Основы программирования в Linux - Нейл Мэтью

    write(client_fifo_fd, &my_data, sizeof(my_data));

    close(client_fifo_fd);

   }

  }

 } while (read_res > 0);

 close(server_fifo_fd);

 unlink(SERVER_FIFO_NAME);

 exit(EXIT_SUCCESS);

}

5. Далее приведена клиентская программа client.с. В первой части этой программы FIFO сервера, если он уже существует, открывается как файл. Далее программа получает идентификатор собственного процесса, который формирует некие данные, которые будут отправляться на сервер. Создается FIFO клиента, подготовленный для следующего раздела.

#include "client.h"

#include <ctype.h>

int main() {

 int server_fifo_fd, client_fifo_fd;

 struct data_to_pass_st my_data;

 int times_to_send;

 char client_fifo[256];

 server_fifo_fd = open(SERVER_FIFO_NAME, O_WRONLY);

 if (server_fifo_fd == -1) {

  fprintf (stderr, "Sorry, no servern");

  exit(EXIT_FAILURE);

 }

 my_data.client_pid = getpid();

 sprintf(client_fifo, CLIENT_FIFO_NAME, my_data.client_pid);

 if (mkfifo(client_fifo, 0777) == -1) {

  fprintf(stderr, "Sorry, can't make %sn", client_fifo);

  exit(EXIT_FAILURE);

 }

6. В каждом из пяти проходов цикла клиентские данные отправляются на сервер. Далее клиентский FIFO открывается (в режиме "только для чтения" с блокировкой) и данные считываются обратно. В конце серверный FIFO закрывается, а клиентский FIFO удаляется из файловой системы.

 for (times_to_send = 0; times_to_send < 5; times_to_send++) {

  sprintf(my_data.some_data, "Hello from %d", my_data.client_pid);

  printf("%d sent %s, ", my_data.client_pid, my_data.some_data);

  write(server_fifo_fd, &my_data, sizeof(my_data));

  client_fifo_fd = open(client_fifo, O_RDONLY);

  if (client_fifo_fd != -1) {

   if (read(client_fifo_fd, &my_data, sizeof(my_data)) > 0) {

    printf("received: %sn", my_data.some_data);

   }

   close(client_fifo_fd);

  }

 }

 close(server_fifo_fd);

 unlink(client_fifo);

 exit(EXIT_SUCCESS);

}

Для тестирования этого приложения вам необходимо запустить единственную копию сервера и несколько клиентов. Для того чтобы запустить их приблизительно в одно и то же время, примените следующие команды командной оболочки.

$ ./server &

$ for i in 1 2 3 4 5

do

./client &

done

$

Они запускают один серверный процесс и пять клиентских. Вывод клиентских программ, отредактированный для краткости, выглядит следующим образом:

531 sent Hello from 531, received: HELLO FROM 531

532 sent Hello from 532, received: HELLO FROM 532

529 sent Hello from 529, received: HELLO FROM 529

530 sent Hello from 530, received: HELLO FROM 530

531 sent Hello from 531, received: HELLO FROM 531

532 sent Hello from 532, received: HELLO FROM 532

Как видно из данного вывода, запросы разных клиентов перемежаются, но каждый клиент получает соответствующим образом обработанные и возвращаемые ему данные. Имейте в виду, что вы можете увидеть или не увидеть чередование запросов, т.к. порядок получения клиентских запросов может меняться от машины к машине и даже в разных сеансах работы приложения на одной машине.

Как это работает

Теперь мы обсудим последовательность клиентских и серверных операций во взаимодействии, чего не делали до сих пор.

Сервер создает свой канал FIFO в режиме "только чтение" и блокируется. Он делает это до тех пор, пока первый клиентский процесс не подсоединится, открыв тот же FIFO для записи. В этот момент серверный процесс разблокируется и выполняется вызов sleep, поэтому вызовы write клиентов образуют очередь. (В реальном приложении вызов sleep может быть удален, мы применяем его только чтобы продемонстрировать корректное функционирование программы с множественными одновременно действующими клиентами.)

Между тем, после того как клиентский процесс открыл серверный канал FIFO, он создает собственный FIFO с уникальным именем для считывания данных с сервера. Только после этого клиент записывает данные на сервер (причем, если канал полон или сервер все еще спит, клиентская программа блокируется) и затем блокирует для вызова read свой собственный канал FIFO, ожидая ответа.

Получив данные от клиента, сервер обрабатывает их, открывает клиентский канал для записи и записывает в него данные, что снимает блокировку клиентского процесса. Когда клиент разблокирован, он может читать из своего канала данные, записанные туда сервером.

Процесс повторяется полностью до тех пор, пока последний клиент не закроет канал сервера, вызывая аварийное завершение серверного вызова read (возвращение 0), поскольку ни у одного процесса нет серверного канала, открытого для записи. Если бы это был реальный серверный процесс, вынужденный ожидать будущих клиентов, возможно, вам пришлось бы изменить его, выбрав одно из двух:

□ открыть файловый дескриптор собственного серверного канала, чтобы вызов read всегда его блокировал, а не возвращал 0;

□ закрыть и повторно открыть серверный канал, когда read вернет 0 байтов, чтобы серверный процесс блокировался вызовом open, ожидая клиента, так, как он это делал, стартуя первый раз.

Оба эти метода проиллюстрированы в новом варианте приложения для работы с базой данных компакт-дисков, использующем именованные каналы.

Приложение для работы с базой данных компакт-дисков

Теперь, зная, как применять именованные каналы для реализации простой клиент-серверной системы, вы можете пересмотреть приложение для работы с базой данных компакт-дисков и соответствующим образом переработать его. Вы включите в него также некоторую обработку сигналов, позволяющую выполнить кое-какие действия по наведению порядка при прерывании процесса. Будет использоваться более ранняя версия приложения с dbm и интерфейсом командной строки, чтобы исходный текст программы был максимально простым и понятным.

Прежде чем подробно рассматривать эту новую версию, необходимо откомпилировать приложение. Если вы взяли исходный код с Web-сайта, примените make-файл для его компиляции и получения серверной и клиентской программ.

Примечание

Как было показано ранее в главе 7, в различных дистрибутивах файлы dbm именуются и устанавливаются немного по-разному. Если предоставленные файлы не компилируются в вашем дистрибутиве, вернитесь к главе 7 и поищите сведения об именах и местонахождении файлов dbm.

Выполнение команды server -i позволяет программе инициализировать новую базу данных компакт-дисков.

Нет нужды говорить о том, что клиент не выполнится, пока сервер не установится и не запустится. Далее приведен make-файл, показывающий, как совмещаются программы:

all: server client

CC=cc

CFLAGS= -pedantic -Wall

# Для отладки удалите знак комментария в следующей строке

# DFLAGS=-DDEBUG_TRACE=1 -g

# Где и какую версию dbm мы применяем.

# Предполагается, что gdbm предустановлена в стандартном месте, но мы

# собираемся применять подпрограммы, совместимые с gdbrn, которые

# заставляют ее эмулировать ndbm. Делается это потому, что ndbm — 'самая

# стандартная' из версий dbm. Возможно, вам потребуется внести изменения

# в соответствии с вашим дистрибутивом.

DBM_INC_PATH=/usr/include/gdbm

DBM_LIB_PATH=/usr/lib

DBM_LIB_FILE=-lgdbm

# В некоторых дистрибутивах может понадобиться изменить предыдущую

# строку, чтобы включить библиотеку совместимости, как показано далее.

# DBM_LIB_FILE=-lgdbm_compat -lgdbm

.с.о:

 $(CC) $(CFLAGS) -I$(DBM_INC_PATH) $(DFLAGS) -с $<

app_ui.o: app_ui.c cd_data.h

cd_dbm.o: cd_dbm.c cd_data.h

client_f.o: client_f.c cd_data.h cliserv.h

pipe_imp.o: pipe_imp.c cd_data.h cliserv.h

server.о: server.с cd_data.h cliserv.h

client: app_ui.o clientif.o pipe_imp.o

 $(CC) -o client $(DFLAGS) app_ui.о clientif.o pipe_imp.o

server: server.о cd_dbm.o pipe_imp.o

 $(CC) -o server -L$(DBM_LIB_PATH) $(DFLAGS) server.о cd_dbm.o pipe_imp.o -l$(DBM_LIB_FILE)

clean:

 rm -f server client_app *.o *~

Цели

Наша задача — отделить часть приложения, работающую с базой данных, от пользовательского интерфейса приложения. Вам также необходимо выполнять один серверный процесс, но разрешить одновременное выполнение множества клиентских процессов и при этом сократить до минимума изменения, вносимые в существующий программный код. Везде, где это возможно, вы сохраните исходный текст приложения неизменным.

Для простоты у вас должна быть возможность создавать (и удалять) каналы внутри приложения, не заставляя администратора системы создавать именованные каналы перед тем, как вы сможете их применять.