Linux API. Исчерпывающее руководство

Рис. 52.1.Общая схема системных вызовов, применяемых для работы с потоковыми сокетами

52.5.1. Ожидание входящих соединений: listen()

Системный вызов listen() делает потоковый сокет, на который указывает файловый дескриптор sockfd, пассивным. Впоследствии этот сокет будет использоваться для приема соединений от других (активных) сокетов.

#include

int listen(int sockfd, int backlog);

Возвращает 0 при успешном завершении или -1 при ошибке

Вызов listen() нельзя применять к подключенным сокетам, для которых уже была успешно выполнена операция connect(), или к возвращенным вызовами accept().

Чтобы понять назначение аргумента backlog, следует отметить: клиент может вызвать connect() до того, как сервер выполнит вызов accept(). Например, это может случиться из-за того, что он занят работой с какими-то другими клиентами. Данная ситуация приводит к возникновению отложенного соединения, показанного на рис. 52.2.

Рис. 52.2.Отложенное соединение с сокетом

Ядро должно записывать сведения о каждом отложенном запросе на подключение, чтобы впоследствии выполнить необходимые вызовы accept(). Аргумент backlog позволяет ограничить количество таких отложенных соединений. Запросы, находящиеся в рамках допустимого значения, завершаются успешно и без каких-либо задержек (в случае с TCP-сокетами все немного сложнее; в этом вы убедитесь в подразделе 57.6.4). Остальные запросы блокируются до тех пор, пока соединение не будет принято (с помощью accept()) и, следовательно, удалено из очереди отложенных соединений.

SUSv3 позволяет устанавливать «потолок» для аргумента backlog и разрешает округлять до него любые значения, которые его превышают. В стандарте также говорится о том, что реализация должна объявить это ограничение в виде константы SOMAXCONN в заголовочном файле . В Linux она равна 128. Но, начиная с версии 2.4.25, ядро Linux позволяет корректировать ее значение во время выполнения программы с помощью файла /proc/sys/net/core/somaxconn (доступного только в Linux). В более старых версиях ядра данную константу нельзя было изменить.

В оригинальной реализации сокетов в системе BSD верхнее ограничение для аргумента backlog составляло 5; эту цифру иногда можно встретить в старом коде. Все современные реализации устанавливают менее жесткое ограничение, что продиктовано требованиями сетевых серверов, обслуживающих большое количество клиентов, используя TCP-сокеты.

52.5.2. Прием соединения: accept()

Системный вызов accept() принимает входящее соединение на слушающем потоковом сокете, на который указывает файловый дескриптор sockfd. Если вызов accept() не обнаруживает ожидающих соединений, то блокируется и ждет, пока не поступит соответствующий запрос.

#include

int accept(int sockfd, struct sockaddr *addr, socklen_t *addrlen);

Возвращает файловый дескриптор или -1, если произошла ошибка

Ключом к пониманию вызова accept() является тот факт, что он создает новый сокет, который затем подключается к удаленному сокету, выполнившему вызов connect(). Файловый дескриптор для подключенного сокета возвращается в виде результата выполнения функции accept(). Слушающий сокет (sockfd) остается открытым и может использоваться для приема последующих соединений. Типичное серверное приложение создает один слушающий сокет, привязывает его к общеизвестному адресу, после чего обрабатывает с его помощью все клиентские запросы.

Остальные аргументы вызова accept() возвращают адрес удаленного сокета. Аргумент addr указывает на структуру, применяемую для возвращения адреса сокета. Тип данного аргумента зависит от домена сокета (как и в случае с вызовом bind()).

Аргумент addrlen служит для возвращения результата. Он указывает на целое число. Перед выполнением вызова оно должно быть инициализировано с помощью размера буфера, на который указывает addr. Благодаря этому ядро знает, сколько места доступно для возвращения адреса сокета. При возвращении вызова accept() данному числу присваивается значение, описывающее количество байтов, скопированных в буфер.

Если вас не интересует адрес удаленного сокета, то аргументам addr и addrlen следует присвоить значения NULL и 0 соответственно (при желании вы можете получить этот адрес позже, воспользовавшись системным вызовом getpeername(), описанным в разделе 57.5).

52.5.3. Соединение с удаленным сокетом: connect()