~bzr-pqm/bzr/bzr.dev

« back to all changes in this revision

Viewing changes to bzrlib/lockdir.py

  • Committer: Martin Pool
  • Date: 2006-03-06 11:20:10 UTC
  • mfrom: (1593 +trunk)
  • mto: This revision was merged to the branch mainline in revision 1611.
  • Revision ID: mbp@sourcefrog.net-20060306112010-17c0170dde5d1eea
[merge] large merge to sync with 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
        UnlockableTransport,
 
113
        )
 
114
from bzrlib.transport import Transport
 
115
from bzrlib.osutils import rand_chars
 
116
from bzrlib.rio import RioWriter, read_stanza, Stanza
 
117
 
 
118
# XXX: At the moment there is no consideration of thread safety on LockDir
 
119
# objects.  This should perhaps be updated - e.g. if two threads try to take a
 
120
# lock at the same time they should *both* get it.  But then that's unlikely
 
121
# to be a good idea.
 
122
 
 
123
# TODO: Transport could offer a simpler put() method that avoids the
 
124
# rename-into-place for cases like creating the lock template, where there is
 
125
# no chance that the file already exists.
 
126
 
 
127
# TODO: Perhaps store some kind of note like the bzr command line in the lock
 
128
# info?
 
129
 
 
130
# TODO: Some kind of callback run while polling a lock to show progress
 
131
# indicators.
 
132
 
 
133
# TODO: Make sure to pass the right file and directory mode bits to all
 
134
# files/dirs created.
 
135
 
 
136
_DEFAULT_TIMEOUT_SECONDS = 300
 
137
_DEFAULT_POLL_SECONDS = 0.5
 
138
 
 
139
class LockDir(object):
 
140
    """Write-lock guarding access to data."""
 
141
 
 
142
    __INFO_NAME = '/info'
 
143
 
 
144
    def __init__(self, transport, path, file_modebits=0644, dir_modebits=0755):
 
145
        """Create a new LockDir object.
 
146
 
 
147
        The LockDir is initially unlocked - this just creates the object.
 
148
 
 
149
        :param transport: Transport which will contain the lock
 
150
 
 
151
        :param path: Path to the lock within the base directory of the 
 
152
            transport.
 
153
        """
 
154
        assert isinstance(transport, Transport), \
 
155
            ("not a transport: %r" % transport)
 
156
        self.transport = transport
 
157
        self.path = path
 
158
        self._lock_held = False
 
159
        self._fake_read_lock = False
 
160
        self._held_dir = path + '/held'
 
161
        self._held_info_path = self._held_dir + self.__INFO_NAME
 
162
        self._file_modebits = file_modebits
 
163
        self._dir_modebits = dir_modebits
 
164
        self.nonce = rand_chars(20)
 
165
 
 
166
    def __repr__(self):
 
167
        return '%s(%s%s)' % (self.__class__.__name__,
 
168
                             self.transport.base,
 
169
                             self.path)
 
170
 
 
171
    is_held = property(lambda self: self._lock_held)
 
172
 
 
173
    def create(self):
 
174
        """Create the on-disk lock.
 
175
 
 
176
        This is typically only called when the object/directory containing the 
 
177
        directory is first created.  The lock is not held when it's created.
 
178
        """
 
179
        if self.transport.is_readonly():
 
180
            raise UnlockableTransport(self.transport)
 
181
        self.transport.mkdir(self.path)
 
182
 
 
183
    def attempt_lock(self):
 
184
        """Take the lock; fail if it's already held.
 
185
        
 
186
        If you wish to block until the lock can be obtained, call wait_lock()
 
187
        instead.
 
188
        """
 
189
        if self._fake_read_lock:
 
190
            raise LockContention(self)
 
191
        if self.transport.is_readonly():
 
192
            raise UnlockableTransport(self.transport)
 
193
        try:
 
194
            tmpname = '%s/pending.%s.tmp' % (self.path, rand_chars(20))
 
195
            self.transport.mkdir(tmpname)
 
196
            sio = StringIO()
 
197
            self._prepare_info(sio)
 
198
            sio.seek(0)
 
199
            self.transport.put(tmpname + self.__INFO_NAME, sio)
 
200
            self.transport.rename(tmpname, self._held_dir)
 
201
            self._lock_held = True
 
202
            self.confirm()
 
203
            return
 
204
        except (DirectoryNotEmpty, FileExists), e:
 
205
            pass
 
206
        # fall through to here on contention
 
207
        raise LockContention(self)
 
208
 
 
209
    def unlock(self):
 
210
        """Release a held lock
 
211
        """
 
212
        if self._fake_read_lock:
 
213
            self._fake_read_lock = False
 
214
            return
 
215
        if not self._lock_held:
 
216
            raise LockNotHeld(self)
 
217
        # rename before deleting, because we can't atomically remove the whole
 
218
        # tree
 
219
        tmpname = '%s/releasing.%s.tmp' % (self.path, rand_chars(20))
 
220
        self.transport.rename(self._held_dir, tmpname)
 
221
        self._lock_held = False
 
222
        self.transport.delete(tmpname + self.__INFO_NAME)
 
223
        self.transport.rmdir(tmpname)
 
224
 
 
225
    def force_break(self, dead_holder_info):
 
226
        """Release a lock held by another process.
 
227
 
 
228
        WARNING: This should only be used when the other process is dead; if
 
229
        it still thinks it has the lock there will be two concurrent writers.
 
230
        In general the user's approval should be sought for lock breaks.
 
231
 
 
232
        dead_holder_info must be the result of a previous LockDir.peek() call;
 
233
        this is used to check that it's still held by the same process that
 
234
        the user decided was dead.  If this is not the current holder,
 
235
        LockBreakMismatch is raised.
 
236
 
 
237
        After the lock is broken it will not be held by any process.
 
238
        It is possible that another process may sneak in and take the 
 
239
        lock before the breaking process acquires it.
 
240
        """
 
241
        if not isinstance(dead_holder_info, dict):
 
242
            raise ValueError("dead_holder_info: %r" % dead_holder_info)
 
243
        if self._lock_held:
 
244
            raise AssertionError("can't break own lock: %r" % self)
 
245
        current_info = self.peek()
 
246
        if current_info is None:
 
247
            # must have been recently released
 
248
            return
 
249
        if current_info != dead_holder_info:
 
250
            raise LockBreakMismatch(self, current_info, dead_holder_info)
 
251
        tmpname = '%s/broken.%s.tmp' % (self.path, rand_chars(20))
 
252
        self.transport.rename(self._held_dir, tmpname)
 
253
        # check that we actually broke the right lock, not someone else;
 
254
        # there's a small race window between checking it and doing the 
 
255
        # rename.
 
256
        broken_info_path = tmpname + self.__INFO_NAME
 
257
        broken_info = self._read_info_file(broken_info_path)
 
258
        if broken_info != dead_holder_info:
 
259
            raise LockBreakMismatch(self, broken_info, dead_holder_info)
 
260
        self.transport.delete(broken_info_path)
 
261
        self.transport.rmdir(tmpname)
 
262
 
 
263
    def confirm(self):
 
264
        """Make sure that the lock is still held by this locker.
 
265
 
 
266
        This should only fail if the lock was broken by user intervention,
 
267
        or if the lock has been affected by a bug.
 
268
 
 
269
        If the lock is not thought to be held, raises LockNotHeld.  If
 
270
        the lock is thought to be held but has been broken, raises 
 
271
        LockBroken.
 
272
        """
 
273
        if not self._lock_held:
 
274
            raise LockNotHeld(self)
 
275
        info = self.peek()
 
276
        if info is None:
 
277
            # no lock there anymore!
 
278
            raise LockBroken(self)
 
279
        if info.get('nonce') != self.nonce:
 
280
            # there is a lock, but not ours
 
281
            raise LockBroken(self)
 
282
        
 
283
    def _read_info_file(self, path):
 
284
        """Read one given info file.
 
285
 
 
286
        peek() reads the info file of the lock holder, if any.
 
287
        """
 
288
        return self._parse_info(self.transport.get(path))
 
289
 
 
290
    def peek(self):
 
291
        """Check if the lock is held by anyone.
 
292
        
 
293
        If it is held, this returns the lock info structure as a rio Stanza,
 
294
        which contains some information about the current lock holder.
 
295
        Otherwise returns None.
 
296
        """
 
297
        try:
 
298
            info = self._read_info_file(self._held_info_path)
 
299
            assert isinstance(info, dict), \
 
300
                    "bad parse result %r" % info
 
301
            return info
 
302
        except NoSuchFile, e:
 
303
            return None
 
304
 
 
305
    def _prepare_info(self, outf):
 
306
        """Write information about a pending lock to a temporary file.
 
307
        """
 
308
        import socket
 
309
        # XXX: is creating this here inefficient?
 
310
        config = bzrlib.config.GlobalConfig()
 
311
        s = Stanza(hostname=socket.gethostname(),
 
312
                   pid=str(os.getpid()),
 
313
                   start_time=str(int(time.time())),
 
314
                   nonce=self.nonce,
 
315
                   user=config.user_email(),
 
316
                   )
 
317
        RioWriter(outf).write_stanza(s)
 
318
 
 
319
    def _parse_info(self, info_file):
 
320
        return read_stanza(info_file.readlines()).as_dict()
 
321
 
 
322
    def wait_lock(self, timeout=_DEFAULT_TIMEOUT_SECONDS,
 
323
                  poll=_DEFAULT_POLL_SECONDS):
 
324
        """Wait a certain period for a lock.
 
325
 
 
326
        If the lock can be acquired within the bounded time, it
 
327
        is taken and this returns.  Otherwise, LockContention
 
328
        is raised.  Either way, this function should return within
 
329
        approximately `timeout` seconds.  (It may be a bit more if
 
330
        a transport operation takes a long time to complete.)
 
331
        """
 
332
        # XXX: the transport interface doesn't let us guard 
 
333
        # against operations there taking a long time.
 
334
        deadline = time.time() + timeout
 
335
        while True:
 
336
            try:
 
337
                self.attempt_lock()
 
338
                return
 
339
            except LockContention:
 
340
                pass
 
341
            if time.time() + poll < deadline:
 
342
                time.sleep(poll)
 
343
            else:
 
344
                raise LockContention(self)
 
345
 
 
346
    def lock_write(self):
 
347
        """Wait for and acquire the lock."""
 
348
        self.attempt_lock()
 
349
 
 
350
    def lock_read(self):
 
351
        """Compatability-mode shared lock.
 
352
 
 
353
        LockDir doesn't support shared read-only locks, so this 
 
354
        just pretends that the lock is taken but really does nothing.
 
355
        """
 
356
        # At the moment Branches are commonly locked for read, but 
 
357
        # we can't rely on that remotely.  Once this is cleaned up,
 
358
        # reenable this warning to prevent it coming back in 
 
359
        # -- mbp 20060303
 
360
        ## warn("LockDir.lock_read falls back to write lock")
 
361
        if self._lock_held or self._fake_read_lock:
 
362
            raise LockContention(self)
 
363
        self._fake_read_lock = True
 
364
 
 
365
    def wait(self, timeout=20, poll=0.5):
 
366
        """Wait a certain period for a lock to be released."""
 
367
        # XXX: the transport interface doesn't let us guard 
 
368
        # against operations there taking a long time.
 
369
        deadline = time.time() + timeout
 
370
        while True:
 
371
            if self.peek():
 
372
                return
 
373
            if time.time() + poll < deadline:
 
374
                time.sleep(poll)
 
375
            else:
 
376
                raise LockContention(self)
 
377