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)