UNIX: разработка сетевых приложений

Стандартная библиотека ввода-вывода может использоваться с сокетами, но есть несколько моментов, которые необходимо при этом учитывать.

■ Стандартный поток ввода-вывода может быть создан из любого дескриптора при помощи вызова функции

. Аналогично, имея стандартный поток ввода-вывода, мы можем получить соответствующий дескриптор, вызывая функцию . С функцией мы впервые встретились в листинге 6.1, когда мы хотели вызвать функцию для стандартного потока ввода-вывода. Функция работает только с дескрипторами, поэтому нам необходимо было получить дескриптор для стандартного потока ввода-вывода.

■ Сокеты TCP и UDP являются двусторонними. Стандартные потоки ввода- вывода также могут быть двусторонними: мы просто открываем поток типа

, что означает чтение-запись. Но в таком потоке за функцией вывода не может следовать функция ввода, если между ними нет вызова функции , , или . Аналогично, за функцией вывода не может следовать функция ввода, если между ними нет вызова функции , , , в том случае, когда при вводе не получен признак конца файла. Проблема с последними тремя функциями состоит в том, что все они вызывают функцию , которая не работает с сокетами.

■ Простейший способ обработки подобной проблемы чтения-записи — это открытие двух стандартных потоков ввода-вывода для данного сокета: одного для чтения и другого для записи.

Пример: функция str_echo, использующая стандартный ввод-вывод

Сейчас мы модифицируем наш эхо-сервер TCP (см. листинг 5.2) для использования стандартного ввода-вывода вместо функций

и . В листинге 14.6 представлена версия нашей функции , использующая стандартный ввод-вывод. (С этой версией связана проблема, которую мы вскоре опишем.)

Листинг 14.6. Функция str_echo, переписанная с использованием стандартного ввода-вывода

 Функцией создаются два стандартных потока ввода-вывода: один для ввода и другой для вывода. Вызовы функций и заменены вызовами функций и .

Если мы запустим наш сервер с этой версией функции

и затем запустим наш клиент, мы увидим следующее:

Здесь возникает проблема буферизации, поскольку сервер ничего не отражает, пока мы не введем наш символ конца файла. Выполняются следующие шаги:

■ Мы набираем первую строку ввода, и она отправляется серверу.

■ Сервер читает строку с помощью функции

и отражает ее с помощью функции .

■ Но стандартный поток ввода-вывода сервера полностью буферизован стандартной библиотекой ввода-вывода. Это значит, что библиотека копирует отраженную строку в свой стандартный буфер ввода-вывода для этого потока, но не выдает содержимое буфера в дескриптор, поскольку буфер не заполнен.

■ Мы набираем вторую строку ввода, и она отправляется серверу.

■ Сервер читает строку с помощью функции

и отражает ее с помощью функции .

■ Снова стандартная библиотека ввода-вывода сервера только копирует строку в свой буфер, но не выдает содержимое буфера в дескриптор, поскольку он не заполнен.

■ По тому же сценарию вводится третья строка.

■ Мы набираем наш символ конца файла, и функция

(см. листинг 6.2) вызывает функцию , посылая серверу сегмент FIN.

■ TCP сервера получает сегмент FIN, который читает функция

, в результате чего функция возвращает пустой указатель.

■ Функция

возвращает серверу функцию (см. листинг 5.9), и дочерний процесс завершается при вызове функции .

■ Библиотечная функция

языка С вызывает стандартную функцию очистки ввода-вывода [110, с. 162-164], и буфер вывода, который был частично заполнен нашими вызовами функции , теперь выводит скопившиеся в нем данные.

■ Дочерний процесс сервера завершается, в результате чего закрывается его присоединенный сокет, клиенту отсылается сегмент FIN и заканчивается последовательность завершения соединения TCP.

■ Наша функция

получает и выводит три отраженных строки.

■ Затем функция

получает символ конца файла на своем сокете, и клиент завершает свою работу.

Проблема здесь заключается в том, что буферизация на стороне сервера выполняется автоматически стандартной библиотекой ввода-вывода. Существует три типа буферизации, выполняемой стандартной библиотекой ввода-вывода.