Уильям Стивенс - UNIX: разработка сетевых приложений
36-42 Мы восстанавливаем флаги, задающие статус файла, и возвращаемся. Если наша переменная errno имеет ненулевое значение в результате выполнения функции getsockopt, это значение хранится в переменной errno, и функция возвращает -1.
Как мы сказали ранее, проблемы переносимости для функции connect связаны с различными реализациями сокетов и отключения блокировки. Во-первых, возможно, что установление соединения завершится и придут данные для собеседника до того, как будет вызвана функция select. В этом случае сокет будет готов для чтения и для записи при успешном выполнении функции, как и при неудачном установленном соединении. В нашем коде, показанном в листинге 16.7, этот сценарий обрабатывается при помощи вызова функции getsockopt и проверки на наличие ошибки, ожидающей обработки, для сокета.
Во-вторых, проблема в том, как определить, успешно завершилось установление соединения или нет, если мы не можем считать возможность записи единственным указанием на успешное установление соединения. В Usenet предлагалось множество решений этой проблемы, которые заменяют наш вызов функции getsockopt в листинге 16.7:
1. Вызвать функцию getpeername вместо функции getsockopt. Если этот вызов окажется неудачным и возвратится ошибка ENOTCONN, значит, соединение не было установлено, и чтобы получить ошибку, ожидающую обработки, следует вызвать для сокета функцию getsockopt с SO_ERROR.
2. Вызвать функцию read с нулевым значением аргумента length. Если выполнение функции read окажется неудачным, функция connect выполнилась неудачно, и переменная errno из функции read при этом указывает на причину неудачной попытки установления соединения. Если соединение успешно установлено, функция read возвращает нуль.
3. Снова вызвать функцию connect. Этот вызов окажется неудачным, и если ошибка — EISCONN, сокет уже присоединен, а значит, первое соединение завершилось успешно.
К сожалению, неблокируемая функция connect — это одна из самых сложных областей сетевого программирования с точки зрения переносимости. Будьте готовы к проблемам совместимости, особенно с более ранними реализациями. Более простой технологией является создание потока (см. главу 26) для обработки соединения.
Прерванная функция connect
Что происходит, если наш вызов функции connect на обычном блокируемом сокете прерывается, скажем, перехваченным сигналом, прежде чем завершится трехэтапное рукопожатие TCP? Если предположить, что функция connect не перезапускается автоматически, то она возвращает ошибку EINTR. Но мы не можем снова вызвать функцию connect, чтобы добиться завершения установления соединения. Это приведет к ошибке EADDRINUSE.
Все, что требуется сделать в этом сценарии, — вызвать функцию select, так, как мы делали в этом разделе для неблокируемой функции connect. Тогда функция select завершится, если соединение успешно устанавливается (делая сокет доступным для записи) или если попытка соединения неудачна (сокет становится доступен для чтения и для записи).
16.5. Неблокируемая функция connect: веб-клиент
Первое практическое использование неблокируемой функции connect относится к веб-клиенту Netscape (см. раздел 13.4 [112]). Клиент устанавливает соединение HTTP с веб-сервером и попадает на домашнюю страницу. На этой странице часто присутствуют ссылки на другие веб-страницы. Вместо того чтобы получать последовательно по одной странице за один раз, клиент может получить сразу несколько страниц, используя неблокируемые функции connect. На рис. 16.5 показан пример установления множества параллельных соединений. Сценарий, изображенный слева, показывает все три соединения, устанавливаемые одно за другим. Мы считаем, что первое соединение занимает 10 единиц времени, второе — 15, а третье — 4, что в сумме дает 29 единиц времени.
Рис. 16.5. Установление множества параллельных соединений
В центре рисунка показан сценарий, при котором мы выполняем два параллельных соединения. В момент времени 0 запускаются первые два соединения, а когда первое из них устанавливается, мы запускаем третье. Общее время сократилось почти вдвое и равно 15, а не 29 единицам времени, но учтите, что это идеальный случай. Если параллельные соединения совместно используют общий канал связи (допустим, клиент использует модем для соединения с Интернетом), то каждое из этих соединений конкурирует с другими за обладание ограниченными ресурсами этого канала связи, и время установления каждого соединения может возрасти. Например, время 10 может дойти до 15, 15 — до 20, а время 4 может превратиться в 6. Тем не менее общее время будет равно 21 единице, то есть все равно меньше, чем в последовательном сценарии.
В третьем сценарии мы выполняем три параллельных соединения и снова считаем, что эти три соединения не мешают друг другу (идеальный случай). Но общее время при этом такое же (15 единиц), как и во втором сценарии.
При работе с веб-клиентами первое соединение устанавливается само по себе, за ним следуют соединения по ссылкам, обнаруженным в данных от первого соединения. Мы показываем это на рис. 16.6.
Рис. 16.6. Установление первого соединения, а затем множества параллельных соединений
Для дальнейшей оптимизации клиент может начать обработку данных, возвращаемых по первому соединению, до того, как установление первого соединения завершится, и инициировать дополнительные соединения, как только ему станет известно, что они нужны.
Поскольку мы выполняем несколько неблокируемых функций connect одновременно, мы не можем использовать нашу функцию connect_nonb, показанную в листинге 16.7, так как она не завершается, пока соединение не установлено. Вместо этого мы отслеживаем множество соединений самостоятельно.
Наша программа считывает около 20 строк с веб-сервера. Мы задаем в качестве аргументов командной строки максимальное число параллельных соединений, имя узла сервера, а затем каждое из имен файлов, получаемых с сервера. Типичное выполнение нашей программы выглядит так:
solaris % web % www.foobar.com / image1.gif image2.gif
image3.gif image4.gif image5.gif
image6.gif image7.gif
Аргументы командной строки задают три одновременных соединения, имя узла сервера, имя файла домашней страницы (/ обозначает корневой каталог сервера) и семь файлов, которые затем нужно прочитать (в нашем примере это файлы с изображениями в формате GIF). Обычно на эти семь файлов имеются ссылки с домашней страницы, и чтобы получить их имена, веб-клиент читает домашнюю страницу и обрабатывает код HTML. Чтобы не усложнять этот пример разбором кода HTML, мы просто задаем имена файлов в командной строке.
Это большой пример, поэтому мы будем показывать его частями. В листинге 16.8 представлен наш заголовочный файл web.h, который включен во все файлы.
Листинг 16.8. Заголовок web.h
//nonblock/web.h
1 #include "unp.h"
2 #define MAXFILES 20
3 #define SERV "80" /* номер порта или имя службы */
4 struct file {
5 char *f_name; /* имя файла */
6 char *f_host; /* имя узла или адрес IPv4/IPv6 */
7 int f_fd; /* дескриптор */
8 int f_flags; /* F_xxx определены ниже */
9 } file[MAXFILES];
10 #define F_CONNECTING 1 /* connect() в процессе выполнения */
11 #define F_READING 2 /* соединение установлено; происходит считывание */
12 #define F_DONE 4 /* все сделано */
13 #define GET_CMD "GET %s HTTP/1.0rnrn"
14 /* глобальные переменные */
15 int nconn, nfiles, nlefttoconn, nlefttoread, maxfd;
16 fd_set rset, wset;
17 /* прототипы функций */
18 void home_page(const char*, const char*);
19 void start_connect (struct file*);
20 void write_get_cmd(struct file*);
Задание структуры file2-13 Программа считывает некоторое количество (не более MAXFILES) файлов с веб-сервера. Структура file содержит информацию о каждом файле: его имя (копируется из аргумента командной строки), имя узла или IP-адрес сервера, с которого читается файл, дескриптор сокета, используемый для этого файла, и набор флагов, которые указывают, что мы делаем с этим файлом (устанавливаем соединение для получения файла или считываем файл).
Определение глобальных переменных и прототипов функций14-20 Мы определяем глобальные переменные и прототипы для наших функций, которые мы вскоре опишем.
Листинг 16.9. Первая часть программы одновременного выполнения функций connect: глобальные переменные и начало функции main
