UNIX: взаимодействие процессов

Другая часть стратегии тайм-аутов и повторных передач заключается в использовании идентификаторов транзакций (transaction ID или XID) для распознавания запросов клиента и ответов сервера. Когда клиент вызывает функцию RPC, библиотека присваивает этому вызову 32-разрядный целочисленный номер и это значение отсылается в запросе RPC. Сервер должен добавить к своему ответу этот номер. При повторной отсылке запроса идентификатор не меняется. Служит он двум целям:

1. Клиент проверяет, что XID ответа совпадает с XID запроса. Если совпадения нет, ответ игнорируется. Если используется протокол TCP, у клиента практически нет шансов получить ответ с неправильным идентификатором, но при использовании протокола UDP поверх плохой сети вероятность получения неправильного XID достаточно высока.

2. Серверу разрешается помещать отсылаемые ответы в кэш, и для проверки идентичности ответов используется, в частности, именно XID. Об этом мы вскоре расскажем.

Пакет TI-RPC использует определенный алгоритм вычисления XID для нового запроса. Алгоритм этот описан ниже. Значок ^ означает побитовую операцию XOR (исключающее ИЛИ):

struct timeval now;

gettimeofday(&now, NULL);

xid = getpid() ^ now.tv_sec ^ now.tv_usec;

Кэш повторных ответов

Для включения поддержки кэша повторных ответов в библиотеке RPC сервер должен вызвать функцию svc_dg_enablecache. После включения кэша выключить его нельзя, можно только запустить процесс заново: 

#include

int svc_dg_enablecache(SVCXPRT *xprt, unsigned long size);

/* Возвращает 1 в случае успешного завершения. 0 – в случае ошибки */

Здесь xprt представляет собой транспортный дескриптор, являющийся полем структуры svc_req (раздел 16.4). Адрес этой структуры является аргументом процедуры сервера. Размер определяет количество записей в выделяемом кэше.

Итак, эта функция включает поддержку кэширования всех отсылаемых ответов в очереди размером size записей. Каждый ответ однозначно определяется следующими параметрами:

■ номером программы;

■ номером версии;

■ номером процедуры;

■ XID;

■ адресом клиента (IP-адрес + порт UDP).

При получении запроса клиента библиотека RPC ищет в кэше ответ на такой запрос. В случае его наличия ответ отсылается клиенту без повторного вызова процедуры сервера.

Цель использования кэша повторных ответов состоит в том, чтобы не нужно было вызывать процедуру сервера несколько раз при получении нескольких копий запроса клиента. Это может быть нужно в случае, если процедура неидемпотентна. Повторный запрос может быть получен из-за того, что ответ был утерян или у клиента время ожидания меньше, чем время передачи ответа по сети. Обратите внимание, что этот кэш действует только для протоколов, работающих с дейтаграммами (таких, как UDP), поскольку при использовании TCP повторный запрос никогда не может быть получен приложением — он будет обработан TCP (см. упражнение 16.6).

16.6. Семантика вызовов

В листинге 15.24 мы привели пример клиента интерфейса дверей, повторно отсылавшего запрос на сервер при прерывании вызова door_call перехватываемым сигналом. Затем мы показали, что при этом процедура сервера вызывается дважды, а не однократно. Потом мы разделили процедуры сервера на две группы: идемпотентные, которые могут быть вызваны произвольное количество раз без возникновения ошибок, и неидемпотентные, наподобие вычитания определенной суммы из банковского счета.

Вызовы процедур могут быть разбиты на три группы:

1. «Ровно один раз» означает, что процедура была выполнена только один раз. Такого трудно достичь ввиду ненулевой вероятности сбоев в работе сервера.

2. «Не более одного раза» означает, что процедура вовсе не была выполнена или что она была выполнена один раз. Если вызвавшему процессу возвращается результат, мы знаем, что процедура была выполнена. Если процессу возвращается сообщение об ошибке, мы не знаем, была ли процедура выполнена хотя бы один раз или не была выполнена вовсе. 

3. «По крайней мере один раз» означает, что процедура была выполнена один раз, а возможно, и больше. Это не вызывает проблем для идемпотентных процедур — клиент продолжает передавать запросы до тех пор, пока не получит правильный ответ. Однако если клиент отправит несколько запросов, существует вероятность, что процедура будет выполнена больше одного раза.

При возвращении из локальной процедуры мы можем быть уверены, что она была выполнена ровно один раз. Однако если процесс завершает работу после вызова процедуры, мы не знаем, успела она выполниться или нет. Для удаленных вызовов процедур возможно несколько ситуаций.