UNIX: разработка сетевых приложений

Когда мы после внесения этих изменений наберем первую строку ввода, эта строка будет отправлена как широковещательное сообщение, а мы установим аргумент функции 
alarm
 равным 1 с. Мы блокируемся в вызове функции 
recvfrom
, а затем для нашего сокета приходит первый ответ, вероятно, в течение нескольких миллисекунд. Ответ возвращается функцией 
recvfrom
, но затем мы входим в спящее состояние на одну секунду. Принимаются остальные ответы и помещаются в приемный буфер сокета. Но пока мы находимся в спящем состоянии, время таймера 
alarm
 истекает и генерируется сигнал 
SIGALRM
. При этом вызывается наш обработчик сигнала, затем он возвращает управление и прерывает функцию 
sleep
, в которой мы блокированы. Далее мы повторяем цикл и читаем установленные в очередь ответы с паузой в одну секунду каждый раз, когда выводится ответ. Прочитав все ответы, мы снова блокируемся в вызове функции 
recvfrom
, однако таймер уже не работает. Мы окажемся навсегда заблокированы в вызове функции 
recvfrom
. Фундаментальная проблема здесь в том, что наша цель — обеспечить прерывание блокирования в функции 
recvfrom
 обработчиком сигнала, однако сигнал может быть доставлен в любое время, и наша программа в момент доставки сигнала может находиться в любом месте бесконечного цикла 
for
.
Теперь мы проанализируем четыре различных варианта решения этой проблемы: одно некорректное и три различных корректных решения.
Блокирование и разблокирование сигнала
Наше первое (некорректное) решение снижает вероятность появления ошибки, блокируя сигнал и предотвращая его доставку, пока наша программа выполняет оставшуюся часть цикла 
for
. Эта версия представлена в листинге 20.2.
Листинг 20.2. Блокирование сигналов при выполнении в цикле for (некорректное решение)
//bcast/dgclibcast3.c
 1 #include "unp.h"
 2 static void recvfrom_alarm(int);
 3 void
 4 dg_cli(FILE *fp, int sockfd, const SA *pservaddr, socklen_t servlen)
 5 {
 6  int n;
 7  const int on = 1;
 8  char sendline[MAXLINE], recvline[MAXLINE + 1];
 9  sigset_t sigset_alrm;
10  socklen_t len;
11  struct sockaddr *preply_addr;
12  preply_addr = Malloc(servlen);
13  Setsockopt(sockfd, SOL_SOCKET, SO_BROADCAST, &on, sizeof(on));
14  Sigemptyset(&sigset_alrm);
15  Sigaddset(&sigset_alrm, SIGALRM);
16  Signal(SIGALRM, recvfrom_alarm);
17  while (Fgets(sendline, MAXLINE, fp) != NULL) {
18   Sendto(sockfd, sendline, strlen(sendline), 0, pservaddr, servlen);
  
19   alarm(5);
20   for (;;) {
21    len = servlen;
22    Sigprocmask(SIG_UNBLOCK, &sigset_alrm, NULL);
23    n = recvfrom(sockfd, recvline, MAXLINE, 0, preply_addr, &len);
24    Sigprocmask(SIG_BLOCK, &sigset_alrm, NULL);
25    if (n < 0) {
26     if (errno == EINTR)
27      break; /* окончание ожидания ответа */
28     else
29      err_sys("recvfrom error");
30    } else {
31     recvline[n] = 0; /* завершающий нуль */
32     printf("from %s: %s",
33     Sock_ntop_host(preply_addr, len), recvline);
34    }
35   }
36  }
37  free(preply_addr);
38 }
39 static void
40 recvfrom_alarm(int signo)
41 {
42  return; /* выход из recvfrom() */
43 }
Объявление набора сигналов и инициализация
14-15
 Мы объявляем набор сигналов, инициализируем его как пустой набор (
sigemptyset
) и включаем бит, соответствующий сигналу 
SIGALRM
 (
sigaddset
).
Разблокирование и блокирование сигнала
21-24
 Перед вызовом функции 
recvfrom
 мы разблокируем сигнал (с тем, чтобы он мог быть доставлен, пока наша программа блокирована), а затем блокируем его, как только завершается функция 
recvfrom
. Если сигнал генерируется (истекает время таймера), когда сигнал блокирован, то ядро запоминает этот факт, но доставить сигнал (то есть вызвать наш обработчик) не может, пока сигнал не будет разблокирован. В этом состоит принципиальная разница между генерацией сигнала и его доставкой. В главе 10 [110] предоставлена более подробная информация обо всех аспектах обработки сигналов POSIX.
Если мы откомпилируем и запустим эту программу, нам будет казаться, что она работает нормально, но все программы, порождающие ситуацию гонок, большую часть времени работают без каких-либо проблем! Проблема остается: разблокирование сигнала, вызов функции 
recvfrom
 и блокирование сигнала — все эти действия являются независимыми системными вызовами. Будем считать, что функция 
recvfrom
 возвращает последний ответ на нашу дейтаграмму, а сигнал доставляется между вызовом функции 
recvfrom
 и блокированием сигнала. Следующий вызов функции 
recvfrom
 заблокируется навсегда. Мы ограничили размер окна, но проблема осталась.
Вариантом решения может быть установка глобального флага при доставке сигнала его обработчиком: