1
 
# Copyright (C) 2006 Canonical Ltd
 
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.
 
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.
 
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
 
17
 
"""On-disk mutex protecting a resource
 
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.
 
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.
 
31
 
Waiting for a lock must be done by polling; this can be aborted after
 
34
 
Locks must always be explicitly released, typically from a try/finally
 
35
 
block -- they are not released from a finalizer or when Python
 
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.
 
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.)
 
57
 
The desired characteristics are:
 
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.
 
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.
 
71
 
LockDirs always operate over a Transport.  The transport may be readonly, in
 
72
 
which case the lock can be queried but not acquired.
 
74
 
Locks are identified by a path name, relative to a base transport.
 
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.
 
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.
 
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')
 
92
 
>>> # do something here
 
99
 
from StringIO import StringIO
 
102
 
from bzrlib.errors import (
 
114
 
from bzrlib.trace import mutter
 
115
 
from bzrlib.transport import Transport
 
116
 
from bzrlib.osutils import rand_chars
 
117
 
from bzrlib.rio import read_stanza, Stanza
 
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
 
124
 
# TODO: Perhaps store some kind of note like the bzr command line in the lock
 
127
 
# TODO: Some kind of callback run while polling a lock to show progress
 
130
 
# TODO: Make sure to pass the right file and directory mode bits to all
 
131
 
# files/dirs created.
 
133
 
_DEFAULT_TIMEOUT_SECONDS = 300
 
134
 
_DEFAULT_POLL_SECONDS = 0.5
 
136
 
class LockDir(object):
 
137
 
    """Write-lock guarding access to data."""
 
139
 
    __INFO_NAME = '/info'
 
141
 
    def __init__(self, transport, path, file_modebits=0644, dir_modebits=0755):
 
142
 
        """Create a new LockDir object.
 
144
 
        The LockDir is initially unlocked - this just creates the object.
 
146
 
        :param transport: Transport which will contain the lock
 
148
 
        :param path: Path to the lock within the base directory of the 
 
151
 
        assert isinstance(transport, Transport), \
 
152
 
            ("not a transport: %r" % transport)
 
153
 
        self.transport = transport
 
155
 
        self._lock_held = False
 
156
 
        self._fake_read_lock = False
 
157
 
        self._held_dir = path + '/held'
 
158
 
        self._held_info_path = self._held_dir + self.__INFO_NAME
 
159
 
        self._file_modebits = file_modebits
 
160
 
        self._dir_modebits = dir_modebits
 
161
 
        self.nonce = rand_chars(20)
 
164
 
        return '%s(%s%s)' % (self.__class__.__name__,
 
168
 
    is_held = property(lambda self: self._lock_held)
 
170
 
    def create(self, mode=None):
 
171
 
        """Create the on-disk lock.
 
173
 
        This is typically only called when the object/directory containing the 
 
174
 
        directory is first created.  The lock is not held when it's created.
 
176
 
        if self.transport.is_readonly():
 
177
 
            raise UnlockableTransport(self.transport)
 
178
 
        self.transport.mkdir(self.path, mode=mode)
 
180
 
    def attempt_lock(self):
 
181
 
        """Take the lock; fail if it's already held.
 
183
 
        If you wish to block until the lock can be obtained, call wait_lock()
 
186
 
        if self._fake_read_lock:
 
187
 
            raise LockContention(self)
 
188
 
        if self.transport.is_readonly():
 
189
 
            raise UnlockableTransport(self.transport)
 
191
 
            tmpname = '%s/pending.%s.tmp' % (self.path, rand_chars(20))
 
193
 
                self.transport.mkdir(tmpname)
 
195
 
                # This may raise a FileExists exception
 
196
 
                # which is okay, it will be caught later and determined
 
197
 
                # to be a LockContention.
 
198
 
                self.create(mode=self._dir_modebits)
 
200
 
                # After creating the lock directory, try again
 
201
 
                self.transport.mkdir(tmpname)
 
203
 
            info_bytes = self._prepare_info()
 
204
 
            # We use put_file_non_atomic because we just created a new unique
 
205
 
            # directory so we don't have to worry about files existing there.
 
206
 
            # We'll rename the whole directory into place to get atomic
 
208
 
            self.transport.put_bytes_non_atomic(tmpname + self.__INFO_NAME,
 
211
 
            self.transport.rename(tmpname, self._held_dir)
 
212
 
            self._lock_held = True
 
214
 
        except (PathError, DirectoryNotEmpty, FileExists, ResourceBusy), e:
 
215
 
            mutter("contention on %r: %s", self, e)
 
216
 
            raise LockContention(self)
 
219
 
        """Release a held lock
 
221
 
        if self._fake_read_lock:
 
222
 
            self._fake_read_lock = False
 
224
 
        if not self._lock_held:
 
225
 
            raise LockNotHeld(self)
 
226
 
        # rename before deleting, because we can't atomically remove the whole
 
228
 
        tmpname = '%s/releasing.%s.tmp' % (self.path, rand_chars(20))
 
229
 
        # gotta own it to unlock
 
231
 
        self.transport.rename(self._held_dir, tmpname)
 
232
 
        self._lock_held = False
 
233
 
        self.transport.delete(tmpname + self.__INFO_NAME)
 
234
 
        self.transport.rmdir(tmpname)
 
236
 
    def break_lock(self):
 
237
 
        """Break a lock not held by this instance of LockDir.
 
239
 
        This is a UI centric function: it uses the bzrlib.ui.ui_factory to
 
240
 
        prompt for input if a lock is detected and there is any doubt about
 
241
 
        it possibly being still active.
 
243
 
        self._check_not_locked()
 
244
 
        holder_info = self.peek()
 
245
 
        if holder_info is not None:
 
246
 
            if bzrlib.ui.ui_factory.get_boolean(
 
247
 
                "Break lock %s held by %s@%s [process #%s]" % (
 
250
 
                    holder_info["hostname"],
 
251
 
                    holder_info["pid"])):
 
252
 
                self.force_break(holder_info)
 
254
 
    def force_break(self, dead_holder_info):
 
255
 
        """Release a lock held by another process.
 
257
 
        WARNING: This should only be used when the other process is dead; if
 
258
 
        it still thinks it has the lock there will be two concurrent writers.
 
259
 
        In general the user's approval should be sought for lock breaks.
 
261
 
        dead_holder_info must be the result of a previous LockDir.peek() call;
 
262
 
        this is used to check that it's still held by the same process that
 
263
 
        the user decided was dead.  If this is not the current holder,
 
264
 
        LockBreakMismatch is raised.
 
266
 
        After the lock is broken it will not be held by any process.
 
267
 
        It is possible that another process may sneak in and take the 
 
268
 
        lock before the breaking process acquires it.
 
270
 
        if not isinstance(dead_holder_info, dict):
 
271
 
            raise ValueError("dead_holder_info: %r" % dead_holder_info)
 
272
 
        self._check_not_locked()
 
273
 
        current_info = self.peek()
 
274
 
        if current_info is None:
 
275
 
            # must have been recently released
 
277
 
        if current_info != dead_holder_info:
 
278
 
            raise LockBreakMismatch(self, current_info, dead_holder_info)
 
279
 
        tmpname = '%s/broken.%s.tmp' % (self.path, rand_chars(20))
 
280
 
        self.transport.rename(self._held_dir, tmpname)
 
281
 
        # check that we actually broke the right lock, not someone else;
 
282
 
        # there's a small race window between checking it and doing the 
 
284
 
        broken_info_path = tmpname + self.__INFO_NAME
 
285
 
        broken_info = self._read_info_file(broken_info_path)
 
286
 
        if broken_info != dead_holder_info:
 
287
 
            raise LockBreakMismatch(self, broken_info, dead_holder_info)
 
288
 
        self.transport.delete(broken_info_path)
 
289
 
        self.transport.rmdir(tmpname)
 
291
 
    def _check_not_locked(self):
 
292
 
        """If the lock is held by this instance, raise an error."""
 
294
 
            raise AssertionError("can't break own lock: %r" % self)
 
297
 
        """Make sure that the lock is still held by this locker.
 
299
 
        This should only fail if the lock was broken by user intervention,
 
300
 
        or if the lock has been affected by a bug.
 
302
 
        If the lock is not thought to be held, raises LockNotHeld.  If
 
303
 
        the lock is thought to be held but has been broken, raises 
 
306
 
        if not self._lock_held:
 
307
 
            raise LockNotHeld(self)
 
310
 
            # no lock there anymore!
 
311
 
            raise LockBroken(self)
 
312
 
        if info.get('nonce') != self.nonce:
 
313
 
            # there is a lock, but not ours
 
314
 
            raise LockBroken(self)
 
316
 
    def _read_info_file(self, path):
 
317
 
        """Read one given info file.
 
319
 
        peek() reads the info file of the lock holder, if any.
 
321
 
        return self._parse_info(self.transport.get(path))
 
324
 
        """Check if the lock is held by anyone.
 
326
 
        If it is held, this returns the lock info structure as a rio Stanza,
 
327
 
        which contains some information about the current lock holder.
 
328
 
        Otherwise returns None.
 
331
 
            info = self._read_info_file(self._held_info_path)
 
332
 
            assert isinstance(info, dict), \
 
333
 
                    "bad parse result %r" % info
 
335
 
        except NoSuchFile, e:
 
338
 
    def _prepare_info(self):
 
339
 
        """Write information about a pending lock to a temporary file.
 
342
 
        # XXX: is creating this here inefficient?
 
343
 
        config = bzrlib.config.GlobalConfig()
 
344
 
        s = Stanza(hostname=socket.gethostname(),
 
345
 
                   pid=str(os.getpid()),
 
346
 
                   start_time=str(int(time.time())),
 
348
 
                   user=config.user_email(),
 
352
 
    def _parse_info(self, info_file):
 
353
 
        return read_stanza(info_file.readlines()).as_dict()
 
355
 
    def wait_lock(self, timeout=_DEFAULT_TIMEOUT_SECONDS,
 
356
 
                  poll=_DEFAULT_POLL_SECONDS):
 
357
 
        """Wait a certain period for a lock.
 
359
 
        If the lock can be acquired within the bounded time, it
 
360
 
        is taken and this returns.  Otherwise, LockContention
 
361
 
        is raised.  Either way, this function should return within
 
362
 
        approximately `timeout` seconds.  (It may be a bit more if
 
363
 
        a transport operation takes a long time to complete.)
 
365
 
        # XXX: the transport interface doesn't let us guard 
 
366
 
        # against operations there taking a long time.
 
367
 
        deadline = time.time() + timeout
 
372
 
            except LockContention:
 
374
 
            if time.time() + poll < deadline:
 
377
 
                raise LockContention(self)
 
379
 
    def lock_write(self):
 
380
 
        """Wait for and acquire the lock."""
 
384
 
        """Compatibility-mode shared lock.
 
386
 
        LockDir doesn't support shared read-only locks, so this 
 
387
 
        just pretends that the lock is taken but really does nothing.
 
389
 
        # At the moment Branches are commonly locked for read, but 
 
390
 
        # we can't rely on that remotely.  Once this is cleaned up,
 
391
 
        # reenable this warning to prevent it coming back in 
 
393
 
        ## warn("LockDir.lock_read falls back to write lock")
 
394
 
        if self._lock_held or self._fake_read_lock:
 
395
 
            raise LockContention(self)
 
396
 
        self._fake_read_lock = True
 
398
 
    def wait(self, timeout=20, poll=0.5):
 
399
 
        """Wait a certain period for a lock to be released."""
 
400
 
        # XXX: the transport interface doesn't let us guard 
 
401
 
        # against operations there taking a long time.
 
402
 
        deadline = time.time() + timeout
 
406
 
            if time.time() + poll < deadline:
 
409
 
                raise LockContention(self)