Основы программирования в Linux
вернуться

Мэтью Нейл
Шрифт:

ps x

PID TTY STAT TIME COMMAND

26566 pts/1 S 0:00 ./server4

26590 pts/1 R+ 0:00 ps x

[2] Done ./client3

[3]- Done ./client3

[4]+ Done ./client3

$

Как это работает

Теперь серверная программа создает новый дочерний процесс для обработки каждого клиента, поэтому вы можете видеть несколько сообщений об ожидании сервера, поскольку основная программа продолжает ждать новые запросы на подключения. В выводе команды

ps
(отредактированном) показан главный процесс server4 с PID, равным 26 566, который ожидает новых клиентов, в то время, как три клиентских процесса client3 обслуживаются тремя потомками сервера. После пятисекундной паузы все клиенты получают свои результаты и завершаются. Дочерние серверные процессы тоже завершаются, оставляя только один главный серверный процесс.

Серверная программа применяет вызов

fork
для обработки множественных клиентов. В приложении для работы с базой данных это может быть не самым удачным решением, т.к. серверная программа может быть довольно большой, и, кроме того, существует проблема координации обращений к базе данных множественных копий сервера. На самом деле, все, что вам нужно, — это способ обработки множественных клиентов единственным сервером без блокировки и ожидания доставки клиентских запросов. Решение этой задачи включает одновременную обработку множественных открытых файловых дескрипторов и не ограничено только приложениями с применением сокетов. Рассмотрим функцию
select
.

select

Очень часто при разработке приложений Linux вам может понадобиться проверка состояния ряда вводов для того, чтобы определить следующее предпринимаемое действие. Например, программа обмена данными, такая как эмулятор терминала, нуждается в эффективном способе одновременного чтения с клавиатуры и с последовательного порта. В однопользовательской системе подойдет цикл "активного ожидания", многократно просматривающий ввод в поиске данных и читающий их, как только они появятся. Такое поведение очень расточительно в отношении времени ЦП.

Системный вызов

select
позволяет программе ждать прибытия данных (или завершения вывода) одновременно на нескольких низкоуровневых файловых дескрипторах. Это означает, что программа эмулятора терминала может блокироваться до тех пор, пока у нее не появится работа. Аналогичным образом сервер может иметь дело с многочисленными клиентами, ожидая запросы одновременно на многих открытых сокетах.

Функция

select
оперирует структурами данных
fd_set
, представляющими собой множества открытых файловых дескрипторов. Для обработки этих множеств определен набор макросов:

#include <sys/types.h> #include <sys/time.h>

void FD_ZERO(fd_set *fdset);

void FD_CLR(int fd, fd_set *fdset);

void FD_SET(int fd, fd_set *fdset);

int FD_ISSET(int fd, fd_set *fdset);

Как и предполагается в соответствии с их именами, макрос

FD_ZERO
инициализирует структуру
fd_set
пустым множеством,
FD_SET
и
FD_CLR
задают и очищают элементы множества, соответствующего файловому дескриптору, переданному как параметр
fd
, а макрос
FD_ISSET
возвращает ненулевое значение, если файловый дескриптор, на который ссылается
fd
, является элементом структуры
fd_set
, на которую указывает параметр
fdset
. Максимальное количество файловых дескрипторов в структуре типа
fd_set
задается константой
FD_SETDIZE
.

Функция

select
может также использовать значение для времени ожидания, чтобы помешать бесконечной блокировке. Это значение задается с помощью структуры
struct timeval
. Она определена в файле sys/time.h и содержит следующие элементы:

struct timeval {

 time_t tv_sec; /* Секунды */

 long tv_usec; /* Микросекунды */

}

Тип

time_t
, определенный в файле sys/types.h, — целочисленный. Системный вызов
select
объявляется следующим образом:

#include <sys/types.h>

#include <sys/time.h>

int select(int nfds, fd_set *readfds, fd_set *writefds,

 fd_set *errorfds, struct timeval *timeout);

Вызов

select
позволяет проверить, не готов ли хотя бы один из множества файловых дескрипторов к чтению или записи, или находится ли в ожидании из-за состояния ошибки и может быть заблокирован до момента готовности одного из дескрипторов.

Аргумент

nfds
задает количество проверяемых файловых дескрипторов, имеются в виду дескрипторы от 0 до
nfds-1
. Каждое из трех множеств дескрипторов может оказаться пустым указателем, тогда связанный с ним тест не выполняется.

Функция

select
вернет управление, если какой-либо из дескрипторов в множестве
readfds
готов к чтению, какой-нибудь дескриптор из множества
writefds
готов к записи или у одного из дескрипторов множества
errorfd
есть состояние ошибки. Если ни одно из условий не соблюдается,
select
вернет управление после промежутка времени, заданного
timeout
. Если параметр
timeout
— пустой указатель и нет активности на сокетах, вызов может быть заблокирован на неопределенное время.