Н.В. Вдовикина, И.В. Машечкин, А.Н. Терехин, А.Н. Томилин - Операционные системы - взаимодействие процессов (2008) (1114653), страница 27
Текст из файла (страница 27)
Если сообщениеслишком длинное для того протокола, который используется присоединении, оно не передается и вызов возвращает ошибкуEMSGSIZE. Если же сокет окажется переполнен, т.е. в его буфере нехватит места, чтобы поместить туда сообщение, выполнениепроцесса блокируется до появления возможности поместить164сообщение. Функция send() возвращает количество переданныхбайт в случае успеха и -1 в случае неудачи. Код ошибки при этомустанавливается в errno. Аргументы функции recv() аналогичны:sockfd – дескриптор сокета, buf и len – указатель на буфер дляприема данных и его первоначальная длина. В случае успехафункция возвращает количество считанных байт, в случае неудачи 129.Последний аргумент обеих функций – flags – можетсодержать комбинацию специальных опций. Нас будут интересоватьдве из них:MSG_OOB – этот флаг сообщает ОС, что процесс хочетосуществить прием/передачу экстренных сообщений;MSG_PEEK – данный флаг может устанавливаться при вызовеrecv().
При этом процесс получает возможность прочитать порциюданных, не удаляя ее из сокета, таким образом, что последующийвызов recv() вновь вернет те же самые данные.Другая пара функций, которые могут использоваться приработе с сокетами с предварительно установленным соединением –это обычные read() и write(), в качестве дескриптора которымпередается дескриптор сокета.И, наконец, пара функций, которая может быть использованакак с сокетами с установлением соединения, так и с сокетами безустановления соединения:#include <sys/types.h>#include <sys/socket.h>int sendto(int sockfd, const void *msg, int len,unsigned int flags, const struct sockaddr *to, inttolen);int recvfrom(int sockfd, void *buf, int len,unsigned int flags, struct sockaddr *from, int*fromlen);Первые 4 аргумента у них такие же, как и у рассмотренныхвыше. В последних двух в функцию sendto() должны бытьпереданы указатель на структуру, содержащую адрес получателя, иее размер, а функция recvfrom() в них возвращает соответственно29Отметим, что, как уже говорилось, при использовании сокетов с установлениемвиртуального соединения границы сообщений не сохраняются, поэтому приложение,принимающее сообщения, может принимать данные совсем не теми же порциями, какими онибыли посланы.
Вся работа по интерпретации сообщений возлагается на приложение.165указатель на структуру с адресом отправителя и ее реальный размер.Отметим, что перед вызовом recvfrom() параметр fromlenдолжен быть установлен равным первоначальному размеруструктуры from. Здесь, как и в функции accept, если нас неинтересует адрес отправителя, в качестве from можно передатьNULL.7.1.6 Завершение работы с сокетомЕсли процесс закончил прием либо передачу данных, емуследует закрыть соединение. Это можно сделать с помощьюфункции shutdown():# include <sys/types.h># include <sys/socket.h>int shutdown (int sockfd, int mode);Помимо дескриптора сокета, ей передается целое число,которое определяет режим закрытия соединения.
Если mode=0, тосокет закрывается для чтения, при этом все дальнейшие попыткичтения будут возвращать EOF. Если mode=1, то сокет закрывается длязаписи, и при осуществлении в дальнейшем попытки передатьданные будет выдан кода неудачного завершения (-1). Если mode=2,то сокет закрывается и для чтения, и для записи.Аналогично файловому дескриптору, дескриптор сокетаосвобождается системным вызовом close().
При этом, разумеется,даже если до этого не был вызван shutdown(), соединение будетзакрыто. Таким образом, в принципе, если по окончании работы ссокетом мы собираемся закрыть соединение и по чтению, и позаписи, можно было бы сразу вызвать close() для дескриптораданного сокета, опустив вызов shutdown(). Однако, есть небольшоеразличие с тем случаем, когда предварительно был вызванshutdown(). Если используемый для соединения протоколгарантирует доставку данных (т.е. тип сокета – виртуальный канал),то вызов close() будет блокирован до тех пор, пока система будетпытаться доставить все данные, находящиеся «в пути» (если таковыеимеются), в то время как вызов shutdown() извещает систему отом, что эти данные уже не нужны и можно не предприниматьпопыток их доставить, и соединение закрывается немедленно.
Такимобразом, вызов shutdown() важен в первую очередь для закрытиясоединения сокета с использованием виртуального канала.1667.1.7 Резюме: общая схема работы с сокетамиМы рассмотрели все основные функции работы с сокетами.Обобщаяизложенное,можноизобразитьтипичнуюпоследовательность системных вызовов для работы с сокетами сустановлением соединения в следующем виде:Серверный сокетКлиентский сокетsocketsocketbindbindconnectshutdownlistenacceptshutdownrecvsendrecvsendclosecloseshutdowncloseновый сокетРис. 24 последовательность вызовов при работе с сокетами с установлениемсоединенияЕсли приложение не имеет архитектуры «клиент-сервер» и,следовательно, у обеих сторон коммуникации нет необходимостиобеспечивать параллельную обработку новых запросов насоединение, то для обеих сторон используется схема работыклиентского сокета.Общая схема работы с сокетами без предварительногоустановления соединения проще, она такова:socketbindrecvfromsendtoshutdowncloseРис.
25 Последовательность вызовов при работе с сокетами без установлениясоединения167Пример 31. Работа с локальными сокетамиРассмотрим небольшой пример, иллюстрирующий работу ссокетами в рамках локального домена (AF_UNIX). Ниже приведенанебольшая программа, которая в зависимости от параметракомандной строки исполняет роль клиента или сервера. Клиент исервер устанавливают соединение с использованием датаграммныхсокетов. Клиент читает строку со стандартного ввода и пересылаетсерверу; сервер посылает ответ в зависимости от того, какова быластрока. При введении строки «quit» и клиент, и серверзавершаются.#include <sys/types.h>#include <sys/socket.h>#include <sys/un.h>#include <stdio.h>#include <string.h>#define SADDRESS "mysocket"#define CADDRESS "clientsocket"#define BUFLEN40int main(int argc, char **argv){struct sockaddr_un party_addr, own_addr;int sockfd;int is_server;char buf[BUFLEN];int party_len;int quitting;if (argc != 2) {printf("Usage:argv[0]);%sclient|server.\n",return 0;}quitting = 1;/* определяем, кто мы: клиент или сервер*/is_server = !strcmp(argv[1], "server");168memset(&own_addr,0,sizeof(own_addr));предварительно очищаем структуру */own_addr.sun_familyдомен */=AF_UNIX;/*/*локальныйstrcpy(own_addr.sun_path, is_server ? SADDRESS: CADDRESS);/*создаемсокет,вsockfdдескриптор создаваемого сокета*/помещаетсяif ((sockfd = socket(AF_UNIX, SOCK_DGRAM, 0)) <0){printf("can't create socket\n");return 0;}/* связываем сокет */unlink(own_addr.sun_path);/*преждевсегоудаляем файл, иначе, если такой файл ужесуществует, то считается, что такое имя ужезанято и связывание завершается неуспешно */if (bind(sockfd, (struct sockaddr *) &own_addr,sizeof(own_addr.sun_family)+strlen(own_addr.sun_path) +1) < 0) /* к размеруструктуры прибавляем реальную длину строки садресом, включая завершающий ‘\0’ */{printf("can't bind socket!");return 0;}if (!is_server){/* это – клиент *//* аналогично заполняем адресную структурус именем файла сервера */memset(&party_addr,sizeof(party_addr));party_addr.sun_family = AF_UNIX;1690,strcpy(party_addr.sun_path, SADDRESS);printf("type the string: ");/* читаем строки с командами отпользователя */while (gets(buf)) {/* не пора ли выходить? */quitting = (!strcmp(buf, "quit"));/* считали строку и передаем еесерверу, размер строки указываем сучетом завершающего ‘\0’ */if (sendto(sockfd, buf, strlen(buf) +1, 0, (struct sockaddr *)&party_addr,sizeof(party_addr.sun_family) +strlen(SADDRESS)) != strlen(buf) + 1){/* Строка не отправилась */printf("client:socket!\n");errorwritingunlink(own_addr.sun_path);/*удаляем файл при выходе */return 0;}/*получаем ответ и выводим его напечать; NULL указвает на то, что намненужнаадреснаяструктураотправителя сообщения */if (recvfrom(sockfd, buf, BUFLEN, 0,NULL, 0) < 0){ // ошибкапри приеме данныхprintf("client:socket!\n");errorreadingunlink(own_addr.sun_path);/*удаляем файл при выходе */return 0;}170printf("client:%s\n", buf);serveranswered:if (quitting) break;printf("type the string: ");} // whileclose(sockfd);unlink(own_addr.sun_path);при выходе *//*удаляемфайлreturn 0;} // if (!is_server)/* это – сервер */while (1){/* получаем строку от клиента и выводим напечать;впоследнихдвухпараметрахполучаем адресную структуру отправителя иее размер */party_len = sizeof(party_addr);if(recvfrom(sockfd,buf,BUFLEN,0,(structsockaddr*)&party_addr,&party_len) < 0){ // ошибкапри приеме данныхprintf("server:socket!");errorunlink(own_addr.sun_path);файл при выходе */reading/*удаляемreturn 0;}printf("server:\n", buf);receivedfromclient:/* не пора ли выходить? */quitting = (!strcmp(buf, "quit"));if (quitting)strcpy(buf, "quitting now!");else/* в зависимости от запроса готовим ответ */171%sif (!strcmp(buf, "ping!"))strcpy(buf, "pong!");elsestrcpy(buf, "wrong string!");/* посылаем ответ */if (sendto(sockfd, buf, strlen(buf) + 1,0,(structsockaddr*)&party_addr,party_len) != strlen(buf)+1){ // ошибка при передаче данныхprintf("server:socket!\n");errorunlink(own_addr.sun_path);файл при выходе */writing/*удаляемreturn 0;}if (quitting) break;} // whileclose(sockfd);unlink(own_addr.sun_path); /*удаляем файл,который был создан в файловой системе присвязывании сокета*/return 0;}Пример 32.
Пример работы с сокетами в рамках сети.В качестве примера работы с сокетами в домене AF_INETнапишем простенький web-сервер, который будет понимать толькоодну команду :GET /<имя файла>Сервер запрашивает у системы сокет, связывает его с адресом,считающимся известным, и начинает принимать клиентскиезапросы. Для обработки каждого запроса порождается отдельныйпотомок, в то время как родительский процесс продолжаетпрослушивать сокет.
Потомок разбирает текст запроса и отсылаетклиенту либо содержимое требуемого файла, либо диагностику(“плохой запрос” или “файл не найден”).#include <sys/types.h>#include <sys/socket.h>#include <sys/stat.h>172#include <netinet/in.h>#include <stdio.h>#include <string.h>#include <fcntl.h>#include <unistd.h>#define PORTNUM 8080#define BACKLOG 5#define BUFLEN 80#define FNFSTR "404 Error File Not Found "#define BRSTR "Bad Request "int main(int argc, char **argv){struct sockaddr_in own_addr, party_addr;int sockfd, newsockfd, filefd;int party_len;char buf[BUFLEN];int len;int i;/* создаем сокет */if ((sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0))< 0){printf("can't create socket\n");return 0;}/* связываем сокет */memset(&own_addr, 0, sizeof(own_addr));own_addr.sin_family = AF_INET; // домен сетиown_addr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;own_addr.sin_port = htons(PORTNUM);if (bind(sockfd, (struct sockaddr *) &own_addr,sizeof(own_addr)) < 0){173printf("can't bind socket!");return 0;}/* начинаем обработку запросов на соединение */if (listen(sockfd, BACKLOG) < 0){printf("can't listen socket!");return 0;}while (1) {memset(&party_addr, 0,sizeof(party_addr));party_len = sizeof(party_addr);/* создаем соединение */if ((newsockfd = accept(sockfd, (structsockaddr *)&party_addr, &party_len)) < 0){printf("error acceptingconnection!");return 0;}if (!fork()){/*это – сын, он обрабатывает запрос ипосылает ответ*/close(sockfd);не нужен *//*этот сокет сынуif ((len = recv(newsockfd, &buf,BUFLEN, 0)) < 0){printf("error reading socket!");return 0;}/* разбираем текст запроса */174printf("received: %s \n", buf);if (strncmp(buf, "GET /", 5)){ /*плохой запрос!*/if (send(newsockfd, BRSTR,strlen(BRSTR) + 1, 0) !=strlen(BRSTR) + 1){printf("error writingsocket!");return 0;}shutdown(newsockfd, 1);close(newsockfd);return 0;}for (i=5; buf[i] && (buf[i] > ' ');i++);buf[i] = 0;/* открываем файл */if ((filefd = open(buf+5, O_RDONLY))< 0){/* нет файла! */if (send(newsockfd, FNFSTR,strlen(FNFSTR) + 1, 0) !=strlen(FNFSTR) + 1){printf("error writingsocket!");return 0;}shutdown(newsockfd, 1);close(newsockfd);return 0;}175/* читаем из файла порции данных ипосылаем их клиенту */while (len = read(filefd, &buf,BUFLEN))if (send(newsockfd, buf, len, 0) < 0){printf("error writing socket!");return 0;}close(filefd);shutdown(newsockfd, 1);close(newsockfd);return 0;}/* процесс – отец.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
