Linux API. Исчерпывающее руководство

Рис. 44.6.Применение очередей FIFO в приложении с одним сервером и несколькими клиентами

Эти три методики проиллюстрированы на рис. 44.7. Имейте в виду, что в каждой из них общая длина сообщения не должна превышать PIPE_BUF байт, иначе оно может быть разбито ядром на несколько частей и перемешано с сообщениями от других отправителей.

Во всех трех методиках, описанных выше, для приема сообщений от всех клиентов используется единый канал (FIFO). Вместо этого каждое сообщение можно передавать по отдельному соединению. Отправитель открывает канал взаимодействия, отсылает свое сообщение и закрывает канал. Когда процесс-получатель обнаруживает символ конца файла, он знает, что сообщение завершено. Данный подход был бы невозможен, если бы несколько отправителей удерживали открытой одну и ту же очередь FIFO, поскольку при закрытии одним из них этой очереди получатель не смог бы увидеть символ конца файла. Однако такая методика подходит для применения в сочетании с потоковыми сокетами, когда серверный процесс создает уникальный канал взаимодействия для каждого входящего соединения, инициированного клиентом.

Из методик, описанных выше, в нашем примере мы используем третью: каждый клиент отправляет серверу сообщения фиксированной длины. Сообщение определяется структурой request, описанной в листинге 44.6. Каждый запрос включает в себя идентификатор клиентского процесса, что позволяет серверу получить имя очереди FIFO, которую клиент применяет для получения ответа. Запрос также содержит поле seqLen, определяющее, сколько последовательных чисел нужно выделить для соответствующего клиента. Ответное сообщение, отправляемое сервером, состоит из единственного поля seqNum, которое представляет собой начальное число в диапазоне, выделенном для клиента.

Рис. 44.7.Разделение сообщений в байтовом потоке

Листинг 44.6. Заголовочный файл для fifo_seqnum_server.c и fifo_seqnum_client.c

pipes/fifo_seqnum.h

#include

#include

#include

#include "tlpi_hdr.h"

#define SERVER_FIFO "/tmp/seqnum_sv"

/* Общеизвестное имя серверной очереди FIFO */

#define CLIENT_FIFO_TEMPLATE "/tmp/seqnum_cl.%ld"

/* Шаблон для построения имени клиентской очереди FIFO */

#define CLIENT_FIFO_NAME_LEN (sizeof(CLIENT_FIFO_TEMPLATE) + 20)

/* Место, необходимое для пути клиентской очереди FIFO */

struct request { /* Запрос (клиент — > сервер)

*/

pid_t pid; /* PID клиента */

int seqLen; /* Длина запрашиваемой последовательности */

};

struct response { /* Ответ (сервер — > клиент) */

int seqNum; /* Начало последовательности */

};

pipes/fifo_seqnum.h

Серверная программа

В листинге 44.7 представлен код сервера, выполняющего следующие действия.

• Создает серверную очередь FIFO с общеизвестным именем и открывает ее для чтения . Он должен быть запущен раньше любого из клиентов, чтобы на момент отправки клиентского запроса очередь FIFO уже существовала. Операция open(), выполняемая сервером, блокируется до тех пор, пока первый клиент не откроет другой конец очереди для записи.

• Снова открывает серверную очередь FIFO , на этот раз для записи. Данная операция никогда не будет блокироваться, поскольку очередь FIFO уже была открыта для чтения. Так делается для того, чтобы сервер не увидел символ завершения файла в случае, если все клиенты закроют записывающий конец очереди.

• Игнорирует сигнал SIGPIPE . Если сервер попытается записать в клиентскую очередь FIFO, у которой нет считывающего процесса, то он всего лишь получит ошибку EPIPE из системного вызова write(). В противном случае ему был бы послан сигнал SIGPIPE (по умолчанию завершающий процесс).

• Входит в цикл, который считывает входящие клиентские запросы и отвечает на каждый из них . Чтобы отправить ответ, сервер формирует имя очереди FIFO клиента и затем открывает ее .

• Столкнувшись с ошибкой при открытии клиентской очереди FIFO, сервер отклоняет запрос клиента .

Это пример итерационного сервера, который последовательно считывает и обрабатывает запросы каждого из клиентов. Модель данного сервера подходит в ситуации, когда клиентские запросы можно быстро обработать и вернуть ответ, чтобы не задерживать других клиентов. Альтернативой ему является параллельный сервер, обрабатывающий каждый клиентский запрос в отдельном дочернем процессе (или потоке). Мы вернемся к проектированию серверных приложений в главе 56.

Листинг 44.7. Итерационный сервер на основе очередей FIFO

pipes/fifo_seqnum_server.c

#include

#include "fifo_seqnum.h"

int

main(int argc, char *argv[])

{

int serverFd, dummyFd, clientFd;

char clientFifo[CLIENT_FIFO_NAME_LEN];

struct request req;

struct response resp;

int seqNum = 0; /* Это наш «сервис» */

/* Создаем общеизвестную очередь FIFO и открываем ее для чтения */