UNIX: разработка сетевых приложений

В данном примере для каждого дочернего процесса нам нужна некая структура, содержащая информацию о нем. Заголовочный файл 
child.h
, в котором определяется структура 
Child
, показан в листинге 30.16.
Листинг 30.16. Структура Child
//server/child.h
1 typedef struct {
2  pid_t child_pid;  /* ID процесса */
3  int child_pipefd; /* программный (неименованный) канал между
                        родительским и дочерним процессами */
4  int child_status; /* 0 = готово */
5  long child_count; /* количество обрабатываемых соединений */
6 } Child;
7 Child *cptr; /* массив структур Child */
Мы записываем идентификатор дочернего процесса, дескриптор программного канала (pipe) родительского процесса, связанного с дочерним, статус дочернего процесса и количество обрабатываемых дочерним процессом клиентских соединений. Это количество выводится обработчиком сигнала 
SIGINT
 и позволяет нам отслеживать распределение клиентских запросов между дочерними процессами.
Рассмотрим сначала функцию 
child_make
, которая приведена в листинге 30.17. Мы создаем канал и доменный сокет Unix (см. главу 14) перед вызовом функции 
fork
. После того, как создан дочерний процесс, родительский процесс закрывает один дескриптор (
sockfd[1]
), а дочерний процесс закрывает другой дескриптор (
sockfd[0]
). Более того, дочерний процесс подключает свой дескриптор канала (
sockfd[1]
) к стандартному потоку сообщений об ошибках, так что каждый дочерний процесс просто использует это устройство для связи с родительским процессом. Этот механизм проиллюстрирован схемой, приведенной на рис. 30.3.
Листинг 30.17. Функция child_make: передача дескриптора в сервере с предварительным порождением дочерних процессов
//server/child05.c
 1 #include "unp.h"
 2 #include "child.h"
 3 pid_t
 4 child_make(int i, int listenfd, int addrlen)
 5 {
 6  int sockfd[2];
 7  pid_t pid;
 8  void child_main(int, int, int);
 9  Socketpair(AF_LOCAL, SOCK_STREAM, 0, sockfd);
10  if ((pid = Fork()) > 0) {
11   Close(sockfd[1]);
12   cptr[i].child_pid = pid;
13   cptr[i].child_pipefd = sockfd[0];
14   cptr[i].child_status = 0;
15   return (pid); /* родительский процесс */
16  }
17  Dup2(sockfd[1], STDERR_FILENO); /* канал от дочернего процесса к
                                       родительскому */
  
18  Close(sockfd[0]);
19  Close(sockfd[1]);
20  Close(listenfd); /* дочернему процессу не требуется, чтобы
                        он был открыт */
21  child_main(i, listenfd, addrlen); /* никогда не завершается */
22 }
Рис. 30.3. Канал после того, как дочерний и родительский процесс закрыли один конец
После создания всех дочерних процессов мы получаем схему, показанную на рис. 30.4. Мы закрываем прослушиваемый сокет в каждом дочернем процессе, поскольку только родительский процесс вызывает функцию 
accept
. Мы показываем на рисунке, что родительский процесс должен обрабатывать прослушиваемый сокет, а также все доменные сокеты. Как можно догадаться, родительский процесс использует функцию 
select
 для мультиплексирования всех дескрипторов.
Рис. 30.4. Каналы после создания всех дочерних процессов
В листинге 30.18 показана функция 
main
. В отличие от предыдущих версий этой функции, в данном случае в памяти размещаются все наборы дескрипторов и в каждом наборе включены все биты, соответствующие прослушиваемому сокету и каналу каждого дочернего процесса. Вычисляется также максимальное значение дескриптора и выделяется память для массива структур 
Child
. Основной цикл запускается при вызове функции 
select
.
Листинг 30.18. Функция main, использующая передачу дескриптора
//server/serv05.c
 1 #include "unp.h"
 2 #include "child.h"
 3 static int nchildren;
 4 int
 5 main(int argc, char **argv)
 6 {
 7  int listenfd, i, navail, maxfd, nsel, connfd, rc;
 8  void sig_int(int);
 9  pid_t child_make(int, int, int);
10  ssize_t n;
11  fd_set rset, masterset;
12  socklen_t addrlen, clilen;
13  struct sockaddr *cliaddr;
14  if (argc == 3)
15   listenfd = Tcp_listen(NULL, argv[1], &addrlen);
16  else if (argc == 4)
17   listenfd = Tcp_listen(argv[1], argv[2], &addrlen);
18  else
19   err_quit("usage; serv05 [ <host> ] <port#> <#children>");
20  FD_ZERO(&masterset);
21  FD_SET(listenfd, &masterset);