1
# Copyright (C) 2006, 2007 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')
 
 
91
>>> token = l.wait_lock()
 
 
92
>>> # do something here
 
 
98
# TODO: We sometimes have the problem that our attempt to rename '1234' to
 
 
99
# 'held' fails because the transport server moves into an existing directory,
 
 
100
# rather than failing the rename.  If we made the info file name the same as
 
 
101
# the locked directory name we would avoid this problem because moving into
 
 
102
# the held directory would implicitly clash.  However this would not mesh with
 
 
103
# the existing locking code and needs a new format of the containing object.
 
 
104
# -- robertc, mbp 20070628
 
 
108
from cStringIO import StringIO
 
 
115
from bzrlib.errors import (
 
 
127
from bzrlib.trace import mutter, note
 
 
128
from bzrlib.transport import Transport
 
 
129
from bzrlib.osutils import rand_chars, format_delta
 
 
130
from bzrlib.rio import read_stanza, Stanza
 
 
134
# XXX: At the moment there is no consideration of thread safety on LockDir
 
 
135
# objects.  This should perhaps be updated - e.g. if two threads try to take a
 
 
136
# lock at the same time they should *both* get it.  But then that's unlikely
 
 
139
# TODO: Perhaps store some kind of note like the bzr command line in the lock
 
 
142
# TODO: Some kind of callback run while polling a lock to show progress
 
 
145
# TODO: Make sure to pass the right file and directory mode bits to all
 
 
146
# files/dirs created.
 
 
149
_DEFAULT_TIMEOUT_SECONDS = 300
 
 
150
_DEFAULT_POLL_SECONDS = 1.0
 
 
153
class LockDir(object):
 
 
154
    """Write-lock guarding access to data."""
 
 
156
    __INFO_NAME = '/info'
 
 
158
    def __init__(self, transport, path, file_modebits=0644, dir_modebits=0755):
 
 
159
        """Create a new LockDir object.
 
 
161
        The LockDir is initially unlocked - this just creates the object.
 
 
163
        :param transport: Transport which will contain the lock
 
 
165
        :param path: Path to the lock within the base directory of the 
 
 
168
        assert isinstance(transport, Transport), \
 
 
169
            ("not a transport: %r" % transport)
 
 
170
        self.transport = transport
 
 
172
        self._lock_held = False
 
 
173
        self._locked_via_token = False
 
 
174
        self._fake_read_lock = False
 
 
175
        self._held_dir = path + '/held'
 
 
176
        self._held_info_path = self._held_dir + self.__INFO_NAME
 
 
177
        self._file_modebits = file_modebits
 
 
178
        self._dir_modebits = dir_modebits
 
 
180
        self._report_function = note
 
 
183
        return '%s(%s%s)' % (self.__class__.__name__,
 
 
187
    is_held = property(lambda self: self._lock_held)
 
 
189
    def create(self, mode=None):
 
 
190
        """Create the on-disk lock.
 
 
192
        This is typically only called when the object/directory containing the 
 
 
193
        directory is first created.  The lock is not held when it's created.
 
 
195
        if self.transport.is_readonly():
 
 
196
            raise UnlockableTransport(self.transport)
 
 
197
        self._trace("create lock directory")
 
 
198
        self.transport.mkdir(self.path, mode=mode)
 
 
200
    def _attempt_lock(self):
 
 
201
        """Make the pending directory and attempt to rename into place.
 
 
203
        If the rename succeeds, we read back the info file to check that we
 
 
206
        If we fail to acquire the lock, this method is responsible for
 
 
207
        cleaning up the pending directory if possible.  (But it doesn't do
 
 
210
        :returns: The nonce of the lock, if it was successfully acquired.
 
 
212
        :raises LockContention: If the lock is held by someone else.  The exception
 
 
213
            contains the info of the current holder of the lock.
 
 
215
        self._trace("lock_write...")
 
 
216
        start_time = time.time()
 
 
217
        tmpname = self._create_pending_dir()
 
 
219
            self.transport.rename(tmpname, self._held_dir)
 
 
220
        except (PathError, DirectoryNotEmpty, FileExists, ResourceBusy), e:
 
 
221
            self._trace("... contention, %s", e)
 
 
222
            self._remove_pending_dir(tmpname)
 
 
223
            raise LockContention(self)
 
 
225
            self._trace("... lock failed, %s", e)
 
 
226
            self._remove_pending_dir(tmpname)
 
 
228
        # We must check we really got the lock, because Launchpad's sftp
 
 
229
        # server at one time had a bug were the rename would successfully
 
 
230
        # move the new directory into the existing directory, which was
 
 
231
        # incorrect.  It's possible some other servers or filesystems will
 
 
232
        # have a similar bug allowing someone to think they got the lock
 
 
233
        # when it's already held.
 
 
235
        self._trace("after locking, info=%r", info)
 
 
236
        if info['nonce'] != self.nonce:
 
 
237
            self._trace("rename succeeded, "
 
 
238
                "but lock is still held by someone else")
 
 
239
            raise LockContention(self)
 
 
240
        self._lock_held = True
 
 
241
        self._trace("... lock succeeded after %dms",
 
 
242
                (time.time() - start_time) * 1000)
 
 
245
    def _remove_pending_dir(self, tmpname):
 
 
246
        """Remove the pending directory
 
 
248
        This is called if we failed to rename into place, so that the pending 
 
 
249
        dirs don't clutter up the lockdir.
 
 
251
        self._trace("remove %s", tmpname)
 
 
253
            self.transport.delete(tmpname + self.__INFO_NAME)
 
 
254
            self.transport.rmdir(tmpname)
 
 
256
            note("error removing pending lock: %s", e)
 
 
258
    def _create_pending_dir(self):
 
 
259
        tmpname = '%s/%s.tmp' % (self.path, rand_chars(10))
 
 
261
            self.transport.mkdir(tmpname)
 
 
263
            # This may raise a FileExists exception
 
 
264
            # which is okay, it will be caught later and determined
 
 
265
            # to be a LockContention.
 
 
266
            self._trace("lock directory does not exist, creating it")
 
 
267
            self.create(mode=self._dir_modebits)
 
 
268
            # After creating the lock directory, try again
 
 
269
            self.transport.mkdir(tmpname)
 
 
270
        self.nonce = rand_chars(20)
 
 
271
        info_bytes = self._prepare_info()
 
 
272
        # We use put_file_non_atomic because we just created a new unique
 
 
273
        # directory so we don't have to worry about files existing there.
 
 
274
        # We'll rename the whole directory into place to get atomic
 
 
276
        self.transport.put_bytes_non_atomic(tmpname + self.__INFO_NAME,
 
 
281
        """Release a held lock
 
 
283
        if self._fake_read_lock:
 
 
284
            self._fake_read_lock = False
 
 
286
        if not self._lock_held:
 
 
287
            raise LockNotHeld(self)
 
 
288
        if self._locked_via_token:
 
 
289
            self._locked_via_token = False
 
 
290
            self._lock_held = False
 
 
292
            # rename before deleting, because we can't atomically remove the
 
 
294
            start_time = time.time()
 
 
295
            self._trace("unlocking")
 
 
296
            tmpname = '%s/releasing.%s.tmp' % (self.path, rand_chars(20))
 
 
297
            # gotta own it to unlock
 
 
299
            self.transport.rename(self._held_dir, tmpname)
 
 
300
            self._lock_held = False
 
 
301
            self.transport.delete(tmpname + self.__INFO_NAME)
 
 
303
                self.transport.rmdir(tmpname)
 
 
304
            except DirectoryNotEmpty, e:
 
 
305
                # There might have been junk left over by a rename that moved
 
 
306
                # another locker within the 'held' directory.  do a slower
 
 
307
                # deletion where we list the directory and remove everything
 
 
310
                # Maybe this should be broader to allow for ftp servers with
 
 
311
                # non-specific error messages?
 
 
312
                self._trace("doing recursive deletion of non-empty directory "
 
 
314
                self.transport.delete_tree(tmpname)
 
 
315
            self._trace("... unlock succeeded after %dms",
 
 
316
                    (time.time() - start_time) * 1000)
 
 
318
    def break_lock(self):
 
 
319
        """Break a lock not held by this instance of LockDir.
 
 
321
        This is a UI centric function: it uses the bzrlib.ui.ui_factory to
 
 
322
        prompt for input if a lock is detected and there is any doubt about
 
 
323
        it possibly being still active.
 
 
325
        self._check_not_locked()
 
 
326
        holder_info = self.peek()
 
 
327
        if holder_info is not None:
 
 
328
            lock_info = '\n'.join(self._format_lock_info(holder_info))
 
 
329
            if bzrlib.ui.ui_factory.get_boolean("Break %s" % lock_info):
 
 
330
                self.force_break(holder_info)
 
 
332
    def force_break(self, dead_holder_info):
 
 
333
        """Release a lock held by another process.
 
 
335
        WARNING: This should only be used when the other process is dead; if
 
 
336
        it still thinks it has the lock there will be two concurrent writers.
 
 
337
        In general the user's approval should be sought for lock breaks.
 
 
339
        dead_holder_info must be the result of a previous LockDir.peek() call;
 
 
340
        this is used to check that it's still held by the same process that
 
 
341
        the user decided was dead.  If this is not the current holder,
 
 
342
        LockBreakMismatch is raised.
 
 
344
        After the lock is broken it will not be held by any process.
 
 
345
        It is possible that another process may sneak in and take the 
 
 
346
        lock before the breaking process acquires it.
 
 
348
        if not isinstance(dead_holder_info, dict):
 
 
349
            raise ValueError("dead_holder_info: %r" % dead_holder_info)
 
 
350
        self._check_not_locked()
 
 
351
        current_info = self.peek()
 
 
352
        if current_info is None:
 
 
353
            # must have been recently released
 
 
355
        if current_info != dead_holder_info:
 
 
356
            raise LockBreakMismatch(self, current_info, dead_holder_info)
 
 
357
        tmpname = '%s/broken.%s.tmp' % (self.path, rand_chars(20))
 
 
358
        self.transport.rename(self._held_dir, tmpname)
 
 
359
        # check that we actually broke the right lock, not someone else;
 
 
360
        # there's a small race window between checking it and doing the 
 
 
362
        broken_info_path = tmpname + self.__INFO_NAME
 
 
363
        broken_info = self._read_info_file(broken_info_path)
 
 
364
        if broken_info != dead_holder_info:
 
 
365
            raise LockBreakMismatch(self, broken_info, dead_holder_info)
 
 
366
        self.transport.delete(broken_info_path)
 
 
367
        self.transport.rmdir(tmpname)
 
 
369
    def _check_not_locked(self):
 
 
370
        """If the lock is held by this instance, raise an error."""
 
 
372
            raise AssertionError("can't break own lock: %r" % self)
 
 
375
        """Make sure that the lock is still held by this locker.
 
 
377
        This should only fail if the lock was broken by user intervention,
 
 
378
        or if the lock has been affected by a bug.
 
 
380
        If the lock is not thought to be held, raises LockNotHeld.  If
 
 
381
        the lock is thought to be held but has been broken, raises 
 
 
384
        if not self._lock_held:
 
 
385
            raise LockNotHeld(self)
 
 
388
            # no lock there anymore!
 
 
389
            raise LockBroken(self)
 
 
390
        if info.get('nonce') != self.nonce:
 
 
391
            # there is a lock, but not ours
 
 
392
            raise LockBroken(self)
 
 
394
    def _read_info_file(self, path):
 
 
395
        """Read one given info file.
 
 
397
        peek() reads the info file of the lock holder, if any.
 
 
399
        return self._parse_info(self.transport.get(path))
 
 
402
        """Check if the lock is held by anyone.
 
 
404
        If it is held, this returns the lock info structure as a rio Stanza,
 
 
405
        which contains some information about the current lock holder.
 
 
406
        Otherwise returns None.
 
 
409
            info = self._read_info_file(self._held_info_path)
 
 
410
            self._trace("peek -> held")
 
 
411
            assert isinstance(info, dict), \
 
 
412
                    "bad parse result %r" % info
 
 
414
        except NoSuchFile, e:
 
 
415
            self._trace("peek -> not held")
 
 
417
    def _prepare_info(self):
 
 
418
        """Write information about a pending lock to a temporary file.
 
 
421
        # XXX: is creating this here inefficient?
 
 
422
        config = bzrlib.config.GlobalConfig()
 
 
424
            user = config.user_email()
 
 
425
        except errors.NoEmailInUsername:
 
 
426
            user = config.username()
 
 
427
        s = Stanza(hostname=socket.gethostname(),
 
 
428
                   pid=str(os.getpid()),
 
 
429
                   start_time=str(int(time.time())),
 
 
435
    def _parse_info(self, info_file):
 
 
436
        return read_stanza(info_file.readlines()).as_dict()
 
 
438
    def attempt_lock(self):
 
 
439
        """Take the lock; fail if it's already held.
 
 
441
        If you wish to block until the lock can be obtained, call wait_lock()
 
 
444
        :return: The lock token.
 
 
445
        :raises LockContention: if the lock is held by someone else.
 
 
447
        if self._fake_read_lock:
 
 
448
            raise LockContention(self)
 
 
449
        if self.transport.is_readonly():
 
 
450
            raise UnlockableTransport(self.transport)
 
 
451
        return self._attempt_lock()
 
 
453
    def wait_lock(self, timeout=None, poll=None, max_attempts=None):
 
 
454
        """Wait a certain period for a lock.
 
 
456
        If the lock can be acquired within the bounded time, it
 
 
457
        is taken and this returns.  Otherwise, LockContention
 
 
458
        is raised.  Either way, this function should return within
 
 
459
        approximately `timeout` seconds.  (It may be a bit more if
 
 
460
        a transport operation takes a long time to complete.)
 
 
462
        :param timeout: Approximate maximum amount of time to wait for the
 
 
465
        :param poll: Delay in seconds between retrying the lock.
 
 
467
        :param max_attempts: Maximum number of times to try to lock.
 
 
469
        :return: The lock token.
 
 
472
            timeout = _DEFAULT_TIMEOUT_SECONDS
 
 
474
            poll = _DEFAULT_POLL_SECONDS
 
 
475
        # XXX: the transport interface doesn't let us guard against operations
 
 
476
        # there taking a long time, so the total elapsed time or poll interval
 
 
477
        # may be more than was requested.
 
 
478
        deadline = time.time() + timeout
 
 
485
                return self.attempt_lock()
 
 
486
            except LockContention:
 
 
487
                # possibly report the blockage, then try again
 
 
489
            # TODO: In a few cases, we find out that there's contention by
 
 
490
            # reading the held info and observing that it's not ours.  In
 
 
491
            # those cases it's a bit redundant to read it again.  However,
 
 
492
            # the normal case (??) is that the rename fails and so we
 
 
493
            # don't know who holds the lock.  For simplicity we peek
 
 
495
            new_info = self.peek()
 
 
496
            if new_info is not None and new_info != last_info:
 
 
497
                if last_info is None:
 
 
498
                    start = 'Unable to obtain'
 
 
500
                    start = 'Lock owner changed for'
 
 
502
                formatted_info = self._format_lock_info(new_info)
 
 
503
                if deadline_str is None:
 
 
504
                    deadline_str = time.strftime('%H:%M:%S',
 
 
505
                                                 time.localtime(deadline))
 
 
506
                self._report_function('%s %s\n'
 
 
508
                                      '%s\n' # locked ... ago
 
 
509
                                      'Will continue to try until %s\n',
 
 
516
            if (max_attempts is not None) and (attempt_count >= max_attempts):
 
 
517
                self._trace("exceeded %d attempts")
 
 
518
                raise LockContention(self)
 
 
519
            if time.time() + poll < deadline:
 
 
520
                self._trace("waiting %ss", poll)
 
 
523
                self._trace("timeout after waiting %ss", timeout)
 
 
524
                raise LockContention(self)
 
 
526
    def leave_in_place(self):
 
 
527
        self._locked_via_token = True
 
 
529
    def dont_leave_in_place(self):
 
 
530
        self._locked_via_token = False
 
 
532
    def lock_write(self, token=None):
 
 
533
        """Wait for and acquire the lock.
 
 
535
        :param token: if this is already locked, then lock_write will fail
 
 
536
            unless the token matches the existing lock.
 
 
537
        :returns: a token if this instance supports tokens, otherwise None.
 
 
538
        :raises TokenLockingNotSupported: when a token is given but this
 
 
539
            instance doesn't support using token locks.
 
 
540
        :raises MismatchedToken: if the specified token doesn't match the token
 
 
541
            of the existing lock.
 
 
543
        A token should be passed in if you know that you have locked the object
 
 
544
        some other way, and need to synchronise this object's state with that
 
 
547
        XXX: docstring duplicated from LockableFiles.lock_write.
 
 
549
        if token is not None:
 
 
550
            self.validate_token(token)
 
 
552
            self._lock_held = True
 
 
553
            self._locked_via_token = True
 
 
556
            return self.wait_lock()
 
 
559
        """Compatibility-mode shared lock.
 
 
561
        LockDir doesn't support shared read-only locks, so this 
 
 
562
        just pretends that the lock is taken but really does nothing.
 
 
564
        # At the moment Branches are commonly locked for read, but 
 
 
565
        # we can't rely on that remotely.  Once this is cleaned up,
 
 
566
        # reenable this warning to prevent it coming back in 
 
 
568
        ## warn("LockDir.lock_read falls back to write lock")
 
 
569
        if self._lock_held or self._fake_read_lock:
 
 
570
            raise LockContention(self)
 
 
571
        self._fake_read_lock = True
 
 
573
    def _format_lock_info(self, info):
 
 
574
        """Turn the contents of peek() into something for the user"""
 
 
575
        lock_url = self.transport.abspath(self.path)
 
 
576
        delta = time.time() - int(info['start_time'])
 
 
578
            'lock %s' % (lock_url,),
 
 
579
            'held by %(user)s on host %(hostname)s [process #%(pid)s]' % info,
 
 
580
            'locked %s' % (format_delta(delta),),
 
 
583
    def validate_token(self, token):
 
 
584
        if token is not None:
 
 
590
                lock_token = info.get('nonce')
 
 
591
            if token != lock_token:
 
 
592
                raise errors.TokenMismatch(token, lock_token)
 
 
594
                self._trace("revalidated by token %r", token)
 
 
596
    def _trace(self, format, *args):
 
 
597
        if 'lock' not in debug.debug_flags:
 
 
599
        mutter(str(self) + ": " + (format % args))