27.3.11. Мультиплексирование.

В этой главе мы рассматривали пример программы-сервера, обрабатывающей запросы только от одного клиента. На практике все выглядит намного сложнее: серверу приходится одновременно обрабатывать запросы многих клиентов. Для мультиплексирования запросов клиентов используется системный вызов select(). Этот вызов использует, например, суперсервер xinetd.

Листинг 27.7. Мультиплексирование запросов.

#include "sock.h".

#include <sys/time.h>

Main() {

 int sock; /* дескриптор исходного сокета */

 int new_sock; /* дескриптор, полученный с помощью accept */

 int retval; /* возвращаемое значение */

 struct sockaddr_in server; /* адрес сокета */

 fd_set readv; /* переменная для select */

 fd_set writev; /* переменная для select */

 struct timeval tout; /* тайм-аут для select */

 /* бесконечный цикл ожидания */

 for (;;) {

  /* процесс ждет операцию ввода-вывода на сокете;

     одновременно можно ждать и другие операции */

  FD_ZERO(&readv);

  FD_ZERO(&writev);

  FD_SET(sock, &readv);

  FD_SET(sock, &writev);

  tout.tv_sec = 10; /* 10 секунд */

  retval = select(sock+1, &readv, &writev, 0, &to);

  /* если select возвращает нулевое значение, значит тайм-аут */

  if (retval == 0) {

   err_ret("timeout");

   continue;

  }

  /* в противном случае, ищем соответствующий дескриптор */

  if ( (FD_ISSET(sock, &readv)) || (FD_ISSET(sock, &writev))) {

   /* прием связи с сокета */

   new_sock = accept(sock, (struct sockaddr *)0, (int *)0);

   /* работа с сокетом new_sock */

   ...

   /* закрытие текущей связи */

   close(new_sock);

  } else {

   err_ret("Это не сокет! Проверьте все дескрипторы\n");

  }

 }

}

Системный вызов select() принимает 5 аргументов:

Int select(int fd, fd_set *input, fd_set *output,

 fd_set *error, struct timeval *timeout);

Первый аргумент, fd, — это файловый дескриптор, который может быть сокетом. Следующие три аргумента задают множества файловых дескрипторов для ожидания условий ввода (input), вывода (output) и ошибок (error). Последний аргумент — это тайм-аут.

Множества файловых дескрипторов инициализируются с помощью трех макросов:

FD_ZERO(fd_set);

FD_SET(fd, fd_set);

FD_CLR(fd, fd_set);

Первый макрос полностью очищает множество, следующие два макроса, соответственно, добавляют и удаляют файловый дескриптор. Мы использовали два макроса для ввода и два для вывода. Сначала мы полностью очистили множество, а потом добавили в него соответствующие дескрипторы:

FD_ZERO(&readv);

FD_ZERO(&writev);

FD_SET(sock, &readv);

FD_SET(sock, &writev);

Особого разговора требует последний параметр — тайм-аут. Тайм-аут можно задавать в секундах и миллисекундах. Например, следующие операторы объявляют тайм-аут длительностью 2 секунды и 5 миллисекунд:

Struct timeval tout; /* тайм-аут для select */

Tout.tv_sec = 2; /* 2 секунды */

Tout.tv_usec = 5; /* 5 миллисекунд */

Если вы хотите не использовать тайм-аут (то есть ждать бесконечно), укажите NULL в качестве последнего аргумента.

Функция select() возвращает число файловых дескрипторов, на которых выполнились ожидаемые условия (ввод/вывод/ошибка) или -1 при ошибке.

Вот еще один пример использования функции select(). Мы будем ожидать ввода из файла и из сокета. Если будет достигнут тайм-аут в 20 секунд, пользователь увидит соответствующее сообщение; в противном случае он увидит сообщение: «Получен ввод из файла/сокета».

Листинг 27.8. Еще один пример использования select().

#include <unistd.h>

#include <sys/types.h>

#include <sys/time.h>

#include <sys/select.h>

Int k;

Int sock;

Int fd;

Int max_fd;

Fd_set input;

Struct timeval timeout;

/* инициализация файла и сокета */

...

/* Инициализируем множество ввода */

FD_ZERO(input);

FD_SET(fd, input);

FD_SET(sock, input);

Max_fd = (sock > fd ? sock : fd) + 1;

/* Задаем тайм-аут */

Timeout.tv_sec = 20;

K = select(max_fd, &input, NULL, NULL, &timeout);

If (k < 0).

 perror("Ошибка при вызове select");

Else if (k == 0) puts("TIMEOUT");

Else {

 /* Получен ввод */

 if (FD_ISSET(fd, input)).

 printf("Получен ввод из файла");

 if (FD_ISSET(sock, input)).

  printf("Получен ввод из сокета");

}

Вроде бы код программы очень прост, но комментария заслуживает макрос FD_ISSET. С его помощью мы проверяем, есть ли во множестве ввода ввод из какого-либо источника.