UNIX: разработка сетевых приложений

Мы также рассказываем о том, как определить, сколько данных находится в приемном буфере сокета и как использовать с сокетами стандартную библиотеку ввода-вывода С, и обсуждаем более совершенные способы ожидания событий.
  
14.2. Тайм-ауты сокета
 
Существует три способа установки тайм-аута для операции ввода-вывода через сокет.
1. Вызов функции 
alarm
, которая генерирует сигнал 
SIGALRM
, когда истекает заданное время. Это подразумевает обработку сигналов, которая может варьироваться от одной реализации к другой. К тому же такой подход может стать помехой другим существующим вызовам функции 
alarm
 в данном процессе.
2. Блокирование при ожидании ввода-вывода в функции 
select
, имеющей встроенное ограничение времени, вместо блокирования в вызове функции 
read
 или 
write
.
3. Использование более новых параметров сокета — 
SO_RCVTIMEO
 и 
SO_SNDTIMEO
. Проблема при использовании этого подхода заключается в том, что не все реализации поддерживают новые параметры сокетов.
Все три технологии работают с функциями ввода и вывода (такими как 
read
, 
write
 и их вариациями, например 
recvfrom
 и 
sendto
), но нам также хотелось бы иметь технологию, работающую с функцией 
connect
, поскольку процесс соединения TCP может занять длительное время (обычно 75 с). Функцию 
select
 можно использовать для установки тайм-аута функции 
connect
, только когда сокет находится в неблокируемом режиме (который мы рассматриваем в разделе 16.3), а параметры сокетов, устанавливающие тайм-аут, не работают с функцией 
connect
. Мы также должны отметить, что первые две технологии работают с любым дескриптором, в то время как третья технология только с дескрипторами сокетов.
Теперь мы представим примеры применения всех трех технологий.
  
Тайм-аут для функции connect (сигнал SIGALRM)
 
В листинге 14.1 [1] показана наша функция 
connect_timeo
, вызывающая функцию connect с ограничением по времени, заданным вызывающим процессом. Первые три аргумента — это аргументы, которых требует функция 
connect
, а четвертый — это длительность ожидания в секундах.
Листинг 14.1. Функция connect с тайм-аутом
//lib/connect_timeo.c
 1 #include "unp.h"
 2 static void connect_alarm(int);
 3 int
 4 connect_timeo(int sockfd, const SA *saptr, socklen_t salen, int nsec)
 5 {
 6  Sigfunc *sigfunc;
 7  int n;
 8  sigfunc = Signal(SIGALRM, connect_alarm);
 9  if (alarm(nsec) != 0)
10   err_msg("connect_timeo: alarm was already set");
11  if ((n = connect(sockfd, saptr, salen)) < 0) {
  
12   close(sockfd);
13   if (errno == EINTR)
14    errno = ETIMEDOUT;
15  }
16  alarm(0); /* отключение alarm */
17  Signal(SIGALRM, sigfunc); /* восстанавливаем прежний обработчик
                                 сигнала */
18  return (n);
19 }
20 static void
21 connect_alarm(int signo)
22 {
23  return; /* просто прерываем connect() */
24 }
Установка обработчика сигналов
8
 Для 
SIGALRM
 устанавливается обработчик сигнала. Текущий обработчик сигнала (если таковой имеется) сохраняется, и таким образом мы можем восстановить его в конце функции.
Установка таймера
9-10
 Таймер для процесса устанавливается на время (число секунд), заданное вызывающим процессом. Возвращаемое значение функции 
alarm
 — это число секунд, остающихся в таймере для процесса (если он уже установлен для процесса) в настоящий момент или 0 (если таймер не был установлен прежде). В первом случае мы выводим сообщение с предупреждением, поскольку мы стираем предыдущую установку таймера (см. упражнение 14.2).
Вызов функции connect
11-15
 Вызывается функция 
connect
, и если функция прерывается (
EINTR
), мы присваиваем переменной errno значение 
ETIMEDOUT
. Сокет закрывается, чтобы не допустить продолжения трехэтапного рукопожатия.
Выключение таймера и восстановление предыдущего обработчика сигнала
16-18
 Таймер при обнулении выключается, и восстанавливается предыдущий обработчик сигналов (если таковой имеется).
Обработка сигнала SIGALRM
20-24
 Обработчик сигнала просто возвращает управление. Предполагается, что это прервет ожидание функции 
connect
, заставив ее возвратить ошибку 
EINTR
. Вспомните нашу функцию 
signal
 (см. листинг 5.5), которая не устанавливает флага 
SA_RESTART
, когда перехватываемый сигнал — это сигнал 
SIGALRM
.
Одним из важных моментов в этом примере является то, что мы всегда можем сократить период ожидания для функции 
connect
, используя эту технологию, но мы не можем увеличить период, заданный для ядра. В Беркли-ядре тайм-аут для функции 
connect
 обычно равен 75 с. Мы можем задать меньшее значение для нашей функции, допустим 10, но если мы задаем большее значение, скажем 80, тайм- аут самой функции 
connect
 все равно составит 75 с.
Другой важный момент в данном примере — то, что мы используем возможность прерывания системного вызова (
connect
) для того, чтобы возвратить управление, прежде чем истечет время ожидания ядра. Такой подход допустим, когда мы выполняем системный вызов и можем обработать возвращение ошибки 
EINTR
. Но в разделе 29.7 мы встретимся с библиотечной функцией, выполняющей системный вызов, которая сама выполняет заново системный вызов при возвращении ошибки 
EINTR
. Мы можем продолжать работать с сигналом 
SIGALRM
 и в этом случае, но в листинге 29.6 мы увидим, что нам придется воспользоваться функциями 
sigsetjmp
 и 
siglongjmp
, поскольку библиотечная функция игнорирует ошибку 
EINTR
.