~bzr-pqm/bzr/bzr.dev

« back to all changes in this revision

Viewing changes to bzrlib/lockdir.py

  • Committer: Martin Pool
  • Date: 2007-06-27 09:39:45 UTC
  • mto: This revision was merged to the branch mainline in revision 2584.
  • Revision ID: mbp@sourcefrog.net-20070627093945-36tc2vu397tk1k6a
DocsĀ onĀ -Dlock

Show diffs side-by-side

added added

removed removed

Lines of Context:
 
1
# Copyright (C) 2006, 2007 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
    debug,
 
103
    errors,
 
104
    )
 
105
import bzrlib.config
 
106
from bzrlib.errors import (
 
107
        DirectoryNotEmpty,
 
108
        FileExists,
 
109
        LockBreakMismatch,
 
110
        LockBroken,
 
111
        LockContention,
 
112
        LockNotHeld,
 
113
        NoSuchFile,
 
114
        PathError,
 
115
        ResourceBusy,
 
116
        UnlockableTransport,
 
117
        )
 
118
from bzrlib.trace import mutter, note
 
119
from bzrlib.transport import Transport
 
120
from bzrlib.osutils import rand_chars, format_delta
 
121
from bzrlib.rio import read_stanza, Stanza
 
122
import bzrlib.ui
 
123
 
 
124
 
 
125
# XXX: At the moment there is no consideration of thread safety on LockDir
 
126
# objects.  This should perhaps be updated - e.g. if two threads try to take a
 
127
# lock at the same time they should *both* get it.  But then that's unlikely
 
128
# to be a good idea.
 
129
 
 
130
# TODO: Perhaps store some kind of note like the bzr command line in the lock
 
131
# info?
 
132
 
 
133
# TODO: Some kind of callback run while polling a lock to show progress
 
134
# indicators.
 
135
 
 
136
# TODO: Make sure to pass the right file and directory mode bits to all
 
137
# files/dirs created.
 
138
 
 
139
 
 
140
_DEFAULT_TIMEOUT_SECONDS = 300
 
141
_DEFAULT_POLL_SECONDS = 1.0
 
142
 
 
143
 
 
144
class LockDir(object):
 
145
    """Write-lock guarding access to data."""
 
146
 
 
147
    __INFO_NAME = '/info'
 
148
 
 
149
    def __init__(self, transport, path, file_modebits=0644, dir_modebits=0755):
 
150
        """Create a new LockDir object.
 
151
 
 
152
        The LockDir is initially unlocked - this just creates the object.
 
153
 
 
154
        :param transport: Transport which will contain the lock
 
155
 
 
156
        :param path: Path to the lock within the base directory of the 
 
157
            transport.
 
158
        """
 
159
        assert isinstance(transport, Transport), \
 
160
            ("not a transport: %r" % transport)
 
161
        self.transport = transport
 
162
        self.path = path
 
163
        self._lock_held = False
 
164
        self._locked_via_token = False
 
165
        self._fake_read_lock = False
 
166
        self._held_dir = path + '/held'
 
167
        self._held_info_path = self._held_dir + self.__INFO_NAME
 
168
        self._file_modebits = file_modebits
 
169
        self._dir_modebits = dir_modebits
 
170
 
 
171
        self._report_function = note
 
172
 
 
173
    def __repr__(self):
 
174
        return '%s(%s%s)' % (self.__class__.__name__,
 
175
                             self.transport.base,
 
176
                             self.path)
 
177
 
 
178
    is_held = property(lambda self: self._lock_held)
 
179
 
 
180
    def create(self, mode=None):
 
181
        """Create the on-disk lock.
 
182
 
 
183
        This is typically only called when the object/directory containing the 
 
184
        directory is first created.  The lock is not held when it's created.
 
185
        """
 
186
        if self.transport.is_readonly():
 
187
            raise UnlockableTransport(self.transport)
 
188
        self.transport.mkdir(self.path, mode=mode)
 
189
 
 
190
    def attempt_lock(self):
 
191
        """Take the lock; fail if it's already held.
 
192
        
 
193
        If you wish to block until the lock can be obtained, call wait_lock()
 
194
        instead.
 
195
 
 
196
        :return: The lock token.
 
197
        """
 
198
        if self._fake_read_lock:
 
199
            raise LockContention(self)
 
200
        if self.transport.is_readonly():
 
201
            raise UnlockableTransport(self.transport)
 
202
        try:
 
203
            self._trace("lock_write...")
 
204
            start_time = time.time()
 
205
            tmpname = '%s/pending.%s.tmp' % (self.path, rand_chars(20))
 
206
            try:
 
207
                self.transport.mkdir(tmpname)
 
208
            except NoSuchFile:
 
209
                # This may raise a FileExists exception
 
210
                # which is okay, it will be caught later and determined
 
211
                # to be a LockContention.
 
212
                self.create(mode=self._dir_modebits)
 
213
                
 
214
                # After creating the lock directory, try again
 
215
                self.transport.mkdir(tmpname)
 
216
 
 
217
            self.nonce = rand_chars(20)
 
218
            info_bytes = self._prepare_info()
 
219
            # We use put_file_non_atomic because we just created a new unique
 
220
            # directory so we don't have to worry about files existing there.
 
221
            # We'll rename the whole directory into place to get atomic
 
222
            # properties
 
223
            self.transport.put_bytes_non_atomic(tmpname + self.__INFO_NAME,
 
224
                                                info_bytes)
 
225
 
 
226
            self.transport.rename(tmpname, self._held_dir)
 
227
            self._lock_held = True
 
228
            # we used to do self.confirm() at this point, but it's really
 
229
            # unnecessary, we have no substantial chance of having it broken
 
230
            # just as it's acquired, and we believe that this lock design is
 
231
            # safe on all platforms.
 
232
            # FIXME: we should remove the pending lock if we fail, 
 
233
            # https://bugs.launchpad.net/bzr/+bug/109169
 
234
        except errors.PermissionDenied:
 
235
            self._trace("... lock failed, permission denied")
 
236
            raise
 
237
        except (PathError, DirectoryNotEmpty, FileExists, ResourceBusy), e:
 
238
            self._trace("... contention, %s", e)
 
239
            raise LockContention(self)
 
240
        self._trace("... lock succeeded after %dms",
 
241
                (time.time() - start_time) * 1000)
 
242
        return self.nonce
 
243
 
 
244
    def unlock(self):
 
245
        """Release a held lock
 
246
        """
 
247
        if self._fake_read_lock:
 
248
            self._fake_read_lock = False
 
249
            return
 
250
        if not self._lock_held:
 
251
            raise LockNotHeld(self)
 
252
        if self._locked_via_token:
 
253
            self._locked_via_token = False
 
254
            self._lock_held = False
 
255
        else:
 
256
            # rename before deleting, because we can't atomically remove the
 
257
            # whole tree
 
258
            start_time = time.time()
 
259
            self._trace("unlocking")
 
260
            tmpname = '%s/releasing.%s.tmp' % (self.path, rand_chars(20))
 
261
            # gotta own it to unlock
 
262
            self.confirm()
 
263
            self.transport.rename(self._held_dir, tmpname)
 
264
            self._lock_held = False
 
265
            self.transport.delete(tmpname + self.__INFO_NAME)
 
266
            self.transport.rmdir(tmpname)
 
267
            self._trace("... unlock succeeded after %dms",
 
268
                    (time.time() - start_time) * 1000)
 
269
 
 
270
    def break_lock(self):
 
271
        """Break a lock not held by this instance of LockDir.
 
272
 
 
273
        This is a UI centric function: it uses the bzrlib.ui.ui_factory to
 
274
        prompt for input if a lock is detected and there is any doubt about
 
275
        it possibly being still active.
 
276
        """
 
277
        self._check_not_locked()
 
278
        holder_info = self.peek()
 
279
        if holder_info is not None:
 
280
            lock_info = '\n'.join(self._format_lock_info(holder_info))
 
281
            if bzrlib.ui.ui_factory.get_boolean("Break %s" % lock_info):
 
282
                self.force_break(holder_info)
 
283
        
 
284
    def force_break(self, dead_holder_info):
 
285
        """Release a lock held by another process.
 
286
 
 
287
        WARNING: This should only be used when the other process is dead; if
 
288
        it still thinks it has the lock there will be two concurrent writers.
 
289
        In general the user's approval should be sought for lock breaks.
 
290
 
 
291
        dead_holder_info must be the result of a previous LockDir.peek() call;
 
292
        this is used to check that it's still held by the same process that
 
293
        the user decided was dead.  If this is not the current holder,
 
294
        LockBreakMismatch is raised.
 
295
 
 
296
        After the lock is broken it will not be held by any process.
 
297
        It is possible that another process may sneak in and take the 
 
298
        lock before the breaking process acquires it.
 
299
        """
 
300
        if not isinstance(dead_holder_info, dict):
 
301
            raise ValueError("dead_holder_info: %r" % dead_holder_info)
 
302
        self._check_not_locked()
 
303
        current_info = self.peek()
 
304
        if current_info is None:
 
305
            # must have been recently released
 
306
            return
 
307
        if current_info != dead_holder_info:
 
308
            raise LockBreakMismatch(self, current_info, dead_holder_info)
 
309
        tmpname = '%s/broken.%s.tmp' % (self.path, rand_chars(20))
 
310
        self.transport.rename(self._held_dir, tmpname)
 
311
        # check that we actually broke the right lock, not someone else;
 
312
        # there's a small race window between checking it and doing the 
 
313
        # rename.
 
314
        broken_info_path = tmpname + self.__INFO_NAME
 
315
        broken_info = self._read_info_file(broken_info_path)
 
316
        if broken_info != dead_holder_info:
 
317
            raise LockBreakMismatch(self, broken_info, dead_holder_info)
 
318
        self.transport.delete(broken_info_path)
 
319
        self.transport.rmdir(tmpname)
 
320
 
 
321
    def _check_not_locked(self):
 
322
        """If the lock is held by this instance, raise an error."""
 
323
        if self._lock_held:
 
324
            raise AssertionError("can't break own lock: %r" % self)
 
325
 
 
326
    def confirm(self):
 
327
        """Make sure that the lock is still held by this locker.
 
328
 
 
329
        This should only fail if the lock was broken by user intervention,
 
330
        or if the lock has been affected by a bug.
 
331
 
 
332
        If the lock is not thought to be held, raises LockNotHeld.  If
 
333
        the lock is thought to be held but has been broken, raises 
 
334
        LockBroken.
 
335
        """
 
336
        if not self._lock_held:
 
337
            raise LockNotHeld(self)
 
338
        info = self.peek()
 
339
        if info is None:
 
340
            # no lock there anymore!
 
341
            raise LockBroken(self)
 
342
        if info.get('nonce') != self.nonce:
 
343
            # there is a lock, but not ours
 
344
            raise LockBroken(self)
 
345
        
 
346
    def _read_info_file(self, path):
 
347
        """Read one given info file.
 
348
 
 
349
        peek() reads the info file of the lock holder, if any.
 
350
        """
 
351
        return self._parse_info(self.transport.get(path))
 
352
 
 
353
    def peek(self):
 
354
        """Check if the lock is held by anyone.
 
355
        
 
356
        If it is held, this returns the lock info structure as a rio Stanza,
 
357
        which contains some information about the current lock holder.
 
358
        Otherwise returns None.
 
359
        """
 
360
        try:
 
361
            info = self._read_info_file(self._held_info_path)
 
362
            self._trace("peek -> held")
 
363
            assert isinstance(info, dict), \
 
364
                    "bad parse result %r" % info
 
365
            return info
 
366
        except NoSuchFile, e:
 
367
            self._trace("peek -> not held")
 
368
 
 
369
    def _prepare_info(self):
 
370
        """Write information about a pending lock to a temporary file.
 
371
        """
 
372
        import socket
 
373
        # XXX: is creating this here inefficient?
 
374
        config = bzrlib.config.GlobalConfig()
 
375
        try:
 
376
            user = config.user_email()
 
377
        except errors.NoEmailInUsername:
 
378
            user = config.username()
 
379
        s = Stanza(hostname=socket.gethostname(),
 
380
                   pid=str(os.getpid()),
 
381
                   start_time=str(int(time.time())),
 
382
                   nonce=self.nonce,
 
383
                   user=user,
 
384
                   )
 
385
        return s.to_string()
 
386
 
 
387
    def _parse_info(self, info_file):
 
388
        return read_stanza(info_file.readlines()).as_dict()
 
389
 
 
390
    def wait_lock(self, timeout=None, poll=None):
 
391
        """Wait a certain period for a lock.
 
392
 
 
393
        If the lock can be acquired within the bounded time, it
 
394
        is taken and this returns.  Otherwise, LockContention
 
395
        is raised.  Either way, this function should return within
 
396
        approximately `timeout` seconds.  (It may be a bit more if
 
397
        a transport operation takes a long time to complete.)
 
398
 
 
399
        :return: The lock token.
 
400
        """
 
401
        if timeout is None:
 
402
            timeout = _DEFAULT_TIMEOUT_SECONDS
 
403
        if poll is None:
 
404
            poll = _DEFAULT_POLL_SECONDS
 
405
 
 
406
        # XXX: the transport interface doesn't let us guard 
 
407
        # against operations there taking a long time.
 
408
        deadline = time.time() + timeout
 
409
        deadline_str = None
 
410
        last_info = None
 
411
        while True:
 
412
            try:
 
413
                return self.attempt_lock()
 
414
            except LockContention:
 
415
                pass
 
416
            new_info = self.peek()
 
417
            self._trace('last_info: %s, new info: %s', last_info, new_info)
 
418
            if new_info is not None and new_info != last_info:
 
419
                if last_info is None:
 
420
                    start = 'Unable to obtain'
 
421
                else:
 
422
                    start = 'Lock owner changed for'
 
423
                last_info = new_info
 
424
                formatted_info = self._format_lock_info(new_info)
 
425
                if deadline_str is None:
 
426
                    deadline_str = time.strftime('%H:%M:%S',
 
427
                                                 time.localtime(deadline))
 
428
                self._report_function('%s %s\n'
 
429
                                      '%s\n' # held by
 
430
                                      '%s\n' # locked ... ago
 
431
                                      'Will continue to try until %s\n',
 
432
                                      start,
 
433
                                      formatted_info[0],
 
434
                                      formatted_info[1],
 
435
                                      formatted_info[2],
 
436
                                      deadline_str)
 
437
 
 
438
            if time.time() + poll < deadline:
 
439
                self._trace("waiting %ss", poll)
 
440
                time.sleep(poll)
 
441
            else:
 
442
                self._trace("timeout after waiting %ss", timeout)
 
443
                raise LockContention(self)
 
444
    
 
445
    def leave_in_place(self):
 
446
        self._locked_via_token = True
 
447
 
 
448
    def dont_leave_in_place(self):
 
449
        self._locked_via_token = False
 
450
 
 
451
    def lock_write(self, token=None):
 
452
        """Wait for and acquire the lock.
 
453
        
 
454
        :param token: if this is already locked, then lock_write will fail
 
455
            unless the token matches the existing lock.
 
456
        :returns: a token if this instance supports tokens, otherwise None.
 
457
        :raises TokenLockingNotSupported: when a token is given but this
 
458
            instance doesn't support using token locks.
 
459
        :raises MismatchedToken: if the specified token doesn't match the token
 
460
            of the existing lock.
 
461
 
 
462
        A token should be passed in if you know that you have locked the object
 
463
        some other way, and need to synchronise this object's state with that
 
464
        fact.
 
465
         
 
466
        XXX: docstring duplicated from LockableFiles.lock_write.
 
467
        """
 
468
        if token is not None:
 
469
            self.validate_token(token)
 
470
            self.nonce = token
 
471
            self._lock_held = True
 
472
            self._locked_via_token = True
 
473
            return token
 
474
        else:
 
475
            return self.wait_lock()
 
476
 
 
477
    def lock_read(self):
 
478
        """Compatibility-mode shared lock.
 
479
 
 
480
        LockDir doesn't support shared read-only locks, so this 
 
481
        just pretends that the lock is taken but really does nothing.
 
482
        """
 
483
        # At the moment Branches are commonly locked for read, but 
 
484
        # we can't rely on that remotely.  Once this is cleaned up,
 
485
        # reenable this warning to prevent it coming back in 
 
486
        # -- mbp 20060303
 
487
        ## warn("LockDir.lock_read falls back to write lock")
 
488
        if self._lock_held or self._fake_read_lock:
 
489
            raise LockContention(self)
 
490
        self._fake_read_lock = True
 
491
 
 
492
    def wait(self, timeout=20, poll=0.5):
 
493
        """Wait a certain period for a lock to be released."""
 
494
        # XXX: the transport interface doesn't let us guard 
 
495
        # against operations there taking a long time.
 
496
        #
 
497
        # XXX: Is this really needed?  Do people want to wait for the lock but
 
498
        # not acquire it?  As of bzr 0.17, this seems to only be called from
 
499
        # the test suite.
 
500
        deadline = time.time() + timeout
 
501
        while True:
 
502
            if self.peek():
 
503
                return
 
504
            if time.time() + poll < deadline:
 
505
                self._trace("waiting %ss", poll)
 
506
                time.sleep(poll)
 
507
            else:
 
508
                self._trace("temeout after waiting %ss", timeout)
 
509
                raise LockContention(self)
 
510
 
 
511
    def _format_lock_info(self, info):
 
512
        """Turn the contents of peek() into something for the user"""
 
513
        lock_url = self.transport.abspath(self.path)
 
514
        delta = time.time() - int(info['start_time'])
 
515
        return [
 
516
            'lock %s' % (lock_url,),
 
517
            'held by %(user)s on host %(hostname)s [process #%(pid)s]' % info,
 
518
            'locked %s' % (format_delta(delta),),
 
519
            ]
 
520
 
 
521
    def validate_token(self, token):
 
522
        if token is not None:
 
523
            info = self.peek()
 
524
            if info is None:
 
525
                # Lock isn't held
 
526
                lock_token = None
 
527
            else:
 
528
                lock_token = info.get('nonce')
 
529
            if token != lock_token:
 
530
                raise errors.TokenMismatch(token, lock_token)
 
531
            else:
 
532
                self._trace("Revalidated by token %r", token)
 
533
 
 
534
    def _trace(self, format, *args):
 
535
        if 'lock' not in debug.debug_flags:
 
536
            return
 
537
        mutter(str(self) + ": " + (format % args))