Читать онлайн «О чём не пишут в книгах по Delphi». Страница 60

    mtError, [mbOK], 0);

 end;

end;

Слушающая" нить TListenThread состоит из бесконечного ожидания подключения клиента. Каждый раз при подключении клиента библиотека сокетов создаёт новый сокет, и для работы с ним создается новая нить типа TClientThread (листинг 2.20).

Листинг 2.20. Код "слушающей" нити

procedure TListenThread.Execute;

 // Сокет, созданный для общения с подключившимся клиентом

 ClientSocket: TSocket;

 // Адрес подключившегося клиента

 ClientAddr: TSockAddr;

 ClientAddrLen: Integer;

begin

 // Начинаем бесконечный цикл

 repeat

  ClientAddrLen := SizeOf(ClientAddr);

  // Ожидаем подключения клиента

  ClientSocket := accept(FServerSocket, @ClientAddr, @ClientAddrLen);

  if ClientSocket = INVALID_SOCKET then

  begin

   // Ошибка в функции accept возникает только тогда, когда

   // происходит нечто экстраординарное. Продолжать работу

   // в этом случае бессмысленно.

   LogMessage('Ошибка при подключении клиента: ' + GetErrorString);

   Break;

  end;

  // Создаем новую  нить для обслуживания подключившегося клиента

  // и передаём ей сокет, созданный для взаимодействия с ним.

  TClientThread.Create(ClientSocket, ClientAddr);

 until False;

 closesocket(FServerSocket);

 LogMessage('Сервер завершил работу');

 Synchronize(ServerForm.OnStopServer);

end;

Метод LogMessage, существующий у "слушающей" нити, эквивалентен тому, который приведен в листинге 2.7.

Код нити типа TClientThread, которая отвечает за взаимодействие с одним клиентом, приведен в листинге 2.21.

Листинг 2.21. Код нити, реализующей взаимодействие с клиентом

// Сокет для взаимодействия с клиентом создается в главной нити,

// а сюда передается через параметр конструктора. Для формирования

// заголовка сюда же передается адрес подключившегося клиента

constructor TClientThread.Create(ClientSocket: TSocket; const ClientAddr:TSockAddr);

begin

 FSocket := ClientSocket;

 // Заголовок содержит адрес и номер порта клиента.

 // Этот заголовок будет добавляться ко всем сообщениям в лог

 // от данного клиента.

 FHeader :=

  'Сообщение от клиента ' + inet_ntoa(ClientAddr.sin_addr) + ':' +

   IntToStr(ntohs(ClientAddr.sin_port)) + ': ';

 inherited Create(False);

end;

procedure TClientThread.Execute; var Str: string; StrLen: Integer;

begin

 LogMessage('Соединение установлено');

 // Начинаем цикл, из которого выходим только при закрытии

 // соединения клиентом или из-за ошибки в сети.

 repeat

  // Читаем длину присланной клиентом строки и помещаем ее в StrLen

  case ReadFromSocket(FSocket, StrLen, SizeOf(StrLen)) of

  0: begin

   LogMessage('Клиент закрыл соединение');

   Break;

  end;

  -1: begin

   LogMessage('Ошибка при получении данных от клиента: ' +

    GetErrorString);

   Break;

  end;

  end;

  // Протокол не допускает строк нулевой длины

  if StrLen <= 0 then

  begin

   LogMessage('Неверная длина строки от клиента: ' +

    IntToStr(StrLen));

   Break;

  end;

  // Установка длины строки в соответствии с полученным значением

  SetLength(Str, StrLen);

  // Чтение строки нужной длины

  case ReadFromSocket(FSocket, Str[1], StrLen) of

  0: begin

   LogMessage('Клиент закрыл соединение');

   Break;

  end;

  -1: begin

   LogMessage('Ошибка при получении данных от клиента: ' +

    GetErrorString);

   Break;

  end;

  end;

  LogMessage('Получена строка: ' + Str);

  // Преобразование строки

  Str :=

   AnsiUpperCase(StringReplace(Str, #0, '#0', [rfReplaceAll]),

    ' (Multithreaded server)';

  // Отправка строки. Отправляется на один байт больше, чем

  // длина строки, чтобы завершающий символ #0 тоже попал в пакет

  if send(FSocket, Str[1], Length(Str) + 1, 0) < 0 then

  begin

   LogMessage('Ошибка при отправке данных клиенту: ' +

    GetErrorString);

   Break;

  end;

  LogMessage('Клиенту отправлен ответ: ' + Str);

 until False;

 closesocket(FSocket);

end;

procedure TClientThread.LogMessage(const Msg: string);

begin

 FMessage := FHeader + Msg;

 Synchronize(DoLogMessage);

end;

Метод LogMessage здесь несколько видоизменен по сравнению с предыдущими примерами: к каждому сообщению он добавляет адрес клиента, чтобы пользователь мог видеть, с каким именно из одновременно подключившихся клиентов связано сообщение. Что же касается кода Execute, то видно, что он практически не отличается от кода внутреннего цикла простейшего сервера (см. листинг 2.15). Это неудивительно — сообщение здесь читается и обрабатывается единым образом. Вся разница только в том, что теперь у нас одновременно могут работать несколько таких нитей, обеспечивая одновременную работу сервера с несколькими клиентами.

Этот сервер уже можно использовать как образец для подражания. Нужно только помнить, что он тратит на каждого клиента относительно много ресурсов, и поэтому не подходит там, где могут подключаться сотни и более клиентов одновременно. Кроме того, этот сервер очень уязвим по отношению к DoS-атакам, поэтому подобный сервер целесообразен там. где число клиентов относительно невелико, а вероятность DoS-атак низка.

Примечание

DoS-атака (Denied of Service) — способ помешать функционированию сервера, заключающийся в загрузке его бесполезной работой. В простейшем случае — это просто одновременное подключение большого числа клиентов. У нас даже простое подключение большого числа клиентов приводит к большому расходу системных ресурсов, поэтому DoS-атакой можно добиться неработоспособности не только самого сервера, но и системы в целом. Полностью защититься от DoS-атаки невозможно, но можно снизить урон, наносимый ею. Об этом мы поговорим далее.

Так как многие функции библиотеки сокетов блокируют вызвавшую их нить, если соответствующая операция не может быть выполнена немедленно, часто бывает полезно заранее знать, готов ли сокет к немедленному (без блокирования) выполнению той или иной операции. Основным средством определения этого в библиотеке сокетов служит функция select:

function select(nfds: Integer; readfds, writefds, exceptfds: PFDSet; timeout: PTimeVal): LongInt;

Первый параметр этой функции оставлен только для совместимости со старыми версиями библиотеки сокетов: в существующих версиях он игнорируется. Три следующих параметра содержат указатели на множества сокетов (эти множества описываются типом TFDSet), состояние которых должно проверяться. В данном случае понятие множества не имеет ничего общего с типом множество в Delphi. В оригинальной версии библиотеки сокетов, написанной на C, определены макросы, позволяющие очищать такие множества, добавлять и удалять сокеты и определять, входит ли тот или иной сокет в множество. В модуле WinSock эти макросы заменены одноименными процедурами и функциями (листинг 2.22).

Листинг 2.22. Функции для работы с типом TFDSet

// Удаляет сокет Socket из множества FDSet.

procedure FD_CLR(Socket: TSocket; var FDSet: TFDSet);

// Определяет, входит ли сокет Socket в множество FDSet.

function FD_ISSET(Socket: TSocket; var FDSet: TFDSet): Boolean;

// Добавляет сокет Socket в множество FDSet.

procedure FD_SET(Socket: TSocket; var FDSet: TFDSet);

// Инициализирует множество FDSet.

procedure FD_ZERO(var FDSet: TFDSet);

При создании переменной типа TFDSet в той области памяти, которую она занимает, могут находиться произвольные данные, являющиеся, по сути дела, "мусором". Из-за этого мусора функции FD_CLR, FD_ISSET, и FD_SET не смогут работать корректно. Процедура FD_ZERO очищает мусор, создавая пустое множество. Вызов остальных функций FD_XXX до вызова FD_ZERO приведёт к непредсказуемым результатам.

Мы намеренно не приводим здесь описание внутренней структуры типа TFDSet. С помощью функций FD_XXX можно выполнить все необходимые операции с множеством, не зная этой структуры. Отметим, что в Windows и в Unix внутреннее устройство этого типа существенно различается, но благодаря использованию этих функций код остается переносимым.

В Windows максимальное количество сокетов, которое может содержать в себе множество TFDSet, определяется значением константы FD_SETSIZE. По умолчанию ее значение равно 64. В C/C++ отсутствует раздельная компиляция модулей в том смысле, в котором она существует в Delphi, поэтому модуль в этих языках может поменять значение константы FD_SETSIZE перед включением заголовочного файла библиотеки сокетов, и это изменение приведёт к изменению внутренней структуры типа TFDSet (точнее, типа FDSet — в C/C++ он называется так). К счастью, в Delphi модули надежно защищены от подобного влияния друг на друга, поэтому как бы мы ни переопределяли константу FD_SETSIZE в своем модуле, на модуле WinSock это никак не отразится. В Delphi приходится прибегать к другому способу изменения количества сокетов в множестве: для этого следует определить свой тип, эквивалентный по структуре TFDSet, но резервирующий иное количество памяти для хранения сокетов (структуру TFDSet можно узнать из исходного кода модуля WinSock). В функцию select можно передавать указатели на структуры нового типа, необходимо только приведение типов указателей. А вот существующие функции FD_XXX, к сожалению, не смогут работать с новой структурой, потому что компилятор требует строгого соответствия типов для параметров-переменных. Но, опять же, при необходимости очень легко создать аналоги этих функций для своей структуры.