~bzr-pqm/bzr/bzr.dev

« back to all changes in this revision

Viewing changes to bzrlib/lockdir.py

  • Committer: John Arbash Meinel
  • Date: 2006-12-19 14:19:31 UTC
  • mto: This revision was merged to the branch mainline in revision 2200.
  • Revision ID: john@arbash-meinel.com-20061219141931-jhjpdy5hzgnr2b44
Update documentation as per Martin's suggestion.

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 cStringIO import StringIO
 
100
 
 
101
from bzrlib import (
 
102
    errors,
 
103
    )
 
104
import bzrlib.config
 
105
from bzrlib.errors import (
 
106
        DirectoryNotEmpty,
 
107
        FileExists,
 
108
        LockBreakMismatch,
 
109
        LockBroken,
 
110
        LockContention,
 
111
        LockNotHeld,
 
112
        NoSuchFile,
 
113
        PathError,
 
114
        ResourceBusy,
 
115
        UnlockableTransport,
 
116
        )
 
117
from bzrlib.trace import mutter, note
 
118
from bzrlib.transport import Transport
 
119
from bzrlib.osutils import rand_chars, format_delta
 
120
from bzrlib.rio import read_stanza, Stanza
 
121
import bzrlib.ui
 
122
 
 
123
 
 
124
# XXX: At the moment there is no consideration of thread safety on LockDir
 
125
# objects.  This should perhaps be updated - e.g. if two threads try to take a
 
126
# lock at the same time they should *both* get it.  But then that's unlikely
 
127
# to be a good idea.
 
128
 
 
129
# TODO: Perhaps store some kind of note like the bzr command line in the lock
 
130
# info?
 
131
 
 
132
# TODO: Some kind of callback run while polling a lock to show progress
 
133
# indicators.
 
134
 
 
135
# TODO: Make sure to pass the right file and directory mode bits to all
 
136
# files/dirs created.
 
137
 
 
138
 
 
139
_DEFAULT_TIMEOUT_SECONDS = 300
 
140
_DEFAULT_POLL_SECONDS = 1.0
 
141
 
 
142
 
 
143
class LockDir(object):
 
144
    """Write-lock guarding access to data."""
 
145
 
 
146
    __INFO_NAME = '/info'
 
147
 
 
148
    def __init__(self, transport, path, file_modebits=0644, dir_modebits=0755):
 
149
        """Create a new LockDir object.
 
150
 
 
151
        The LockDir is initially unlocked - this just creates the object.
 
152
 
 
153
        :param transport: Transport which will contain the lock
 
154
 
 
155
        :param path: Path to the lock within the base directory of the 
 
156
            transport.
 
157
        """
 
158
        assert isinstance(transport, Transport), \
 
159
            ("not a transport: %r" % transport)
 
160
        self.transport = transport
 
161
        self.path = path
 
162
        self._lock_held = False
 
163
        self._fake_read_lock = False
 
164
        self._held_dir = path + '/held'
 
165
        self._held_info_path = self._held_dir + self.__INFO_NAME
 
166
        self._file_modebits = file_modebits
 
167
        self._dir_modebits = dir_modebits
 
168
        self.nonce = rand_chars(20)
 
169
 
 
170
        self._report_function = note
 
171
 
 
172
    def __repr__(self):
 
173
        return '%s(%s%s)' % (self.__class__.__name__,
 
174
                             self.transport.base,
 
175
                             self.path)
 
176
 
 
177
    is_held = property(lambda self: self._lock_held)
 
178
 
 
179
    def create(self, mode=None):
 
180
        """Create the on-disk lock.
 
181
 
 
182
        This is typically only called when the object/directory containing the 
 
183
        directory is first created.  The lock is not held when it's created.
 
184
        """
 
185
        if self.transport.is_readonly():
 
186
            raise UnlockableTransport(self.transport)
 
187
        self.transport.mkdir(self.path, mode=mode)
 
188
 
 
189
    def attempt_lock(self):
 
190
        """Take the lock; fail if it's already held.
 
191
        
 
192
        If you wish to block until the lock can be obtained, call wait_lock()
 
193
        instead.
 
194
        """
 
195
        if self._fake_read_lock:
 
196
            raise LockContention(self)
 
197
        if self.transport.is_readonly():
 
198
            raise UnlockableTransport(self.transport)
 
199
        try:
 
200
            tmpname = '%s/pending.%s.tmp' % (self.path, rand_chars(20))
 
201
            try:
 
202
                self.transport.mkdir(tmpname)
 
203
            except NoSuchFile:
 
204
                # This may raise a FileExists exception
 
205
                # which is okay, it will be caught later and determined
 
206
                # to be a LockContention.
 
207
                self.create(mode=self._dir_modebits)
 
208
                
 
209
                # After creating the lock directory, try again
 
210
                self.transport.mkdir(tmpname)
 
211
 
 
212
            info_bytes = self._prepare_info()
 
213
            # We use put_file_non_atomic because we just created a new unique
 
214
            # directory so we don't have to worry about files existing there.
 
215
            # We'll rename the whole directory into place to get atomic
 
216
            # properties
 
217
            self.transport.put_bytes_non_atomic(tmpname + self.__INFO_NAME,
 
218
                                                info_bytes)
 
219
 
 
220
            self.transport.rename(tmpname, self._held_dir)
 
221
            self._lock_held = True
 
222
            self.confirm()
 
223
        except (PathError, DirectoryNotEmpty, FileExists, ResourceBusy), e:
 
224
            mutter("contention on %r: %s", self, e)
 
225
            raise LockContention(self)
 
226
 
 
227
    def unlock(self):
 
228
        """Release a held lock
 
229
        """
 
230
        if self._fake_read_lock:
 
231
            self._fake_read_lock = False
 
232
            return
 
233
        if not self._lock_held:
 
234
            raise LockNotHeld(self)
 
235
        # rename before deleting, because we can't atomically remove the whole
 
236
        # tree
 
237
        tmpname = '%s/releasing.%s.tmp' % (self.path, rand_chars(20))
 
238
        # gotta own it to unlock
 
239
        self.confirm()
 
240
        self.transport.rename(self._held_dir, tmpname)
 
241
        self._lock_held = False
 
242
        self.transport.delete(tmpname + self.__INFO_NAME)
 
243
        self.transport.rmdir(tmpname)
 
244
 
 
245
    def break_lock(self):
 
246
        """Break a lock not held by this instance of LockDir.
 
247
 
 
248
        This is a UI centric function: it uses the bzrlib.ui.ui_factory to
 
249
        prompt for input if a lock is detected and there is any doubt about
 
250
        it possibly being still active.
 
251
        """
 
252
        self._check_not_locked()
 
253
        holder_info = self.peek()
 
254
        if holder_info is not None:
 
255
            lock_info = '\n'.join(self._format_lock_info(holder_info))
 
256
            if bzrlib.ui.ui_factory.get_boolean("Break %s" % lock_info):
 
257
                self.force_break(holder_info)
 
258
        
 
259
    def force_break(self, dead_holder_info):
 
260
        """Release a lock held by another process.
 
261
 
 
262
        WARNING: This should only be used when the other process is dead; if
 
263
        it still thinks it has the lock there will be two concurrent writers.
 
264
        In general the user's approval should be sought for lock breaks.
 
265
 
 
266
        dead_holder_info must be the result of a previous LockDir.peek() call;
 
267
        this is used to check that it's still held by the same process that
 
268
        the user decided was dead.  If this is not the current holder,
 
269
        LockBreakMismatch is raised.
 
270
 
 
271
        After the lock is broken it will not be held by any process.
 
272
        It is possible that another process may sneak in and take the 
 
273
        lock before the breaking process acquires it.
 
274
        """
 
275
        if not isinstance(dead_holder_info, dict):
 
276
            raise ValueError("dead_holder_info: %r" % dead_holder_info)
 
277
        self._check_not_locked()
 
278
        current_info = self.peek()
 
279
        if current_info is None:
 
280
            # must have been recently released
 
281
            return
 
282
        if current_info != dead_holder_info:
 
283
            raise LockBreakMismatch(self, current_info, dead_holder_info)
 
284
        tmpname = '%s/broken.%s.tmp' % (self.path, rand_chars(20))
 
285
        self.transport.rename(self._held_dir, tmpname)
 
286
        # check that we actually broke the right lock, not someone else;
 
287
        # there's a small race window between checking it and doing the 
 
288
        # rename.
 
289
        broken_info_path = tmpname + self.__INFO_NAME
 
290
        broken_info = self._read_info_file(broken_info_path)
 
291
        if broken_info != dead_holder_info:
 
292
            raise LockBreakMismatch(self, broken_info, dead_holder_info)
 
293
        self.transport.delete(broken_info_path)
 
294
        self.transport.rmdir(tmpname)
 
295
 
 
296
    def _check_not_locked(self):
 
297
        """If the lock is held by this instance, raise an error."""
 
298
        if self._lock_held:
 
299
            raise AssertionError("can't break own lock: %r" % self)
 
300
 
 
301
    def confirm(self):
 
302
        """Make sure that the lock is still held by this locker.
 
303
 
 
304
        This should only fail if the lock was broken by user intervention,
 
305
        or if the lock has been affected by a bug.
 
306
 
 
307
        If the lock is not thought to be held, raises LockNotHeld.  If
 
308
        the lock is thought to be held but has been broken, raises 
 
309
        LockBroken.
 
310
        """
 
311
        if not self._lock_held:
 
312
            raise LockNotHeld(self)
 
313
        info = self.peek()
 
314
        if info is None:
 
315
            # no lock there anymore!
 
316
            raise LockBroken(self)
 
317
        if info.get('nonce') != self.nonce:
 
318
            # there is a lock, but not ours
 
319
            raise LockBroken(self)
 
320
        
 
321
    def _read_info_file(self, path):
 
322
        """Read one given info file.
 
323
 
 
324
        peek() reads the info file of the lock holder, if any.
 
325
        """
 
326
        return self._parse_info(self.transport.get(path))
 
327
 
 
328
    def peek(self):
 
329
        """Check if the lock is held by anyone.
 
330
        
 
331
        If it is held, this returns the lock info structure as a rio Stanza,
 
332
        which contains some information about the current lock holder.
 
333
        Otherwise returns None.
 
334
        """
 
335
        try:
 
336
            info = self._read_info_file(self._held_info_path)
 
337
            assert isinstance(info, dict), \
 
338
                    "bad parse result %r" % info
 
339
            return info
 
340
        except NoSuchFile, e:
 
341
            return None
 
342
 
 
343
    def _prepare_info(self):
 
344
        """Write information about a pending lock to a temporary file.
 
345
        """
 
346
        import socket
 
347
        # XXX: is creating this here inefficient?
 
348
        config = bzrlib.config.GlobalConfig()
 
349
        try:
 
350
            user = config.user_email()
 
351
        except errors.NoEmailInUsername:
 
352
            user = config.username()
 
353
        s = Stanza(hostname=socket.gethostname(),
 
354
                   pid=str(os.getpid()),
 
355
                   start_time=str(int(time.time())),
 
356
                   nonce=self.nonce,
 
357
                   user=user,
 
358
                   )
 
359
        return s.to_string()
 
360
 
 
361
    def _parse_info(self, info_file):
 
362
        return read_stanza(info_file.readlines()).as_dict()
 
363
 
 
364
    def wait_lock(self, timeout=None, poll=None):
 
365
        """Wait a certain period for a lock.
 
366
 
 
367
        If the lock can be acquired within the bounded time, it
 
368
        is taken and this returns.  Otherwise, LockContention
 
369
        is raised.  Either way, this function should return within
 
370
        approximately `timeout` seconds.  (It may be a bit more if
 
371
        a transport operation takes a long time to complete.)
 
372
        """
 
373
        if timeout is None:
 
374
            timeout = _DEFAULT_TIMEOUT_SECONDS
 
375
        if poll is None:
 
376
            poll = _DEFAULT_POLL_SECONDS
 
377
 
 
378
        # XXX: the transport interface doesn't let us guard 
 
379
        # against operations there taking a long time.
 
380
        deadline = time.time() + timeout
 
381
        deadline_str = None
 
382
        last_info = None
 
383
        while True:
 
384
            try:
 
385
                self.attempt_lock()
 
386
                return
 
387
            except LockContention:
 
388
                pass
 
389
            new_info = self.peek()
 
390
            mutter('last_info: %s, new info: %s', last_info, new_info)
 
391
            if new_info is not None and new_info != last_info:
 
392
                if last_info is None:
 
393
                    start = 'Unable to obtain'
 
394
                else:
 
395
                    start = 'Lock owner changed for'
 
396
                last_info = new_info
 
397
                formatted_info = self._format_lock_info(new_info)
 
398
                if deadline_str is None:
 
399
                    deadline_str = time.strftime('%H:%M:%S',
 
400
                                                 time.localtime(deadline))
 
401
                self._report_function('%s %s\n'
 
402
                                      '%s\n' # held by
 
403
                                      '%s\n' # locked ... ago
 
404
                                      'Will continue to try until %s\n',
 
405
                                      start,
 
406
                                      formatted_info[0],
 
407
                                      formatted_info[1],
 
408
                                      formatted_info[2],
 
409
                                      deadline_str)
 
410
 
 
411
            if time.time() + poll < deadline:
 
412
                time.sleep(poll)
 
413
            else:
 
414
                raise LockContention(self)
 
415
 
 
416
    def lock_write(self):
 
417
        """Wait for and acquire the lock."""
 
418
        self.wait_lock()
 
419
 
 
420
    def lock_read(self):
 
421
        """Compatibility-mode shared lock.
 
422
 
 
423
        LockDir doesn't support shared read-only locks, so this 
 
424
        just pretends that the lock is taken but really does nothing.
 
425
        """
 
426
        # At the moment Branches are commonly locked for read, but 
 
427
        # we can't rely on that remotely.  Once this is cleaned up,
 
428
        # reenable this warning to prevent it coming back in 
 
429
        # -- mbp 20060303
 
430
        ## warn("LockDir.lock_read falls back to write lock")
 
431
        if self._lock_held or self._fake_read_lock:
 
432
            raise LockContention(self)
 
433
        self._fake_read_lock = True
 
434
 
 
435
    def wait(self, timeout=20, poll=0.5):
 
436
        """Wait a certain period for a lock to be released."""
 
437
        # XXX: the transport interface doesn't let us guard 
 
438
        # against operations there taking a long time.
 
439
        deadline = time.time() + timeout
 
440
        while True:
 
441
            if self.peek():
 
442
                return
 
443
            if time.time() + poll < deadline:
 
444
                time.sleep(poll)
 
445
            else:
 
446
                raise LockContention(self)
 
447
 
 
448
    def _format_lock_info(self, info):
 
449
        """Turn the contents of peek() into something for the user"""
 
450
        lock_url = self.transport.abspath(self.path)
 
451
        delta = time.time() - int(info['start_time'])
 
452
        return [
 
453
            'lock %s' % (lock_url,),
 
454
            'held by %(user)s on host %(hostname)s [process #%(pid)s]' % info,
 
455
            'locked %s' % (format_delta(delta),),
 
456
            ]
 
457