Linux: Полное руководство - Денис Колисниченко

Функция getsockopt() возвращает значение параметра. Кроме вышеперечисленных параметров, функция getsockopt() может использовать следующие параметры:

♦ SO_ERROR — возвращает номер ошибки (будет в возвращаемом значении);

♦ SO_TYPE — возвращает тип сокета.

Рассмотрим небольшой пример работы с опциями сокетов. Мы установим размер буфера TCP.

#include "sock.h"

#include "stdio.h"

main() {

 int sd; /* дескриптор сокета */

 int optval; /* значение опции */

 int optlen; /* длина optval */

 int new_buffsize = 8192; /* новый размер буфера */

 /* создаем сокет */

 sd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);

 /* считывание длины буфера TCP */

 optlen = sizeof(optval);

 getsockopt(sd, SOL_SOCKET, SO_SNDBUF, &optval, &optlen);

 printf("Size of send buffer %dn", optval);

 getsockopt(sd, SOL_SOCKET, SO_RCVBUF, &optval, &optlen);

 printf("Size of recv buffer %dn", optval);

 /* изменяем длину буфера */

 setsockopt(sd, SOL_SOCKET, SO_RCVBUF,

  &new_buffsize, sizeof(new_buffsize));

 setsockopt(sd, SOL_SOCKET, SO_SNDBUF,

  &new_buffsize, sizeof(new_buffsize));

 /* выводим измененную информацию */

 getsockopt(sd, SOL_SOCKET, SO_SNDBUF, &optval, &optlen);

 printf("New size of send buffer %dn", optval);

 getsockopt(sd, SOL_SOCKET, SO_RCVBUF, &optval, &optlen);

 printf("New size of recv buffer %dn", optval);

}

27.3.10. Сигналы и сокеты

С сокетами связаны три сигнала:

♦ SIGIO — сокет готов к вводу/выводу. Сигнал посылается процессу, который связан с сокетом;

♦ SIGURG — сокет получил экспресс-данные (мы их использовать не будем, поэтому особо останавливаться на них нет смысла);

♦ SIGPIPE — запись в сокет больше невозможна. Сигнал посылается процессу, связанному с сокетом. Например, функция write() вызывает сигнал SIGPIPE, если удаленный процесс завершен или связь по сети невозможна.

Пример обработки сигнала SIGPIPE приведен ниже.

Листинг 27.6. Обработка сигнала SIGPIPE

#include "sock.h"

#include <signal.h>

/* обработчик сигнала SIGPIPE */

sigpipe_handler() {

 err_quit("Получен SIGPIPE n");

}

main() {

 int sock; /* дескриптор сокета */

 /* установка обработчика сигнала SIGPIPE */

 signal(SIGPIPE, sigpipe_handler);

 /* работа с сокетом */

}

27.3.11. Мультиплексирование

В этой главе мы рассматривали пример программы-сервера, обрабатывающей запросы только от одного клиента. На практике все выглядит намного сложнее: серверу приходится одновременно обрабатывать запросы многих клиентов. Для мультиплексирования запросов клиентов используется системный вызов select(). Этот вызов использует, например, суперсервер xinetd.

Листинг 27.7. Мультиплексирование запросов

#include "sock.h"

#include <sys/time.h>

main() {

 int sock; /* дескриптор исходного сокета */

 int new_sock; /* дескриптор, полученный с помощью accept */

 int retval; /* возвращаемое значение */

 struct sockaddr_in server; /* адрес сокета */

 fd_set readv; /* переменная для select */

 fd_set writev; /* переменная для select */

 struct timeval tout; /* тайм-аут для select */

 /* бесконечный цикл ожидания */

 for (;;) {

  /* процесс ждет операцию ввода-вывода на сокете;

     одновременно можно ждать и другие операции */

  FD_ZERO(&readv);

  FD_ZERO(&writev);

  FD_SET(sock, &readv);

  FD_SET(sock, &writev);

  tout.tv_sec = 10; /* 10 секунд */

  retval = select(sock+1, &readv, &writev, 0, &to);

  /* если select возвращает нулевое значение, значит тайм-аут */

  if (retval == 0) {

   err_ret("timeout");

   continue;

  }

  /* в противном случае, ищем соответствующий дескриптор */

  if ( (FD_ISSET(sock, &readv)) || (FD_ISSET(sock, &writev))) {

   /* прием связи с сокета */

   new_sock = accept(sock, (struct sockaddr *)0, (int *)0);

   /* работа с сокетом new_sock */

   ...

   /* закрытие текущей связи */

   close(new_sock);

  } else {

   err_ret("Это не сокет! Проверьте все дескрипторыn");

  }

 }

}

Системный вызов select() принимает 5 аргументов:

int select(int fd, fd_set *input, fd_set *output,

 fd_set *error, struct timeval *timeout);

Первый аргумент, fd, — это файловый дескриптор, который может быть сокетом. Следующие три аргумента задают множества файловых дескрипторов для ожидания условий ввода (input), вывода (output) и ошибок (error). Последний аргумент — это тайм-аут.

Множества файловых дескрипторов инициализируются с помощью трех макросов:

FD_ZERO(fd_set);

FD_SET(fd, fd_set);

FD_CLR(fd, fd_set);

Первый макрос полностью очищает множество, следующие два макроса, соответственно, добавляют и удаляют файловый дескриптор. Мы использовали два макроса для ввода и два для вывода. Сначала мы полностью очистили множество, а потом добавили в него соответствующие дескрипторы:

FD_ZERO(&readv);

FD_ZERO(&writev);

FD_SET(sock, &readv);

FD_SET(sock, &writev);

Особого разговора требует последний параметр — тайм-аут. Тайм-аут можно задавать в секундах и миллисекундах. Например, следующие операторы объявляют тайм-аут длительностью 2 секунды и 5 миллисекунд:

struct timeval tout; /* тайм-аут для select */

tout.tv_sec = 2; /* 2 секунды */

tout.tv_usec = 5; /* 5 миллисекунд */

Если вы хотите не использовать тайм-аут (то есть ждать бесконечно), укажите NULL в качестве последнего аргумента.

Функция select() возвращает число файловых дескрипторов, на которых выполнились ожидаемые условия (ввод/вывод/ошибка) или -1 при ошибке.

Вот еще один пример использования функции select(). Мы будем ожидать ввода из файла и из сокета. Если будет достигнут тайм-аут в 20 секунд, пользователь увидит соответствующее сообщение; в противном случае он увидит сообщение: «Получен ввод из файла/сокета».

Листинг 27.8. Еще один пример использования select()

#include <unistd.h>

#include <sys/types.h>

#include <sys/time.h>

#include <sys/select.h>

int k;

int sock;

int fd;

int max_fd;

fd_set input;

struct timeval timeout;

/* инициализация файла и сокета */

...

/* Инициализируем множество ввода */

FD_ZERO(input);

FD_SET(fd, input);

FD_SET(sock, input);

max_fd = (sock > fd ? sock : fd) + 1;

/* Задаем тайм-аут */

timeout.tv_sec = 20;

k = select(max_fd, &input, NULL, NULL, &timeout);

if (k < 0)

 perror("Ошибка при вызове select");

else if (k == 0) puts("TIMEOUT");

else {

 /* Получен ввод */

 if (FD_ISSET(fd, input))

 printf("Получен ввод из файла");

 if (FD_ISSET(sock, input))

  printf("Получен ввод из сокета");

}

Вроде бы код программы очень прост, но комментария заслуживает макрос FD_ISSET. С его помощью мы проверяем, есть ли во множестве ввода ввод из какого-либо источника.

27.3.12. Неблокирующие операции

Некоторые функции для работы с сокетами блокируют программу в случае, если удаленный процесс не осуществил требуемую операцию. Примеры таких функций:

♦ accept();

♦ connect();

♦ read();

♦ write().

Блокирование процесса очень нежелательно, поскольку во время ожидания можно было бы заняться чем-нибудь другим: например, обработать информацию, поступившую с другого сокета. Вы можете объявить сокеты неблокирующими с помощью системного вызовы ioctl().

Особенности работы некоторых функций в неблокирующем режиме:

♦ функция accept() сразу же завершает работу с ошибкой EWOULDBLOCK;

♦ функция connect() тоже завершает работу, но с другой ошибкой: EINPROGRESS;

♦ функции чтения (read(), recv(), recvfrom()) возвращают -1 или 0, если нет считываемых данных.

Ясное дело, что в таком режиме нужно периодически проверять наличие данных — ведь теперь процесс не будет их ожидать: если их нет, то функции просто возвратят -1 или 0.

Пример создания неблокирующих сокетов приведен ниже:

Листинг 27.9. Использование системного вызова ioctl()

#include "sock.h"

#include <sys/ioctl.h>

void main() {

 int sock;

 int on = 1, off = 0; /* значение дня ioctl() */

 /* Создаем неблокирующий сокет */