Читать онлайн «Основы программирования в Linux». Страница 161

int send_mess_to_server(message_db_t mess_to_send) {

 struct msg_passed my_msg;

#if DEBUG_TRACE

 printf("%d send_mess_to_server()\n", getpid());

#endif

 my_msg.real_message = mess_to_send;

 my_msg.msg_key = mess_to_send.client_pid;

 if (msgsnd(serv_qid, (void *)&my_msg, sizeof(mess_to_send) , 0) == -1) {

  perror("Message send failed");

  return(0);

 }

 return(1);

}

4. При получении сообщения от сервера клиент использует ID процесса для получения только сообщений, адресованных ему, пропуская сообщения, предназначенные другим клиентам.

int read_resp_from_server(message_db_t *rec_ptr) {

 struct msg_passed mymsg;

#if DEBUG_TRACE

 printf("%d :- read_resp_from_server()\n", getpid());

#endif

 if (msgrcv(cli_qid, (void *)&my_msg, sizeof(*rec_ptr), getpid(), 0) == -1) {

  return(0);

 }

 *rec_ptr = my_msg.real_message;

 return(1);

}

5. Для сохранения совместимости с файлом pipe_imp.c необходимо объявить четыре дополнительные функции. Но в вашей программе они будут пустыми. Операции, которые они реализовывали в случае применения каналов, больше не нужны.

int start_resp_to_client(const message_db_t mess_to_send) {

 return(1);

}

void end_resp_to_client(void) {}

int start_resp_from_server(void) {

 return(1);

}

void end_resp_from_server(void) {}

Теперь вы можете просто запустить сервер, выполняющий в фоновом режиме реальное сохранение и извлечение данных, и затем выполнить клиентское приложение для подключения к серверу с помощью сообщений.

Все, что вы должны сделать, — это заменить интерфейсные функции из главы 11 другой реализацией, применяющей очереди сообщений. Преобразование приложения для использования очередей сообщений показывает мощь этого средства IPC, т.к. вам требуется меньше функций, чем в случае применения каналов, и даже эти необходимые функции гораздо проще, чем в предыдущей версии приложения.

Несмотря на то, что для соответствия требованиям X/Open этого не требуется, большинство систем Linux предоставляет набор команд, обеспечивающих доступ к данным IPC в режиме командной строки и удаление потерянных средств IPC. Существуют команды ipcs и ipcrm, очень полезные при разработке программ.

Один из досадных недостатков средств IPC состоит в том, что плохо написанная программа или программа, по какой-либо причине завершившаяся аварийно, может оставить свои ресурсы IPC (например, данные в очереди сообщений) еще долго блуждающими в системе без определенной цели после завершения программы. Такое поведение может привести к аварийному завершению нового запуска программы, поскольку она рассчитывает начать выполнение в очищенной системе, а на самом деле находит эти блуждающие ресурсы. Команды состояния (ipcs) и удаления (ipcrm) позволяют проверить систему и очистить ее от ненужных средств IPC.

Для проверки состояния семафоров в системе примените команду ipcs -s. Если какие-то семафоры присутствуют, вывод команды будет выглядеть следующим образом:

$ ipcs -s

------ Semaphore Arrays ------

key        semid owner perms nsems

0x4d00df1a 768   rick  666   1

Для удаления семафоров, случайно оставленных программами, вы можете использовать команду ipcrm. Для удаления только что отображенного семафора примените (в Linux) следующую команду:

$ ipcrm -s 768

В некоторых более старых системах Linux используется несколько иной синтаксис команды:

$ ipcrm sem 768

Но этот устаревший стиль редко встречается в наше время. Формат, подходящий для вашей конкретной системы, ищите на страницах интерактивного справочного руководства.

Многие системы предоставляют программы режима командной строки для доступа не только к сведениям о семафорах, но и к подробным данным совместно используемой памяти. К ним относятся команды ipcs -m и ipcrm -m <id> (или ipcrm shm <id>).

Далее приведен пример вывода команды ipcs -m:

$ ipcs -m

------ Shared Memory Segments ------

key        shmid owner perms bytes nattch status

0x00000000 384   rick  666   4096  2      dest

Здесь показан единственный сегмент совместно используемой памяти объемом 4 Кбайт, присоединенный к двум процессам.

Команда ipcrm -m <id> позволяет удалить совместно используемую память. Она бывает полезной, когда программа завершается аварийно при попытке убрать такую память.

Для очередей сообщений предназначены команды ipcs -q и ipcrm -q <id> (или ipcrm msg <id>).

Далее приведен пример вывода команды ipcs -q:

$ ipcs -q

------ Message Queues ------

key        msqid owner perms used-bytes messages

0x000004d2 3384  rick  666   2048       2

В нем показаны в очереди сообщений два сообщения общим объемом 2048 байтов. Команда ipcrm -q <id> позволяет удалить очередь сообщений.

В этой главе вы познакомились с тремя разновидностями средств взаимосвязи процессов, которые стали широко применяться в ОС UNIX System V.2 и были доступны в системе Linux, начиная с ранних версий ее дистрибутивов. Вы рассмотрели предлагаемые ими сложные функциональные возможности и, после того как поняли принципы их функционирования, оценили обеспечиваемое ими эффективное решение для удовлетворения многих потребностей межпроцессного взаимодействия. 

В этой главе вы познакомитесь с еще одним способом взаимодействия процессов, существенно отличающимся от тех, которые мы обсуждали в главах 13 и 14. До настоящего момента все рассматриваемые нами средства основывались на совместно используемых ресурсах одного компьютера. Ресурсы могли быть разными: областью файловой системы, сегментами совместно используемой памяти или очередями сообщений, но использовать их могли только процессы, выполняющиеся на одной машине.

В версию ОС Berkeley UNIX было включено новое средство коммуникации — интерфейс сокетов, — являющееся расширением концепции канала, обсуждавшейся в главе 13. В системах Linux также есть интерфейсы сокетов.

Вы можете применять сокеты во многом так же, как каналы, но они поддерживают взаимодействие в пределах компьютерной сети. Процесс на одной машине может использовать сокеты для взаимосвязи с процессом на другом компьютере, что делает возможным существование клиент-серверных систем, распределенных в сети. Процессы, выполняющиеся на одной машине, также могут применять сокеты.

Кроме того, интерфейс сокетов стал доступен в ОС Windows благодаря общедоступной спецификации Windows Sockets или WinSock. Сервисы сокетов в ОС Windows предоставляются системным файлом Winsock.dll. Стало быть, программы под управлением Windows могут взаимодействовать по сети с компьютерами под управлением Linux и UNIX и наоборот, реализуя, таким образом, клиент-серверные системы. Несмотря на то, что программный интерфейс для WinSock не совпадает полностью с интерфейсом сокетов в UNIX, в основе его лежат те же сокеты.

В одной-единственной главе мы не сможем дать исчерпывающее описание всех многообразных сетевых возможностей Linux, поэтому вы найдете здесь лишь основные программные сетевые интерфейсы, которые позволят вам писать собственные программы, работающие в сети.

Более подробно мы рассмотрим следующие темы:

□ как действует соединение с помощью сокетов;

□ атрибуты сокетов, адреса и обмен информацией;

□ сетевая информация и интернет-демон (inetd/xinetd);

□ клиенты и серверы.

Сокет — это средство связи, позволяющее разрабатывать клиент-серверные системы для локального, на одной машине, или сетевого использования. Функции ОС Linux, такие как вывод, подключение к базам данных и обслуживание Web-страниц, равно как и сетевые утилиты, например rlogin, предназначенная для удаленной регистрации, и ftp, применяемая для передачи файлов, обычно используют сокеты для обмена данными.

Сокеты создаются и используются не так, как каналы, потому что они подчеркивают явное отличие между клиентом и сервером. Механизм сокетов позволяет создавать множество клиентов, присоединенных к единственному серверу.

Соединения на базе сокетов можно рассматривать как телефонные звонки в учреждение. Телефонный звонок поступает в организацию, и на него отвечает секретарь приемной, направляющий вызов в соответствующий отдел (серверный процесс) и оттуда к нужному сотруднику (сокет сервера). Каждый входящий телефонный звонок (клиент) направляется к соответствующей конечной точке, и промежуточные операторы могут заниматься последующими телефонными звонками. Прежде чем рассматривать установку соединений с помощью сокетов в системах Linux, нужно понять, как они ведут себя в приложениях сокетов, поддерживающих соединения.