Джонсон Харт - Системное программирование в среде Windows

• Стандартизованная поддержка перекрывающегося ввода/вывода (см. главу 14). Эту возможность можно считать самым важным усовершенствованием.

• Фрагментированный ввод/вывод (scatter/gather I/O) (при посылке и получении данных используются буферы, расположенные в памяти вразброс).

• Возможность запрашивать качество обслуживания (скорость и надежность передачи информации).

• Возможность групповой организации сокетов. Допускается конфигурирование качества обслуживания группы сокетов, поэтому можно не делать этого для каждого сокета по отдельности. Кроме того, входящим в группу сокетам можно назначать приоритеты.

• Имеется возможность совмещения передачи прямых и обратных пакетов с запросами соединения (piggybacking).

• Создание многоточечных соединений (multipoint connections) (сопоставимо с подключениями по типу конференц-связи).

Интерфейс Windows Sockets предоставляет возможность использования API, отвечающего требованиям промышленного стандарта, что гарантирует работу ваших программ на различном оборудовании и почти полную переносимость на уровне исходного кода. Winsock способен поддержать практически любой сетевой протокол, однако в большинстве случаев применяется протокол TCP/IP.

Winsock сопоставим с именованными каналами (и почтовыми ящиками) как в отношении функциональных возможностей, так и в отношении производительности, в наибольшей степени проявляя свои преимущества в тех случаях, когда на первый план выступают вопросы совместимости и переносимости программного обеспечения. Имейте в виду, что сокеты ввода/вывода не являются атомарными, поэтому необходимо специально заботиться о том, чтобы сообщения передавались полностью.

В этой главе были изложены наиболее существенные сведения о Winsock, которых достаточно для построения работоспособной системы. Вместе с тем, за рамками нашего рассмотрения осталось очень многое, в том числе и применение Winsock в асинхронных операциях; для получения более подробной информации по этому вопросу обратитесь к источникам, указанным в разделе "Дополнительная литература".

Кроме того, в этой главе были приведены примеры использования библиотек DLL для реализации внутрипроцессных серверов и создания безопасных в отношении многопоточного выполнения библиотек.

В главах 11 и 12 было показано, как разрабатывать серверы, отвечающие на запросы клиентов. Серверы, в их различных воплощениях, являются распространенным типом приложений Windows. В главе 13 описываются службы Windows (Windows Services), которые обеспечивают стандартный способ создания серверов и управления ими в виде служб, что дает возможность организовать их запуск, остановку и мониторинг в автоматическом режиме. В главе 13 показано, как превратить сервер в управляемую службу.

Сокетам Windows посвящена книга [28], а также сайт поддержки http://www.sockets.com. Однако указанная книга во многих аспектах устарела, и в ней не используются потоки. Более полезными для многих читателей будут книги, которые упоминаются ниже.

В книге [41] рассмотрены не только сокеты, но и многое другое, тогда как в первых двух томах этой серии описаны протоколы и их реализация. Исчерпывающее рассмотрение интересующего нас вопроса содержится в книге [42], которая представляет ценность даже для тех, кто имеет дело с другими семействами ОС. Среди источников, заслуживающих внимания, можно назвать [8] и [12].

12.1. Используя функцию WSAStartup, определите старший и младший номера версий Winsock, поддерживаемые на доступных вам системах.

12.2. Используйте программу JobShell из главы 6 для запуска сервера и нескольких клиентов, причем каждый клиент должен создаваться с опцией "отсоединения" (-d). Для окончания работы остановите сервер, послав сигнал управляющего события консоли посредством команды kill. Можете ли вы предложить какие-либо улучшения в организации остановки сервера в программе serverSK.

12.3. Модифицируйте программы клиента и сервера (программы 12.1 и 12.2) таким образом, чтобы для обнаружения сервера использовались дейтаграммы. В качестве отправной точки может быть использовано решение на основе почтового ящика из главы 11.

12.4. Модифицируйте сервер именованного канала из главы 11 (программа 11.3) таким образом, чтобы в нем использовались не потоки из пула потоков сервера, а потоки, создаваемые по требованию. Вместо предварительного указания максимально допустимого количества экземпляров именованного канала предоставьте системе возможность самостоятельно определять максимальное значение этого параметра.

12.5. Проведите эксперименты, чтобы определить, действительно ли внутрипроцессные серверы работают быстрее внепроцессных. Для этого, например, может быть использована программа подсчета слов (программа 12.3); имеется исполняемый файл этой программы (wc), а также функция библиотеки DLL, представленная в программе 12.3.

12.6. Количество клиентов, поддержку которых может обеспечить программа serverSK, ограничивается размером массива аргументов потоков сервера. Модифицируйте программу, сняв это ограничение. Для этого вам потребуется создать структуру данных, позволяющую добавлять и удалять аргументы потоков, а также обеспечить возможность просмотра структуры с целью отслеживания потоков сервера, завершивших выполнение.

12.7. Разработайте внутрипроцессные серверы другого рода. Например, с этой целью преобразуйте соответствующим образом программу grep (см. главу 6).

12.8. Усовершенствуйте сервер (программа 12.2) таким образом, чтобы можно было указывать несколько библиотек DLL в командной строке. Если разместить все DLL в памяти невозможно, разработайте стратегию их загрузки и выгрузки.

12.9. Исследуйте функцию setsockopt и использование опции SO_LINGER. Примените указанную опцию в одном из примеров сервера.

12.10. Используйте возможности фрагментированного ввода/вывода Windows Sockets 2.0 для упрощения функций отправки и приема сообщений в программах 12.1 и 12.2.

12.11. Обеспечьте невозможность утечки ресурсов в программе serverSK (за дополнительными разъяснениями обратитесь к упражнению 11.8). Проделайте то же самое с программой serverSKST, которая была модифицирована для использования DLL в программе 12.4.

12.12. Расширьте возможности обработчика исключений в программе 12.3 таким образом, чтобы он заносил информацию об исключении и типе исключения в конец временного файла, используемого для сохранения результатов работы сервера.

12.13. Расширенное упражнение (требуется дополнительное оборудование). Если у вас имеется доступ к UNIX-системе, связанной через сеть с Windows-системой, перенесите на UNIX-систему программу clientSK и попытайтесь, получив с ее помощью доступ к программе serverSK, запускать различные Windows-программы. Разумеется, при этом вам придется преобразовать такие типы данных, как DWORD или SOCKET, в другие типы (в данном случае, соответственно, в unsigned int и int). Кроме того, вы должны убедиться в том, что данные, образующие сообщения, передаются в формате с обратным порядком байтов. Для выполнения соответствующих преобразований данных используйте такие функции, как htonl. Наконец, перенесите в UNIX программу serverSK, чтобы Windows-системы могли выполнять команды в UNIX. Преобразуйте вызов DLL в вызовы функций разделяемой библиотеки.