Книга: Основы программирования в Linux

Множественные клиенты

Множественные клиенты

Ваша простая серверная программа может выиграть от применения select для одновременной обработки множественных клиентов, не прибегая к помощи дочерних процессов. Используя этот метод в реальных приложениях, вы должны следить за тем, чтобы другие клиенты не ждали слишком долго, пока вы обрабатываете первого подключившегося клиента.

Сервер может применять функцию select одновременно к сокету, ожидающему запросы на подключение, и к сокетам клиентских соединений. Как только активность зафиксирована, можно использовать макрос FD_ISSET для проверки в цикле всех возможных файловых дескрипторов и выявления активных среди них.

Если сокет, ожидающий запросов на подключение, готов к вводу, это означает, что клиент пытается подсоединиться, и вы можете вызывать функцию accept без риска блокировки. Если клиентский дескриптор указывает на готовность, это означает, что есть запрос клиента, ждущий, что вы сможете прочесть и обработать его. Чтение 0 байтов означает, что клиентский процесс завершился, и вы можете закрыть сокет и удалить его из множества своих дескрипторов.

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 <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <stdio.h>
#include <netinet/in.h>
#include <sys/time.h>
#include <sys/ioctl.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
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 readfds для 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 select возвращает значение, меньшее 1.

 while(1) {
  char ch;
  int fd;
  int nread;
  testfds = readfds;
  printf("server waitingn");
  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 %dn", 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 %dn", fd);
     } else {
      read(fd, &ch, 1);
      sleep(5);
      printf("serving client on fd %dn", fd);
      ch++;
      write(fd, &ch, 1);
     }
    }
   }
  }
 }
}

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

Оглавление книги