Книга: UNIX: взаимодействие процессов

Пример

Пример

Давайте напишем программу, описанную в разделе 4.2, с использованием каналов. Функция main создает два канала и вызывает fork для создания копии процесса. Родительский процесс становится клиентом, а дочерний — сервером. Первый канал используется для передачи полного имени от клиента серверу, а второй — для передачи содержимого файла (или сообщения об ошибке) от сервера клиенту. Таким образом мы получаем структуру, изображенную на рис. 4.7. 

Рис. 4.7. Реализация рис. 4.1 с использованием двух каналов

Обратите внимание на то, что мы изображаем на рис. 4.7 два канала, соединяющих сервер с клиентом, но оба канала проходят через ядро, поэтому каждый передаваемый байт пересекает интерфейс ядра дважды: при записи в канал и при считывании из него.

В листинге 4.1[1] приведена функция main для данного примера.

//pipe/mainpipe.c
1  #include "unpipc.h"
2  void client(int, int), server(int, int);
3  int
4  main(int argc, char **argv)
5  {
6   int pipe1[2], pipe2[2]:
7   pid_t childpid;
8   Pipe(pipe1); /* создание двух каналов */
9   Pipe(pipe2);
10  if ((childpid = Fork()) == 0) { /* child */
11   Close(pipe1[1]);
12   Close(pipe2[0]);
13   server(pipe1[0], pipe2[1]);
14   exit(0);
15  }
16  /* родитель */
17  Close(pipel[0]);
18  Close(pipe2[1]);
19  client(pipe2[0], pipel[1]);
20  Waitpid(childpid, NULL, 0); /* ожидание завершения дочернего процесса */
21  exit(0);
22 }

8-19 Создаются два канала и выполняются шесть шагов, уже упоминавшиеся в отношении рис. 4.6. Родительский процесс вызывает функцию client (листинг 4.2), а дочерний — функцию server (листинг 4.3).

20 Процесс-сервер (дочерний процесс) завершает свою работу первым, вызывая функцию exit после завершения записи данных в канал. После этого он становится процессом-зомби. Процессом-зомби называется дочерний процесс, завершивший свою работу, родитель которого еще функционирует, но не получил сигнал о завершении работы дочернего процесса. При завершении работы дочернего процесса ядро посылает его родителю сигнал SIGCHLD, но родитель его не принимает и этот сигнал по умолчанию игнорируется. После этого функция client родительского процесса возвращает управление функции main, закончив Считывание данных из канала. Затем родительский процесс вызывает waitpid для получения информации о статусе дочернего процесса (зомби). Если родительский процесс не вызовет waitpid, а просто завершит работу, клиент будет унаследован процессом init, которому будет послан еще один сигнал SIGCHLD.

Функция client приведена в листинге 4.2.

//pipe/client.с
1  #include "unpipc.h"
2  void
3  client(int readfd, int writefd)
4  {
5   size_t len;
6   ssize_t n;
7   char buff[MAXLINE];
8   /* получение полного имени файла */
9   Fgets(buff, MAXLINE, stdin);
10  len = strlen(buff); /* fgets() гарантирует завершающий нулевой байт */
11  if (buff[Len-l] == ' n' )
12   len--; /* удаление перевода строки из fgets() */
13  /* запись полного имени в канал IPC */
14  Write(writefd, buff, len);
15  /* считывание из канала, вывод в stdout */
16  while ((n = Read(readfd, buff, MAXLINE)) > 0)
17   Write(STDOUT_FILENO, buff, n);
18 }

8-14 Полное имя файла считывается из стандартного потока ввода и записывается в канал после удаления завершающего символа перевода строки, возвращаемого функцией fgets.

15-17 Затем клиент считывает все, что сервер направляет в канал, и записывает эти данные в стандартный поток вывода. Ожидается, что это будет содержимое файла, но в случае его отсутствия будет принято и записано в стандартный поток вывода сообщение об ошибке.

В листинге 4.3 приведена функция server.

//pipe/server.c
1  #include "unpipc.h"
2  void
3  server(int readfd, int writefd)
4  {
5   int fd;
6   ssize_t n;
7   char buff[MAXLINE+1];
8   /* получение полного имени из канала IPC */
9   if ((n = Read(readfd, buff, MAXLINE)) == 0)
10   err_quit("end-of-file while reading pathname"):
11  buff[n] = ''; /* полное имя завершается 0 */
12  if ((fd = open(buff, O_RDONLY)) < 0) {
13   /* 4error: must tell client */
14   snprintf(buff + n, sizeof(buff) – n, ": can't open. %sn".
15   strerror(errno)):
16   n = strlen(buff);
17   Write(writefd, buff, n);
18  } else {
19   /* файл успешно открыт и копируется в канал */
20   while ( (n = Read(fd, buff, MAXLINE)) > 0)
21    Write(writefd, buff, n);
22   Close(fd);
23  }
24 }

8-11 Записанное в канал клиентом имя файла считывается сервером и дополняется завершающим символом с кодом 0 (null-terminated). Обратите внимание, что функция read возвращает данные, как только они помещаются в поток, не ожидая накопления некоторого их количества (MAXLINE в данном примере).

12-17 Файл открывается для чтения и при возникновении ошибки сообщение о ней возвращается клиенту с помощью канала. Для получения строки с соответствующим значению переменной errno сообщением об ошибке вызывается функция strerror (в книге [24, с. 690-691] вы найдете более подробный рассказ об этой функции).

18-23 При успешном завершении работы функции open содержимое файла копируется в канал.

Ниже приведен результат работы программы в случае наличия файла с указанным полным именем и в случае возникновения ошибок:

solaris % mainpipe /etc/inet/ntp.conf файл, состоящий из двух строк
multicastclient 224.0.1.1
driftfile /etc/inet/ntp.drift
solaris % mainpipe /etc/shadow          фaйл, на чтение которого нет разрешения
/etc/shadow: can't open. Permission denied
solaris % mainpipe /no/such/file        несуществующий файл
/no/such/file: can't open. No such file or directory

Оглавление книги