Нейл Мэтью - Основы программирования в Linux

Выполните упражнение 15.9.

1. В финальный пример программы server5.с вы включите заголовочные файлы sys/time.h и sys/ioctl.h вместо signal.h, использованного в предыдущей программе, и объявите несколько дополнительных переменных для работы с вызовом select:

#include

#include

#include

#include

#include

#include

#include

#include

int main() {

int server_sockfd, client_sockfd;

int server_len, client_len;

struct sockaddr_in server_address;

struct sockaddr_in client_address;

int result;

fd_set readfds, testfds;

2. Создайте сокет для сервера и присвойте ему имя:

server_sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);

server_address.sin_family = AF_INET;

server_address.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);

server_address.sin_port = htons(9734);

server_len = sizeof(server_address);

bind(serversockfd, (struct sockaddr *)&server_address, server_len);

3. Создайте очередь запросов на соединение и инициализируйте множество readfdsдля обработки ввода с сокета server_sockfd:

listen(server_sockfd, 5);

FD_ZERO(&readfds);

FD_SET(server_sockfd, &readfds);

4. Теперь ждите запросы от клиентов. Поскольку вы передали пустой указатель как параметр timeout, не будет наступать истечения времени ожидания. Программа завершится и сообщит об ошибке, если selectвозвращает значение, меньшее 1.

while(1) {

char ch;

int fd;

int nread;

testfds = readfds;

printf("server waiting\n");

result = select(FD_SETSIZE, &testfds, (fd_set *)0,

(fd_set *)0, (struct timeval *)0);

if (result < 1) {

perror("server5");

exit(1);

}

5. После того как вы определили, что есть активность, можно выяснить, какой из дескрипторов активен, проверяя каждый из них по очереди с помощью макроса FD_ISSET:

for (fd = 0; fd < FD_SETSIZE; fd++) {

if (FD_ISSET(fd, &testfds)) {

6. Если зафиксирована активность на server_sockfd, это может быть запрос на новое соединение, и вы добавляете в множество дескрипторов соответствующий client_sockfd:

if (fd == server_sockfd) {

client_len = sizeof(client_address);

client_sockfd = accept(server_sockfd,

(struct sockaddr*)&client_address, &client_len);

FD_SET(client_sockfd, &readfds);

printf("adding client on fd %d\n", client_sockfd);

}

Если активен не сервер, значит, активность проявляет клиент. Если получен close, клиент исчезает, и можно удалить его из множества дескрипторов. В противном случае вы "обслуживаете" клиента, как и в предыдущих примерах.

else {

ioctl(fd, FIONREAD, &nread);

if (nread == 0) {

close(fd);

FD_CLR(fd, &readfds);

printf("removing client on fd %d\n", fd);

} else {

read(fd, &ch, 1);

sleep(5);

printf("serving client on fd %d\n", fd);

ch++;

write(fd, &ch, 1);

}

}

}

}

}

}

В реальную программу было бы неплохо вставить переменную, содержащую наибольший подключенный номер fd(необязательно самый последний подключенный номер fd). Это помешает просмотру в цикле тысяч номеров fd, которые даже не подсоединены и потенциально не могут быть готовы к чтению. Мы пропустили этот фрагмент кода для краткости и простоты примера.

При запуске этой версии сервера многочисленные клиенты будут обрабатываться последовательно в единственном процессе.

$ ./server5 &

[1] 26686

server waiting

$ ./client3 & ./client3 & ./client3 & ps x

[2] 26689

[3] 26690

adding client on fd 4

server waiting

[4] 26691

PID TTY STAT TIME COMMAND

26686 pts/1 S 0:00 ./server5

26689 pts/1 S 0:00 ./client3

26690 pts/1 S 0:00 ./client3

26691 pts/1 S 0:00 ./client3

26692 pts/1 R+ 0:00 ps x

$ serving client on fd 4

server waiting

adding client on fd 5

server waiting

adding client on fd 6

char from server = В

serving client on fd 5

server waiting

removing client on fd 4

char from server = В

serving client on fd 6

server waiting

removing client on fd 5

server waiting

char from server = В

removing client on fd 6

server waiting

[2] Done ./client3

[3]- Done ./client3

[4]+ Done ./client3

Для полноты аналогии, упомянутой в начале главы, в табл. 15.5 приведены параллели между соединениями на базе сокетов и телефонными переговорами.

Таблица 15.5

В этой главе мы сосредоточились на программировании приложений, поддерживающих связь со своими клиентами с помощью TCP-соединений на базе сокетов. Существуют ситуации, в которых затраты на установку и поддержку соединения с помощью сокетов излишни.

Хорошим примером может служить сервис daytime, использованный ранее в программе getdate.c. Вы создаете сокет, выполняете соединение, читаете единственный ответ и разрываете соединение. Столько операций для простого получения даты!

Сервис daytimeтак же доступен с помощью UDP-соединений, применяющих дейтаграммы. Для того чтобы воспользоваться им, просто пошлите сервису одну дейтаграмму и получите в ответ единственную дейтаграмму, содержащую дату и время. Все просто.

Сервисы, предоставляемые по UDP-протоколу, применяются в тех случаях, когда клиенту нужно создать короткий запрос к серверу, и он ожидает единственный короткий ответ. Если стоимость времени процессора достаточно низкая, сервер способен обеспечить такой сервис, обрабатывая запросы клиентов по одному и разрешая операционной системе хранить очередь входящих запросов. Такой подход упрощает программирование сервера.

Поскольку UDP — не дающий гарантий сервис, вы можете столкнуться с потерей вашей дейтаграммы или ответа сервера. Если данные важны для вас, возможно, придется тщательно программировать ваших UDP-клиентов, проверяя ошибки и при необходимости повторяя попытки. На практике в локальных сетях UDP-дейтаграммы очень надежны.

Для доступа к сервису, обеспечиваемому UDP-протоколом, вам следует применять системные вызовы socketи close, но вместо использования вызовов readи writeдля сокета вы применяете два системных вызова, характерных для дейтаграмм: sendtoи recvfrom.

Далее приведена модифицированная версия программы getdate.c, которая получает дату с помощью сервиса UDP-дейтаграмм. Изменения по сравнению с предыдущей версией выделены цветом.