Уильям Стивенс - UNIX: разработка сетевых приложений

2. Блокирование при ожидании ввода-вывода в функции select, имеющей встроенное ограничение времени, вместо блокирования в вызове функции readили write.

3. Использование более новых параметров сокета — SO_RCVTIMEOи SO_SNDTIMEO. Проблема при использовании этого подхода заключается в том, что не все реализации поддерживают новые параметры сокетов.

Все три технологии работают с функциями ввода и вывода (такими как read, writeи их вариациями, например recvfromи sendto), но нам также хотелось бы иметь технологию, работающую с функцией connect, поскольку процесс соединения TCP может занять длительное время (обычно 75 с). Функцию selectможно использовать для установки тайм-аута функции connect, только когда сокет находится в неблокируемом режиме (который мы рассматриваем в разделе 16.3), а параметры сокетов, устанавливающие тайм-аут, не работают с функцией connect. Мы также должны отметить, что первые две технологии работают с любым дескриптором, в то время как третья технология только с дескрипторами сокетов.

Теперь мы представим примеры применения всех трех технологий.

В листинге 14.1 [1] Все исходные коды программ, опубликованные в этой книге, вы можете найти по адресу http://www.piter.com. показана наша функция connect_timeo, вызывающая функцию connect с ограничением по времени, заданным вызывающим процессом. Первые три аргумента — это аргументы, которых требует функция connect, а четвертый — это длительность ожидания в секундах.

Листинг 14.1. Функция connect с тайм-аутом

//lib/connect_timeo.c

1 #include "unp.h"

2 static void connect_alarm(int);

3 int

4 connect_timeo(int sockfd, const SA *saptr, socklen_t salen, int nsec)

5 {

6 Sigfunc *sigfunc;

7 int n;

8 sigfunc = Signal(SIGALRM, connect_alarm);

9 if (alarm(nsec) != 0)

10 err_msg("connect_timeo: alarm was already set");

11 if ((n = connect(sockfd, saptr, salen)) < 0) {

12 close(sockfd);

13 if (errno == EINTR)

14 errno = ETIMEDOUT;

15 }

16 alarm(0); /* отключение alarm */

17 Signal(SIGALRM, sigfunc); /* восстанавливаем прежний обработчик

сигнала */

18 return (n);

19 }

20 static void

21 connect_alarm(int signo)

22 {

23 return; /* просто прерываем connect() */

24 }

8 Для SIGALRMустанавливается обработчик сигнала. Текущий обработчик сигнала (если таковой имеется) сохраняется, и таким образом мы можем восстановить его в конце функции.

9-10 Таймер для процесса устанавливается на время (число секунд), заданное вызывающим процессом. Возвращаемое значение функции alarm— это число секунд, остающихся в таймере для процесса (если он уже установлен для процесса) в настоящий момент или 0 (если таймер не был установлен прежде). В первом случае мы выводим сообщение с предупреждением, поскольку мы стираем предыдущую установку таймера (см. упражнение 14.2).

11-15 Вызывается функция connect, и если функция прерывается ( EINTR), мы присваиваем переменной errno значение ETIMEDOUT. Сокет закрывается, чтобы не допустить продолжения трехэтапного рукопожатия.

16-18 Таймер при обнулении выключается, и восстанавливается предыдущий обработчик сигналов (если таковой имеется).

20-24 Обработчик сигнала просто возвращает управление. Предполагается, что это прервет ожидание функции connect, заставив ее возвратить ошибку EINTR. Вспомните нашу функцию signal(см. листинг 5.5), которая не устанавливает флага SA_RESTART, когда перехватываемый сигнал — это сигнал SIGALRM.

Одним из важных моментов в этом примере является то, что мы всегда можем сократить период ожидания для функции connect, используя эту технологию, но мы не можем увеличить период, заданный для ядра. В Беркли-ядре тайм-аут для функции connectобычно равен 75 с. Мы можем задать меньшее значение для нашей функции, допустим 10, но если мы задаем большее значение, скажем 80, тайм- аут самой функции connectвсе равно составит 75 с.

Другой важный момент в данном примере — то, что мы используем возможность прерывания системного вызова ( connect) для того, чтобы возвратить управление, прежде чем истечет время ожидания ядра. Такой подход допустим, когда мы выполняем системный вызов и можем обработать возвращение ошибки EINTR. Но в разделе 29.7 мы встретимся с библиотечной функцией, выполняющей системный вызов, которая сама выполняет заново системный вызов при возвращении ошибки EINTR. Мы можем продолжать работать с сигналом SIGALRMи в этом случае, но в листинге 29.6 мы увидим, что нам придется воспользоваться функциями sigsetjmpи siglongjmp, поскольку библиотечная функция игнорирует ошибку EINTR.

В листинге 14.2 показана новая версия функции dg_cli, приведенной в листинге 8.4, в которую добавлен вызов функции alarmдля прерывания функции recvfrom при отсутствии ответа в течение 5 с.

Листинг 14.2. Функция dg_cli, в которой при установке тайм-аута для функции recvfrom используется функция alarm

//advio/dgclitimeo3.c

1 #include "unp.h"

2 static void signalrm(int);

3 void

4 dg_cli(FILE *fp, int sockfd, const SA *pservaddr, socklen_t servlen)

5 {

6 int n;

7 char sendline[MAXLINE], recvline[MAXLINE + 1];

8 Signal(SIGALRM, signalrm);

9 while (Fgets(sendline, MAXLINE, fp) != NULL) {

10 Sendto(sockfd, sendline, strlen(sendline), 0, pservaddr, servlen);

11 alarm(5);

12 if ((n = recvfrom(sockfd, recvline, MAXLINE, 0, NULL, NULL)) < 0) {

13 if (errno == EINTR)

14 fprintf(stderr, "socket timeout\n");

15 else

16 err_sys("recvfrom error");

17 } else {

18 alarm(0);

19 recvline[n] = 0; /* завершающий нуль */

20 Fputs(recvline, stdout);

21 }

22 }

23 }

24 static void

25 sig_alrm(int signo)

26 {

27 return; /* просто прерываем recvfrom() */

28 }

8-22 Мы устанавливаем обработчик для сигнала SIGALRMи затем вызываем функцию alarmдля 5-секундного тайм-аута при каждом вызове функции recvfrom. Если функция recvfromпрерывается нашим обработчиком сигнала, мы выводим сообщение об ошибке и продолжаем работу. Если получена строка от сервера, мы отключаем функцию alarm и выводим ответ.

24-28 Наш обработчик сигналов возвращает управление, прерывая блокированную функцию recvfrom.

Этот пример работает корректно, потому что каждый раз, когда мы устанавливаем функцию alarm, мы читаем только один ответ. В разделе 20.4 мы попытаемся использовать ту же технологию, но поскольку мы будем считывать множество ответов для данной функции alarm, возникнет ситуация гонок, которую нам придется разрешить.