6.8. Эхо-сервер TCP (продолжение)

6.8. Эхо-сервер TCP (продолжение)

Вернемся к нашему эхо-серверу TCP из разделов 5.2 и 5.3. Перепишем сервер как одиночный процесс, который будет использовать функцию select для обработки любого числа клиентов, вместо того чтобы порождать с помощью функции fork по одному дочернему процессу для каждого клиента. Перед тем как представить этот код, взглянем на структуры данных, используемые для отслеживания клиентов. На рис. 6.11 показано состояние сервера до того, как первый клиент установил соединение.

Рис. 6.11. Сервер TCP до того, как первый клиент установил соединение

У сервера имеется одиночный прослушиваемый дескриптор, показанный на рисунке точкой.

Сервер обслуживает только набор дескрипторов для чтения, который мы показываем на рис. 6.12. Предполагается, что сервер запускается в приоритетном (foreground) режиме, а дескрипторы 0, 1 и 2 соответствуют стандартным потокам ввода, вывода и ошибок. Следовательно, первым доступным для прослушиваемого сокета дескриптором является дескриптор 3. Массив целых чисел client содержит дескрипторы присоединенного сокета для каждого клиента. Все элементы этого массива инициализированы значением -1.

Рис. 6.12. Структуры данных для сервера TCP с одним прослушиваемым сокетом

Единственная ненулевая запись в наборе дескрипторов — это запись для прослушиваемого сокета, и поэтому первый аргумент функции select будет равен 4.

Когда первый клиент устанавливает соединение с нашим сервером, прослушиваемый дескриптор становится доступным для чтения и сервер вызывает функцию accept. Новый присоединенный дескриптор, возвращаемый функцией accept, будет иметь номер 4, если выполняются приведенные выше предположения. На рис. 6.13 показано соединение клиента с сервером.

Рис. 6.13. Сервер TCP после того как первый клиент устанавливает соединение

Теперь наш сервер должен запомнить новый присоединенный сокет в своем массиве client, и присоединенный сокет должен быть добавлен в набор дескрипторов. Изменившиеся структуры данных показаны на рис. 6.14.

Рис. 6.14. Структуры данных после того как установлено соединение с первым клиентом

Через некоторое время второй клиент устанавливает соединение, и мы получаем сценарий, показанный на рис. 6.15.

Рис. 6.15. Сервер TCP после того как установлено соединение со вторым клиентом

Новый присоединенный сокет (который имеет номер 5) должен быть размещен в памяти, в результате чего структуры данных меняются так, как показано на рис. 6.16.

Рис. 6.16. Структуры данных после того как установлено соединение со вторым клиентом

Далее мы предположим, что первый клиент завершает свое соединение. TCP-клиент отправляет сегмент FIN, превращая тем самым дескриптор номер 4 на стороне сервера в готовый для чтения. Когда наш сервер считывает этот присоединенный сокет, функция readline возвращает нуль. Затем мы закрываем сокет, и соответственно изменяются наши структуры данных. Значение client[0] устанавливается в -1, а дескриптор 4 в наборе дескрипторов устанавливается в нуль. Это показано на рис. 6.17. Обратите внимание, что значение переменной maxfd не изменяется.

Рис. 6.17. Структуры данных после того как первый клиент разрывает соединение

Итак, по мере того как приходят клиенты, мы записываем дескриптор их присоединенного сокета в первый свободный элемент массива client (то есть в первый элемент со значением -1). Следует также добавить присоединенный сокет в набор дескрипторов для чтения. Переменная maxi — это наибольший используемый в данный момент индекс в массиве client, а переменная maxfd (плюс один) — это текущее значение первого аргумента функции select. Единственным ограничением на количество обслуживаемых сервером клиентов является минимальное из двух значений: FD_SETSIZE и максимального числа дескрипторов, которое допускается для данного процесса ядром (о чем мы говорили в конце раздела 6.3).

В листинге 6.3 показана первая половина этой версии сервера.

Листинг 6.3. Сервер TCP, использующий одиночный процесс и функцию select: инициализация

//tcpcliserv/tcpservselect01.c

 1 #include "unp.h"

 2 int

 3 main(int argc, char **argv)

 4 {

 5  int i, maxi, maxfd, listenfd, connfd, sockfd;

 6  int nready, client[FD_SETSIZE],

 7  ssize_t n;

 8  fd_set rset, allset;

 9  char buf[MAXLINE];

10  socklen_t clilen;

11  struct sockaddr_in cliaddr, servaddr;

12  listenfd = Socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);

13  bzero(&servaddr, sizeof(servaddr));

14  servaddr.sin_family = AF_INET;

15  servaddr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);

16  servaddr.sin_port = htons(SERV_PORT);

17  Bind(listenfd, (SA*)&servaddr, sizeof(servaddr));

18  Listen(listenfd, LISTENQ);

19  maxfd = listenfd; /* инициализация */

20  maxi = -1; /* индекс в массиве client[] */

21  for (i = 0; i < FD_SETSIZE; i++)

22   client[i] = -1; /* -1 означает свободный элемент */

23  FD_ZERO(&allset);

24  FD_SET(listenfd, &allset);

Создание прослушиваемого сокета и инициализация функции select

12-24 Этапы создания прослушиваемого сокета те же, что и раньше: вызов функций socket, bind и listen. Мы инициализируем структуры данных при том условии, что единственный дескриптор, который мы с помощью функции select выберем, изначально является прослушиваемым сокетом.

Вторая половина функции main показана в листинге 6.4.

Листинг 6.4. Сервер TCP, использующей одиночный процесс и функцию select: цикл

//tcpcliserv/tcpservselect01.c

25  for (;;) {

26   rset = allset; /* присваивание значения структуре */

27   nready = Select(maxfd + 1, &rset, NULL, NULL, NULL);

28   if (FD_ISSET(listenfd, &rset)) { /* соединение с новым клиентом */

29    clilen = sizeof(cliaddr);

30    connfd = Accept(listenfd, (SA*)&cliaddr, &clilen);

31    for (i = 0; i < FD_SETSIZE; i++)

32     if (client[i] < 0) {

33      client[i] = connfd; /* сохраняем дескриптор */

34      break;

35     }

36    if (i == FD_SETSIZE)

37     err_quit("too many clients");

38    FD_SET(connfd, &allset); /* добавление нового дескриптора */

39    if (connfd > maxfd)

40     maxfd = connfd; /* для функции select */

41    if (i > maxi)

42     maxi = i; /* максимальный индекс в массиве clientf[] */

43    if (--nready <= 0)

44     continue; /* больше нет дескрипторов, готовых для чтения */

45   }

46   for (i = 0; i <= maxi; i++) { /* проверяем все клиенты на наличие

                                      данных */

47    if ((sockfd - client[i]) < 0)

48     continue;

49    if (FD_ISSET(sockfd, &rset)) {

50     if ((n = Read(sockfd, buf, MAXLINE)) == 0) {

51      /* соединение закрыто клиентом */

52      Close(sockfd);

53      FD_CLR(sockfd, &allset);

54      client[i] = -1;

55     } else

56      Writen(sockfd, line, n);

57     if (--nready <= 0)

58      break; /* больше нет дескрипторов, готовых для чтения */

59    }

60   }

61  }

62 }

Блокирование в функции select

26-27 Функция select ждет, пока не будет установлено новое клиентское соединение или на существующем соединении не прибудут данные, сегмент FIN или сегмент RST.

Принятие новых соединений с помощью функции accept

28-45 Если прослушиваемый сокет готов для чтения, новое соединение установлено. Мы вызываем функцию accept и соответствующим образом обновляем наши структуры данных. Для записи присоединенного сокета мы используем первый незадействованный элемент массива client. Число готовых дескрипторов уменьшается, и если оно равно нулю, мы можем не выполнять следующий цикл for. Это позволяет нам использовать значение, возвращаемое функцией select, чтобы избежать проверки не готовых дескрипторов.

Проверка существующих соединений

46-60 Каждое существующее клиентское соединение проверяется на предмет того, содержится ли его дескриптор в наборе дескрипторов, возвращаемом функцией select. Если да, то из этого дескриптора считывается строка, присланная клиентом, и отражается обратно клиенту. Если клиент закрывает соединение, функция read возвращает нуль и мы обновляем структуры соответствующим образом.

Мы не уменьшаем значение переменной maxi, но могли бы проверять возможность сделать это каждый раз, когда клиент закрывает свое соединение.

Этот сервер сложнее, чем сервер, показанный в листингах 5.1 и 5.2, но он позволяет избежать затрат на создание нового процесса для каждого клиента, что является хорошим примером использования функции select. Тем не менее в разделе 15.6 мы опишем проблему, связанную с этим сервером, которая, однако, легко устраняется, если сделать прослушиваемый сокет неблокируемым, а затем проверить и проигнорировать несколько ошибок из функции accept.

Поделитесь на страничке

Следующая глава >

Похожие главы из других книг

Продолжение объекта

Из книги AutoCAD 2009 для студента. Самоучитель автора Соколова Татьяна Юрьевна

Продолжение объекта Snap to Extension – привязка к продолжениям объектов.Она необходима в том случае, когда при построении объектов требуется использовать линии, являющиеся временным продолжением существующих линий и дуг. Данный режим можно совмещать с режимом Apparent Intersect с


4.11. Продолжение мозга

Из книги Феномен науки. Кибернетический подход к эволюции автора Турчин Валентин Фёдорович


Продолжение просмотра

Из книги Основы объектно-ориентированного программирования автора Мейер Бертран

Продолжение просмотра Чтобы глубоко понять концепции, предпочтительно читать эту книгу последовательно, однако читатели, желающие дополнить данный теоретический обзор, могут, прежде чем идти дальше, посмотреть, как работает метод на практическом примере. Для этого


19.9 Продолжение совершенствования

Из книги TCP/IP Архитектура, протоколы, реализация (включая IP версии 6 и IP Security) автора Фейт Сидни М

19.9 Продолжение совершенствования В ответ на требования пользователей по обеспечению больших функциональных возможностей HTTP и HTML постоянно совершенствуются. На момент написания книги шла разработка стандартов для обеспечения безопасности взаимодействий


Продолжение изменений

Из книги Внедрение SAP R/3: Руководство для менеджеров и инженеров автора Кале Вивек

Продолжение изменений На данном этапе продолжение процесса управления изменениями в основном направлено на улучшение эффективности и производительности системы SAP, что может включать в себя следующие мероприятия:• Продолжение обучения персонала• Мониторинг


1.3.4. Продолжение установки

Из книги Linux: Полное руководство автора Колисниченко Денис Николаевич

1.3.4. Продолжение установки Выберите класс установки (рис. 1.4). Рис. 1.4. Выбор класса установкиКласс «Персональный компьютер» подойдет для начинающих пользователей. Будут установлены: графический интерфейс, очень похожий на привычный рабочий стол ОС Windows, и программы,


9.1.2. Продолжение загрузки.

Из книги AutoCAD 2009. Учебный курс автора Соколова Татьяна Юрьевна

9.1.2. Продолжение загрузки. Демон initС момента загрузки ядра процесс начальной загрузки системы идет под управлением самой системы. Первой получает управление процедура автозапуска ядра. Она определяет объем доступной оперативной памяти, тип и быстродействие процессора,


16.14. Сервер kHTTPd — веб-сервер уровня ядра

Из книги AutoCAD 2008 для студента: популярный самоучитель автора Соколова Татьяна Юрьевна

16.14. Сервер kHTTPd — веб-сервер уровня ядра В операционной системе все процессы можно разделить на два типа: процессы уровня ядра и пользовательские процессы. Процесс уровня ядра запускается и работает очень быстро по сравнению с относительно неповоротливым


Продолжение объекта

Из книги Мир InterBase. Архитектура, администрирование и разработка приложений баз данных в InterBase/FireBird/Yaffil автора Ковязин Алексей Николаевич

Продолжение объекта Snap to Extension – привязка к продолжениям объектов.Она необходима в том случае, когда при построении объектов требуется использовать линии, являющиеся временным продолжением существующих линий и дуг. Данный режим можно совмещать с режимом Apparent Intersect с


Продолжение объекта

Из книги UNIX: разработка сетевых приложений автора Стивенс Уильям Ричард

Продолжение объекта Snap to Extension – привязка к продолжениям объектов.Она необходима в том случае, когда при построении объектов требуется использовать линии, являющиеся временным продолжением существующих линий и дуг. Данный режим можно совмещать с режимом Apparent Intersect с


Продолжение линии 1.0

Из книги Компьютерные террористы [Новейшие технологии на службе преступного мира] автора Ревяко Татьяна Ивановна

Продолжение линии 1.0 Сразу после выхода первого релиза был начат процесс анализа реакции пользователей и исправление найденных проблем. Как результат, вскоре были выпущены несколько пострелизных сборок, одна из которых (821) стала в итоге версией 1.0.1, а сборка 908 - 1.0.2.В


6.4. Функция str_cli (продолжение)

Из книги S. D. F. автора Cat W

6.4. Функция str_cli (продолжение) Теперь мы можем переписать нашу функцию str_cli, представленную в разделе 5.5 (на этот раз используя функцию select), таким образом, чтобы мы получали уведомление, как только завершится процесс сервера. Проблема с предыдущей версией состояла в том,


* Продолжение следует??

Из книги автора

* Продолжение следует?? - Даже не знаю, что тебе ответить. Предыдущий текст я писал примерно год назад, затем запал спал, появились новые задачи, то да сё, сам понимаешь.* Не отбрешешься!- Да, помнится, были задумки, но чтобы продолжить надо опять сосредоточится в нужное