UNIX: взаимодействие процессов - Уильям Стивенс

2  #include "square.h"

3  square_out *

4  squareproc_1_svc(square_in *inp, struct svc_req *rqstp)

5  {

6   static square_out out;

7   printf("thread %ld started, arg = %ldn",

8   pr_thread_id(NULL), inp->arg1);

9   sleep(5);

10  out.res1 = inp->arg1 * inp->arg1;

11  printf("thread %ld donen", pr_thread_id(NULL));

12  return(&out);

13 }

Запустим сервер, а после этого запустим три экземпляра программы-клиента:

solaris % client localhost 22 & client localhost 33& client localhost 44 &

[3] 25179

[4] 25180

[5] 25181

solaris % result: 484 примерно через 5 секунд после появления подсказки

result: 1936          еще через 5 секунд

result: 1089          еще через 5 секунд

Хотя этого нельзя сказать по выводимому тексту, перед появлением очередного результата проходит примерно 5 секунд. Если мы посмотрим на текст, выводимый сервером, то увидим, что клиенты обрабатываются последовательно: сначала полностью обрабатывается запрос первого клиента, затем второго и третьего:

solaris % server

thread 1 started, arg = 22

thread 1 done

thread 1 started, arg = 44

thread 1 done

thread 1 started, arg = 33

thread 1 done

Один и тот же поток обслуживает все запросы клиентов. Сервер не является многопоточным по умолчанию.

ПРИМЕЧАНИЕ

Серверы дверей в главе 15 работали не в фоновом режиме, а запускались из интерпретатора. Это давало нам возможность добавлять отладочные вызовы printf в процедуры сервера. Однако серверы Sun RPC по умолчанию являются демонами и выполняют действия так, как это описано в разделе 12.4 [24]. Это требует вызова syslog из процедуры сервера для вывода диагностической информации. Однако мы указали флаг –DDEBUG при компиляции нашего сервера, что эквивалентно определению

#define DEBUG

в заглушке сервера (файле square_svc.c, создаваемом rpcgen). Это запрещает функции main становиться демоном и оставляет ее подключенной к терминалу, в котором она была запущена. Поэтому мы можем спокойно вызывать printf из процедуры сервера.

Возможность создания многопоточного сервера появилась в Solaris 2.4 и реализуется добавлением параметра –М в строку вызова rpcgen. Это делает код, создаваемый rpcgen, защищенным. Другой параметр, –А, позволяет автоматически создавать потоки по мере необходимости для обслуживания запросов клиентов. Мы включаем оба параметра при вызове rpcgen.

Однако для реализации многопоточности требуется внести изменения в текст клиента и сервера, чего мы могли ожидать, поскольку использовали тип static в листинге 16.3. Единственное изменение, которое нужно внести в файл square.х, — сменить номер версии с 1 на 2. В объявлениях аргументов процедуры и результатов ничего не изменится.

В листинге 16.5 приведен текст новой программы-клиента.

Листинг 16.5. Функция main клиента многопоточного сервера

//sunrpc/square3/client.c

1  #include "unpipc.h"

2  #include "square.h"

3  int

4  main(int argc, char **argv)

5  {

6   CLIENT *cl;

7   square_in in;

8   square_out out;

9   if (argc != 3)

10   err_quit("usage: client <hostname> <integer-value>");

11  cl = Clnt_create(argv[1], SQUARE_PROG, SQUARE_VERS, "tcp");

12  in.arg1 = atol(argv[2]);

13  if (squareproc_2(&in, &out, cl) != RPC_SUCCESS)

14   err_quit("%s", clnt_sperror(cl, argv[1]));

15  printf("result: %ldn", out.res1);

16  exit(0);

17 }

Объявление переменной для помещения результата

8 Мы объявляем переменную типа square_out, а не указатель на нее. 

Новый аргумент в вызове процедуры

12-14 Вторым аргументом вызова squareproc_2 становится указатель на переменную out, а последним аргументом является дескриптор клиента. Вместо возвращения указателя на результат (как в листинге 16.2) эта функция будет возвращать либо RPC_SUCCESS, либо некоторое другое значение в случае возникновения ошибок. Перечисление enumclnt_stat в заголовочном файле <rpc/clnt_stat.h> содержит все возможные коды ошибок.

В листинге 16.6 приведен текст новой процедуры сервера. Как и программа из листинга 16.4, эта версия выводит идентификатор потока, ждет 5 секунд, а затем завершает работу.

Листинг 16.6. Процедура многопоточного сервера

//sunrpc/square3/server.c

1  #include "unpipc.h"

2  #include "square.h"

3  bool_t

4  squareproc_2_svc(square_in *inp, square_out *outp, struct svc_req *rqstp)

5  {

6   printf("thread %Id started, arg = %ldn",

7   pr_thread_id(NULL), inp->arg1);

8   sleep(5);

9   outp->res1 = inp->arg1 * inp->arg1;

10  printf("thread %ld donen", pr_thread_id(NULL));

11  return(TRUE);

12 }

13 int

14 square_prog_2_freeresult(SVCXPRT *transp, xdrproc_t xdr_result,

15 caddr_t result)

16 {

17  xdr_free(xdr_result, result);

18  return(1);

19 }

Новые аргументы и возвращаемое значение

3-12 Требуемые для реализации многопоточности изменения включают изменение аргументов функций и возвращаемого значения. Вместо возвращения указателя на структуру результатов (как в листинге 16.3) указатель на эту структуру принимается в качестве второго аргумента функции. Указатель на структуру svc_req смещается на третью позицию. Теперь при успешном завершении функции возвращается значение TRUE, а при возникновении ошибок — FALSE.

Новая функция, освобождающая память XDR

13-19 Еще одно изменение заключается в добавлении функции, освобождающей все автоматически выделенные переменные. Эта функция вызывается из заглушки сервера после завершения работы процедуры сервера и отправки результата клиенту. В нашем примере просто делается вызов подпрограммы xdr_free (о ней будет говориться более подробно в связи с листингом 16.19 и упражнением 16.10). 

Если процедура сервера выделяла память под сохраняемый результат (например, в виде связного списка), этот вызов освободит занятую память.

Создадим программу-клиент и программу-сервер и запустим три экземпляра клиента одновременно:

solaris % client localhost 55 & client localhost 66 & client localhost 77 &

[3] 25427

[4] 25428

[5] 25429

solaris % result: 4356

result: 3025

result: 5929

На этот раз мы видим, что результаты выводятся одновременно, один за другим. Взглянув на выводимый сервером текст, отметим, что используются три серверных потока и все они выполняются одновременно:

solaris % server

thread 1 started, arg = 55

thread 4 started, arg = 77

thread 6 started, arg = 66

thread 6 done

thread 1 done

thread 4 done

ПРИМЕЧАНИЕ

Одним из печальных следствий изменений, требуемых для реализации многопоточности, является уменьшение количества систем, поддерживающих новый код. Например, в Digital Unix 4.0B и BSD/OS 3.1 используется старая система RPC, не поддерживающая многопоточность. Это означает, что если мы хотим компилировать и использовать нашу программу в системах обоих типов, нам нужно использовать условия #ifdef для обработки различий в вызовах клиента и сервера. Конечно, клиент в BSD/OS, не являющийся многопоточным, может вызвать процедуру многопоточного сервера в Solaris, но если мы хотим, чтобы клиент или сервер компилировался в обоих типах систем, исходный код нужно изменить, предусмотрев различия.

16.3. Привязка сервера

В описании листинга 16.5 мы достаточно бегло прошлись по действиям, выполняемым на нулевом этапе: регистрация сервера в локальной программе отображения портов и определение клиентом адреса порта не были разобраны детально. Отметим прежде всего, что на любом узле с сервером RPC должна выполняться программа port mapper (отображение портов). Этой программе присваивается адрес порта TCP 111 и UDP 111, и это единственные фиксированные значения портов Интернета для Sun RPC. Серверы RPC всегда связываются с временным портом, а затем регистрируют его в локальной службе отображения портов. После запуска клиент должен связаться с программой отображения портов, узнать номер временного порта сервера, а затем связаться с самим сервером через этот порт. Программа отображения портов предоставляет также службу имен, область действия которой ограничена системой.

ПРИМЕЧАНИЕ

Некоторые читатели могут возразить, что сетевая файловая система также имеет фиксированный номер порта 2049. Хотя во многих реализациях по умолчанию действительно используется именно этот порт, а в некоторых старых реализациях он вообще жестко «зашит» в клиентскую и серверную части NFS, большинство существующих реализаций позволяют использовать и другие порты. Большая часть клиентов NFS также связывается со службой отображения портов для получения номера порта.