А.В. Столяров - Введение в операционные системы (1152218), страница 29
Текст из файла (страница 29)
Âîò ýòè ôóíêöèè:unsignedunsignedunsignedunsignedlong int htonl(unsigned long int hostlong);short int htons(unsigned short int hostshort);long int ntohl(unsigned long int netlong);short int ntohs(unsigned short int netshort);Êàê ìîæíî äîãàäàòüñÿ, áóêâà n â íàçâàíèÿõ ôóíêöèé îçíà÷àåò network (ò.å.ñåòåâîé ïîðÿäîê áàéò), áóêâà h − host (ïîðÿäîê áàéò äàííîé ìàøèíû). Íàêîíåö, s îáîçíà÷àåò êîðîòêèå öåëûå, à l − äëèííûå öåëûå ÷èñëà. Òàêèì îáðàçîì, íàïðèìåð, ôóíêöèÿ ntohl() èñïîëüçóåòñÿ äëÿ ïðåîáðàçîâàíèÿ äëèííîãîöåëîãî èç ñåòåâîãî ïîðÿäêà áàéò â ïîðÿäîê áàéò, èñïîëüçóåìûé íà äàííîé ìàøèíå.×òî êàñàåòñÿ IP-àäðåñà, òî, èìåÿ åãî òåêñòîâîå ïðåäñòàâëåíèå (íàïðèìåð,ñòðîêó "192.168.10.12"), ìîæíî âîñïîëüçîâàòüñÿ ôóíêöèåé inet_aton()äëÿ ôîðìèðîâàíèÿ ñòðóêòóðû òèïà struct in_addr (ïîëå sin_addr ñòðóêòóðû sockaddr_in èìååò èìåííî ýòîò òèï):5 Òåðìèíûbig-endians è little-endians ââåäåíû Äæîíàòàíîì Ñâèôòîì â êíèãå Ïóòåøåñòâèÿ Ãóëëèâåðà äëÿ îáîçíà÷åíèÿ íåïðèìèðèìûõ ñòîðîííèêîâ ðàçáèâàíèÿ ÿèö, ñîîòâåòñòâåííî, ñ òóïîãî êîíöàè ñ îñòðîãî.
Íà ðóññêèé ÿçûê ýòè íàçâàíèÿ îáû÷íî ïåðåâîäèëèñü êàê òóïîêîíå÷íèêè è îñòðîêîíå÷íèêè. Àðãóìåíòû â ïîëüçó òîé èëè èíîé àðõèòåêòóðû äåéñòâèòåëüíî ÷àñòî íàïîìèíàþò ñâÿùåííóþ âîéíóîñòðîêîíå÷íèêîâ ñ òóïîêîíå÷íèêàìè.129int inet_aton(const char *cp, struct in_addr *inp);Çäåñü cp − ñòðîêà, ñîäåðæàùàÿ òåêñòîâîå ïðåäñòàâëåíèå IP-àäðåñà, à inp óêàçûâàåò íà ñòðóêòóðó, ïîäëåæàùóþ çàïîëíåíèþ. Ôóíêöèÿ âîçâðàùàåò íåíóëåâîå çíà÷åíèå, åñëè çàäàííàÿ ñòðîêà ÿâëÿåòñÿ äîïóñòèìîé òåêñòîâîé çàïèñüþIP-àäðåñà, è 0 â ïðîòèâíîì ñëó÷àå.Äîïóñòèì, íóæíûé íàì IP-àäðåñ ñîäåðæèòñÿ â ñòðîêå char *serv_ip, àïîðò − â ïåðåìåííîé port â âèäå öåëîãî ÷èñëà. Òîãäà çàïîëíåíèå ñòðóêòóðûsockaddr_in ìîæåò âûãëÿäåòü òàê:struct sockaddr_in addr;addr.sin_family = AF_INET;addr.sin_port = htons(port);if(!inet_aton(serv_ip, &(addr.sin_addr))) {/* Îøèáêà - íåâàëèäíûé IP-àäðåñ */}Ïðè ñîçäàíèè ñëóøàþùåãî ñîêåòà íà ñåðâåðå çàäàâàòü êîíêðåòíûé ipàäðåñ íå îáÿçàòåëüíî, ãîðàçäî ïðîùå ïðîèíñòðóêòèðîâàòü ñèñòåìó ïðèíèìàòü ñîåäèíåíèÿ íà çàäàííûé ïîðò íà ëþáîì èç èìåþùèõñÿ â ñèñòåìå ipàäðåñîâ.
Ïðè ýòîì ïîëå sin_addr ñëåäóåò çàïîëíèòü ñïåöèàëüíûì çíà÷åíèåìINADDR_ANY:struct sockaddr_in addr;addr.sin_family = AF_INET;addr.sin_port = htons(port);addr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;23.5.5Î çàëèïàíèè TCP-ïîðòà×àñòî ïðè ðàáîòå ñ ñåðâåðîì ìîæíî çàìåòèòü, ÷òî ïîñëå çàâåðøåíèÿ ïðîãðàììû-ñåðâåðàåå íåêîòîðîå âðåìÿ íåâîçìîæíî çàïóñòèòü ñ òåì æå çíà÷åíèåì íîìåðà ïîðòà. Ýòî ïðîèñõîäèòîáû÷íî ïðè íåêîððåêòíîì çàâåðøåíèè ïðîãðàììû-ñåðâåðà, ëèáî åñëè ïðîãðàììà-ñåðâåð çàâåðøàåòñÿ ïðè àêòèâíûõ êëèåíòñêèõ ñîåäèíåíèÿõ.  ýòèõ ñëó÷àÿõ ÿäðî îïåðàöèîííîé ñèñòåìûíåêîòîðîå âðåìÿ ïðîäîëæàåò ñ÷èòàòü àäðåñ çàíÿòûì.Èçáåæàòü ýòèõ ñèòóàöèé ïðè îòëàäêå ïðîãðàììû-ñåðâåðà î÷åíü ñëîæíî, îäíàêî ñèñòåìàñîêåòîâ ïîçâîëÿåò èçìåíèòü ïîâåäåíèå ÿäðà â îòíîøåíèè àäðåñîâ, çàëèïøèõ ïîäîáíûìîáðàçîì.
Äëÿ ýòîãî íåîáõîäèìî ïåðåä âûçîâîìñîêåòå îïöèþSO_REUSEADDR.bind()âûñòàâèòü íà áóäóùåì ñëóøàþùåìÝòî äåëàåòñÿ ñ ïîìîùüþ ñèñòåìíîãî âûçîâàint setsockopt(int sd, int level, int optname,const void *optval, int optlen);130setsockopt():sdÏàðàìåòðçàäàåò äåñêðèïòîð ñîêåòà,levelîáîçíà÷àåò óðîâåíü (ñëîé) ñòåêà ïðîòîêîëîâ,ê êîòîðîìó èìååò îòíîøåíèå óñòàíàâëèâàåìàÿ îïöèÿ (â äàííîì ñëó÷àå ýòî óðîâåíü ñîêåòîâ,îáîçíà÷àåìûé êîíñòàíòîéSOL_SOCKET)Ïàðàìåòðoptnameçàäàåò èìÿ (íà ñàìîì äåëå,êîíå÷íî, ýòî íîìåð, èëè ÷èñëîâîé èäåíòèôèêàòîð) óñòàíàâëèâàåìîé îïöèè; â äàííîì ñëó÷àåíàì íóæíà îïöèÿSO_REUSEADDR.Ïîñêîëüêó èíôîðìàöèÿ, ñâÿçàííàÿ ñ íóæíîé îïöèåé, ìîæåò èìåòü ïðîèçâîëüíóþ ñëîæíîñòü, âûçîâ ïðèíèìàåò íåòèïèçèðîâàííûé óêàçàòåëü íà çíà÷åíèå îïöèè è äëèíó îïöèè (ïàðàìåòðû÷èñëî1,optvalèoptlenñîîòâåòñòâåííî).
Çíà÷åíèåì îïöèè â äàííîì ñëó÷àå áóäåò öåëîåòàê ÷òî ñëåäóåò çàâåñòè ïåðåìåííóþ òèïà int, ïðèñâîèòü åé çíà÷åíèåâ êà÷åñòâåoptvalàäðåñ ýòîé ïåðåìåííîé, à â êà÷åñòâåoptlen −âûðàæåíèå1 è ïåðåäàòüsizeof(int).Òàêèì îáðàçîì, íàø âûçîâ áóäåò âûãëÿäåòü òàê:int opt = 1;setsockopt(ls, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &opt, sizeof(opt));23.6Èñïîëüçîâàíèå ñîêåòîâ äëÿ ñâÿçè ðîäñòâåííûõïðîöåññîâ îòëè÷èå îò íåèìåíîâàííûõ êàíàëîâ, ñîêåòû ïðåäñòàâëÿþò ñîáîé äâóíàïðàâëåííûé êàíàëñâÿçè, ÷òî äåëàåò èõ â íåêîòîðûõ ñëó÷àÿõ áîëåå óäîáíûì ñðåäñòâîì äàæå ïðè âçàèìîäåéñòâèèðîäñòâåííûõ ïðîöåññîâ.
Îäíàêî ïðîöåäóðà óñòàíîâëåíèÿ ñîåäèíåíèÿ, ðàññìîòðåííàÿ âûøå,ïðåäñòàâëÿåòñÿ äëÿ òàêîé ñèòóàöèè ñëèøêîì ñëîæíîé.  ñâÿçè ñ ýòèì â ÎÑ Unix ïðåäóñìîòðåíâûçîâint socketpair(int af, int type, int protocol, int sv[2]);Ïàðàìåòðûaf, typeèprotocolçàäàþò, ñîîòâåòñòâåííî, ñåìåéñòâî àäðåñàöèè, òèï è ïðî-òîêîë äëÿ ñîçäàâàåìûõ ñîêåòîâ. Ñëåäóåò îòìåòèòü, ÷òî ìíîãèå ðåàëèçàöèè äîïóñêàþò ëèøüAF_UNIX, SOCK_STREAM è 0. Ïàðàìåòð sv äîëæåí óêàçûòèïà int, â êîòîðûå âûçîâ çàíåñåò ôàéëîâûå äåñêðèïòîðûîäíó êîìáèíàöèþ ýòèõ ïàðàìåòðîâ:âàòü íà ìàññèâ èç äâóõ ýëåìåíòîâäâóõ ñîçäàííûõ ñîêåòîâ. Ñîêåòû ñîçäàþòñÿ óæå ñâÿçàííûìè äðóã ñ äðóãîì, ïðè÷åì îáà êîíöàîòêðûòû êàê íà ÷òåíèå, òàê è íà çàïèñü.Âûçîâ âîçâðàùàåò 0 â ñëó÷àå óñïåõà, -1 â ñëó÷àå îøèáêè.131Ëåêöèÿ 112424.1Ïðîáëåìà î÷åðåäíîñòè äåéñòâèé è åå ðåøåíèÿÑóòü ïðîáëåìûÍà ïðîøëîé ëåêöèè óïîìèíàëîñü, ÷òî ïðè ðàáîòå ñ ñîêåòàìè ïîòîêîâîãî òèïà ïîñëå ïðèíÿòèÿ ïåðâîãî ñîåäèíåíèÿ â ïðîãðàììå-ñåðâåðå âîçíèêàåòïðîáëåìà î÷åðåäíîñòè äåéñòâèé.
Ïîÿñíèì, â ÷åì îíà çàêëþ÷àåòñÿ.Ó íàñ èìåþòñÿ äâà äåñêðèïòîðà (à ïîñëå óñòàíîâëåíèÿ ñîåäèíåíèÿ ñ íîâûìè êëèåíòàìè èõ ÷èñëî âîçðàñòåò). Íà îäíîì èç äåñêðèïòîðîâ ìîæåò îæèäàòüçàïðîñ íà ñîåäèíåíèå íîâîãî êëèåíòà, êîòîðûé ïîòðåáóåò âûçîâà accept().Íî åñëè ìû ñäåëàåì accept(), à íèêàêîãî çàïðîñà íà ñîåäèíåíèå íå áûëî,íàøà ïðîãðàììà òàê è îñòàíåòñÿ âíóòðè âûçîâà accept(), ïðè÷åì ïðîáûòüòàì ìîæåò ñêîëü óãîäíî äîëãî: íèêòî âåäü íå ìîæåò ãàðàíòèðîâàòü, ÷òî êòîëèáî çàõî÷åò óñòàíîâèòü ñ íàìè íîâîå ñîåäèíåíèå.
 ýòî âðåìÿ íà ëþáîé èçêëèåíòñêèõ ñîêåòîâ (òî åñòü ñîêåòîâ, îòâå÷àþùèõ çà ñîåäèíåíèå ñ êàæäûì èçêëèåíòîâ) ìîãóò ïðèéòè äàííûå, òðåáóþùèå îáðàáîòêè; ÿñíî, ÷òî, ïîêà ìûâèñèì âíóòðè âûçîâà accept(), íèêàêîé îáðàáîòêè äàííûõ íå ïðîèçîéäåò,ò.ê. ìû èõ äàæå íå ïðî÷èòàåì.Ñ äðóãîé ñòîðîíû, åñëè ïîïûòàòüñÿ ïðîèçâåñòè ÷òåíèå ñ òîãî èëè èíîãîêëèåíòñêîãî ñîêåòà, åñòü ðèñê, ÷òî êëèåíò ïî êàêèì-ëèáî ïðè÷èíàì íå ïðèøëåò íàì íèêàêèõ äàííûõ â òå÷åíèå äëèòåëüíîãî ïåðèîäà âðåìåíè. Âñå ýòîâðåìÿ íàøà ïðîãðàììà áóäåò íàõîäèòüñÿ âíóòðè âûçîâà read() èëè recv(),íå âûïîëíÿÿ íèêàêîé ðàáîòû, â òîì ÷èñëå íå ïðèíèìàÿ íîâûõ ñîåäèíåíèé èíå îáðàáàòûâàÿ äàííûå, ïîñòóïèâøèå îò äðóãèõ (óæå ïðèñîåäèíåííûõ) êëèåíòîâ.Ïðîèëëþñòðèðîâàòü ïðîáëåìó ìîæíî íà ïðèìåðå èç ñîâñåì íåêîìïüþòåðíîé îáëàñòè. Ïðåäñòàâèì ñåáå îáûêíîâåííûé ðåñòîðàí, òîëüêî î÷åíü äîðîãîé,â êîòîðîì êàæäûé ñòîëèê ðàçìåùåí â îòäåëüíîé êàáèíêå, òàê ÷òî, â êàêîìáû ìåñòå ìû íè ñòîÿëè, íåëüçÿ îäíîâðåìåííî óâèäåòü âñå ñòîëèêè è âõîäíûåäâåðè.Ïðåäñòàâèì ñåáå òåïåðü, ÷òî íà âåñü ðåñòîðàí åñòü òîëüêî îäèí îôèöèàíò,èñïîëíÿþùèé åùå è îáÿçàííîñòè ìåòðîäîòåëÿ.
 íàøåé àíàëîãèè îôèöèàíòáóäåò èãðàòü ðîëü ïðîöåññà.Ñðàçó ïîñëå îòêðûòèÿ ðåñòîðàíà îôèöèàíò, åñòåñòâåííî, ïîäîéäåò ê âõîäíûì äâåðÿì è áóäåò ïîäæèäàòü íîâûõ êëèåíòîâ (âûçîâ accept()), ÷òîáû,âñòðåòèâ èõ, ïðîâîäèòü èõ ê ñòîëèêó. Îäíàêî ñðàçó ïîñëå òîãî, êàê ïåðâûå132êëèåíòû çàéìóò ñòîëèê è ïðèìóòñÿ èçó÷àòü ìåíþ, îôèöèàíò îêàæåòñÿ ïåðåäïðîáëåìîé: ñëåäóåò ëè åìó ñòîÿòü îêîëî ñòîëèêà â îæèäàíèè, ïîêà êëèåíòûîïðåäåëÿòñÿ ñ çàêàçîì, èëè æå ñëåäóåò ïîéòè ê äâåðÿì ïðîâåðèòü, íå ïðèøåëëè åùå êòî-íèáóäü.Êîãäà æå êëèåíòîâ çà ñòîëèêàìè ñòàíåò ìíîãî, îôèöèàíòó è âîâñå ïðèäåòñÿ òÿæåëî. Âåäü êàæäîìó êëèåíòó çà ëþáûì èç ñòîëèêîâ â ëþáîé ìîìåíò ìîæåò ÷òî-òî ïîíàäîáèòüñÿ − îí ìîæåò ðåøèòü çàêàçàòü åùå êàêîå-ëèáî áëþäî,ìîæåò ñëó÷àéíî óðîíèòü íà ïîë âèëêó è ïîïðîñèòü ïðèíåñòè íîâóþ, ìîæåò,íàêîíåö, ðåøèòü, ÷òî åìó ïîðà èäòè, è ïîòðåáîâàòü ñ÷åò.
Ñ äðóãîé ñòîðîíû,â ëþáîé ìîìåíò ìîãóò ïðèéòè è íîâûå êëèåíòû, è åñëè íèêòî íå âñòðåòèòèõ ó äâåðåé, îíè ìîãóò îáèäåòüñÿ è óéòè, à ðåñòîðàí íåäîïîëó÷èò äåíåã. Íàïîìíèì, ÷òî ïî óñëîâèÿì íàøåé àíàëîãèè îôèöèàíò íå ìîæåò íàéòè òàêîåìåñòî â ðåñòîðàíå, îòêóäà áûëî áû âèäíî è ñòîëèêè, è âõîäíûå äâåðè; òî÷íååãîâîðÿ, èç ëþáîãî ìåñòà âèäíî ëèáî îäèí ñòîëèê (íî íå áîëüøå), ëèáî äâåðè,ëèáî âîîáùå íè òî, íè äðóãîå.Ñàìîå ïðîñòîå ðåøåíèå, ïðèõîäÿùåå â ãîëîâó − ýòî áåãàòü ïî âñåìó ðåñòîðàíó, ïîäáåãàÿ ïî î÷åðåäè ê êàæäîìó èç ñòîëèêîâ, à òàêæå è ê äâåðÿì,óçíàâàòü, ÷òî âíèìàíèå îôèöèàíòà òàì íå òðåáóåòñÿ è èäòè, âåðíåå, áåæàòüíà ñëåäóþùèé êðóã.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
