_stanza, Stanza
 
118
 
 
119
# XXX: At the moment there is no consideration of thread safety on LockDir
 
120
# objects.  This should perhaps be updated - e.g. if two threads try to take a
 
121
# lock at the same time they should *both* get it.  But then that's unlikely
 
122
# to be a good idea.
 
123
 
 
124
# TODO: Transport could offer a simpler put() method that avoids the
 
125
# rename-into-place for cases like creating the lock template, where there is
 
126
# no chance that the file already exists.
 
127
 
 
128
# TODO: Perhaps store some kind of note like the bzr command line in the lock
 
129
# info?
 
130
 
 
131
# TODO: Some kind of callback run while polling a lock to show progress
 
132
# indicators.
 
133
 
 
134
# TODO: Make sure to pass the right file and directory mode bits to all
 
135
# files/dirs created.
 
136
 
 
137
_DEFAULT_TIMEOUT_SECONDS = 300
 
138
_DEFAULT_POLL_SECONDS = 0.5
 
139
 
 
140
class LockDir(object):
 
141
    """Write-lock guarding access to data."""
 
142
 
 
143
    __INFO_NAME = '/info'
 
144
 
 
145
    def __init__(self, transport, path, file_modebits=0644, dir_modebits=0755):
 
146
        """Create a new LockDir object.
 
147
 
 
148
        The LockDir is initially unlocked - this just creates the object.
 
149
 
 
150
        :param transport: Transport which will contain the lock
 
151
 
 
152
        :param path: Path to the lock within the base directory of the 
 
153
            transport.
 
154
        """
 
155
        assert isinstance(transport, Transport), \
 
156
            ("not a transport: %r" % transport)
 
157
        self.transport = transport
 
158
        self.path = path
 
159
        self._lock_held = False
 
160
        self._fake_read_lock = False
 
161
        self._held_dir = path + '/held'
 
162
        self._held_info_path = self._held_dir + self.__INFO_NAME
 
163
        self._file_modebits = file_modebits
 
164
        self._dir_modebits = dir_modebits
 
165
        self.nonce = rand_chars(20)
 
166
 
 
167
    def __repr__(self):
 
168
        return '%s(%s%s)' % (self.__class__.__name__,
 
169
                             self.transport.base,
 
170
                             self.path)
 
171
 
 
172
    is_held = property(lambda self: self._lock_held)
 
173
 
 
174
    def create(self):
 
175
        """Create the on-disk lock.
 
176
 
 
177
        This is typically only called when the object/directory containing the 
 
178
        directory is first created.  The lock is not held when it's created.
 
179
        """
 
180
        if self.transport.is_readonly():
 
181
            raise UnlockableTransport(self.transport)
 
182
        self.transport.mkdir(self.path)
 
183
 
 
184
    def attempt_lock(self):
 
185
        """Take the lock; fail if it's already held.
 
186
        
 
187
        If you wish to block until the lock can be obtained, call wait_lock()
 
188
        instead.
 
189
        """
 
190
        if self._fake_read_lock:
 
191
            raise LockContention(self)
 
192
        if self.transport.is_readonly():
 
193
            raise UnlockableTransport(self.transport)
 
194
        try:
 
195
            tmpname = '%s/pending.%s.tmp' % (self.path, rand_chars(20))
 
196
            self.transport.mkdir(tmpname)
 
197
            sio = StringIO()
 
198
            self._prepare_info(sio)
 
199
            sio.seek(0)
 
200
            self.transport.put(tmpname + self.__INFO_NAME, sio)
 
201
            self.transport.rename(tmpname, self._held_dir)
 
202
            self._lock_held = True
 
203
            self.confirm()
 
204
            return
 
205
        except (DirectoryNotEmpty, FileExists, ResourceBusy), e:
 
206
            pass
 
207
        # fall through to here on contention
 
208
        raise LockContention(self)
 
209
 
 
210
    def unlock(self):
 
211
        """Release a held lock
 
212
        """
 
213
        if self._fake_read_lock:
 
214
            self._fake_read_lock = False
 
215
            return
 
216
        if not self._lock_held:
 
217
            raise LockNotHeld(self)
 
218
        # rename before deleting, because we can't atomically remove the whole
 
219
        # tree
 
220
        tmpname = '%s/releasing.%s.tmp' % (self.path, rand_chars(20))
 
221
        self.transport.rename(self._held_dir, tmpname)
 
222
        self._lock_held = False
 
223
        self.transport.delete(tmpname + self.__INFO_NAME)
 
224
        self.transport.rmdir(tmpname)
 
225
 
 
226
    def force_break(self, dead_holder_info):
 
227
        """Release a lock held by another process.
 
228
 
 
229
        WARNING: This should only be used when the other process is dead; if
 
230
        it still thinks it has the lock there will be two concurrent writers.
 
231
        In general the user's approval should be sought for lock breaks.
 
232
 
 
233
        dead_holder_info must be the result of a previous LockDir.peek() call;
 
234
        this is used to check that it's still held by the same process that
 
235
        the user decided was dead.  If this is not the current holder,
 
236
        LockBreakMismatch is raised.
 
237
 
 
238
        After the lock is broken it will not be held by any process.
 
239
        It is possible that another process may sneak in and take the 
 
240
        lock before the breaking process acquires it.
 
241
        """
 
242
        if not isinstance(dead_holder_info, dict):
 
243
            raise ValueError("dead_holder_info: %r" % dead_holder_info)
 
244
        if self._lock_held:
 
245
            raise AssertionError("can't break own lock: %r" % self)
 
246
        current_info = self.peek()
 
247
        if current_info is None:
 
248
            # must have been recently released
 
249
            return
 
250
        if current_info != dead_holder_info:
 
251
            raise LockBreakMismatch(self, current_info, dead_holder_info)
 
252
        tmpname = '%s/broken.%s.tmp' % (self.path, rand_chars(20))
 
253
        self.transport.rename(self._held_dir, tmpname)
 
254
        # check that we actually broke the right lock, not someone else;
 
255
        # there's a small race window between checking it and doing the 
 
256
        # rename.
 
257
        broken_info_path = tmpname + self.__INFO_NAME
 
258
        broken_info = self._read_info_file(broken_info_path)
 
259
        if broken_info != dead_holder_info:
 
260
            raise LockBreakMismatch(self, broken_info, dead_holder_info)
 
261
        self.transport.delete(broken_info_path)
 
262
        self.transport.rmdir(tmpname)
 
263
 
 
264
    def confirm(self):
 
265
        """Make sure that the lock is still held by this locker.
 
266
 
 
267
        This should only fail if the lock was broken by user intervention,
 
268
        or if the lock has been affected by a bug.
 
269
 
 
270
        If the lock is not thought to be held, raises LockNotHeld.  If
 
271
        the lock is thought to be held but has been broken, raises 
 
272
        LockBroken.
 
273
        """
 
274
        if not self._lock_held:
 
275
            raise LockNotHeld(self)
 
276
        info = self.peek()
 
277
        if info is None:
 
278
            # no lock there anymore!
 
279
            raise LockBroken(self)
 
280
        if info.get('nonce') != self.nonce:
 
281
            # there is a lock, but not ours
 
282
            raise LockBroken(self)
 
283
        
 
284
    def _read_info_file(self, path):
 
285
        """Read one given info file.
 
286
 
 
287
        peek() reads the info file of the lock holder, if any.
 
288
        """
 
289
        return self._parse_info(self.transport.get(path))
 
290
 
 
291
    def peek(self):
 
292
        """Check if the lock is held by anyone.
 
293
        
 
294
        If it is held, this returns the lock info structure as a rio Stanza,
 
295
        which contains some information about the current lock holder.
 
296
        Otherwise returns None.
 
297
        """
 
298
        try:
 
299
            info = self._read_info_file(self._held_info_path)
 
300
            assert isinstance(info, dict), \
 
301
                    "bad parse result %r" % info
 
302
            return info
 
303
        except NoSuchFile, e:
 
304
            return None
 
305
 
 
306
    def _prepare_info(self, outf):
 
307
        """Write information about a pending lock to a temporary file.
 
308
        """
 
309
        import socket
 
310
        # XXX: is creating this here inefficient?
 
311
        config = bzrlib.config.GlobalConfig()
 
312
        s = Stanza(hostname=socket.gethostname(),
 
313
                   pid=str(os.getpid()),
 
314
                   start_time=str(int(time.time())),
 
315
                   nonce=self.nonce,
 
316
                   user=config.user_email(),
 
317
                   )
 
318
        RioWriter(outf).write_stanza(s)
 
319
 
 
320
    def _parse_info(self, info_file):
 
321
        return read_stanza(info_file.readlines()).as_dict()
 
322
 
 
323
    def wait_lock(self, timeout=_DEFAULT_TIMEOUT_SECONDS,
 
324
                  poll=_DEFAULT_POLL_SECONDS):
 
325
        """Wait a certain period for a lock.
 
326
 
 
327
        If the lock can be acquired within the bounded time, it
 
328
        is taken and this returns.  Otherwise, LockContention
 
329
        is raised.  Either way, this function should return within
 
330
        approximately `timeout` seconds.  (It may be a bit more if
 
331
        a transport operation takes a long time to complete.)
 
332
        """
 
333
        # XXX: the transport interface doesn't let us guard 
 
334
        # against operations there taking a long time.
 
335
        deadline = time.time() + timeout
 
336
        while True:
 
337
            try:
 
338
                self.attempt_lock()
 
339
                return
 
340
            except LockContention:
 
341
                pass
 
342
            if time.time() + poll < deadline:
 
343
                time.sleep(poll)
 
344
            else:
 
345
                raise LockContention(self)
 
346
 
 
347
    def lock_write(self):
 
348
        """Wait for and acquire the lock."""
 
349
        self.attempt_lock()
 
350
 
 
351
    def lock_read(self):
 
352
        """Compatability-mode shared lock.
 
353
 
 
354
        LockDir doesn't support shared read-only locks, so this 
 
355
        just pretends that the lock is taken but really does nothing.
 
356
        """
 
357
        # At the moment Branches are commonly locked for read, but 
 
358
        # we can't rely on that remotely.  Once this is cleaned up,
 
359
        # reenable this warning to prevent it coming back in 
 
360
        # -- mbp 20060303
 
361
        ## warn("LockDir.lock_read falls back to write lock")
 
362
        if self._lock_held or self._fake_read_lock:
 
363
            raise LockContention(self)
 
364
        self._fake_read_lock = True
 
365
 
 
366
    def wait(self, timeout=20, poll=0.5):
 
367
        """Wait a certain period for a lock to be released."""
 
368
        # XXX: the transport interface doesn't let us guard 
 
369
        # against operations there taking a long time.
 
370
        deadline = time.time() + timeout
 
371
        while True:
 
372
            if self.peek():
 
373
                return
 
374
            if time.time() + poll < deadline:
 
375
                time.sleep(poll)
 
376
            else:
 
377
                raise LockContention(self)
 
378