О чём не пишут в книгах по Delphi

Григорьев Антон Борисович

Для выключения сокета предусмотрена функция

shutdown

, имеющая следующий прототип:

function shutdown(s: TSocket; how: Integer): Integer;

Параметр

s

определяет сокет, который необходимо выключить, параметр

how

может принимать значения

SD_RECEIVE

,

SD_SEND

или

SD_BOTH

. Функция возвращает ноль при успешном выполнении и

SOCKET_ERROR

— в случае ошибки. Вызов функции с параметром

SD_RECEIVE

запрещает чтение данных из входного буфера сокета. Однако на у ровне протокола вызов этой функции игнорируется: дейтаграммы UDP и пакеты TCP, посланные данному сокету, продолжают помещаться в буфер, хотя программа уже не может их оттуда забрать.

При указании значения

SD_SEND

функция запрещает отправку данных через сокет. В случае протокола TCP при этом удаленный сокет получает специальный сигнал, предусмотренный данным протоколом, уведомляющий о том, что больше данные посылаться не будут. Если на момент вызова

shutdown

в буфере для исходящих остаются данные, сначала посылаются они. а потом только сигнал о завершении. Поскольку протокол UDP подобных сигналов не предусматривает, то в этом случае

shutdown

просто запрещает библиотеке сокетов использовать указанный сокет для отправки данных.

Параметр

SD_BOTH

позволяет одновременно запретить и прием, и передачу данных через сокет.

Примечание

Модуль

WinSock

до пятой версии Delphi включительно содержит ошибку: в нем не определены константы

SD_XXX

. Чтобы использовать их в своей программе, нужно объявить их так, как показано в листинге 2.5.

Листинг 2.5. Объявление констант SD_XXX для Delphi 5 и более ранних версий

const

 SD_RECEIVE = 0;

 SD_SEND = 1;

 SD_BOTH = 2;

Для освобождения ресурсов, связанных с сокетом, служит функция

closesocket

, которая освобождает память, выделенную для буферов, и порт. Ее единственный параметр задает сокет, который требуется закрыть, а возвращаемое значение — ноль или

SOCKET_ERROR

. После вызова этой функции соответствующий дескриптор сокета перестает иметь смысл, и использовать его больше нельзя.

По умолчанию функция

closesocket

немедленно возвращает управление вызвавшей ее программе, а процесс закрытия сокета начинает выполняться в фоновом режиме. Под закрытием подразумевается не только освобождение ресурсов, но и отправка данных, которые остались в выходном буфере сокета. Вопрос о том, как изменить поведение функции

closesocket

, будет обсуждаться в разд. 2.1.17. Если сокет закрывается одной нитью в тот момент, когда другая нить пытается выполнить какую-либо операцию с этим сокетом, то эта операция завершается с ошибкой.

Функция

shutdown

нужна в первую очередь для того, чтобы заранее сообщить партнеру по связи о намерении завершить связь, причем это имеет смысл только для протоколов, поддерживающих соединение. В случае UDP функцию shutdown вызывать практически бессмысленно, можно сразу вызывать

closesocket

. При использовании TCP удаленная сторона получает сигнал о выключении партнера, но стандартная библиотека сокетов не позволяет программе обнаружить его получение (такие функции есть в сокетах Windows, о чем мы будем говорить далее). Но этот сигнал может быть важен для внутрисистемных функций, реализующих сокеты. Windows-версия библиотеки сокетов относится к отсутствию данного сигнала достаточно либерально, поэтому вызов shutdown в том случае, когда и клиент, и сервер работают под управлением Windows, не обязателен. Но реализации TCP в других системах не всегда столь же снисходительно относятся к подобной небрежности. Результатом может стать долгое (до двух часов) "подвешенное" состояние сокета в той системе, когда с ним и работать уже нельзя, и информации об ошибке программа не получает. Поэтому в случае TCP лучше не пренебрегать вызовом

shutdown

, чтобы сокет на другой стороне не имел проблем.

MSDN рекомендует следующий порядок закрытия TCP-сокета. Во-первых, сервер не должен закрывать свой сокет по собственной инициативе, он может это делать только после того, как был закрыт связанный с ним клиентский сокет. Клиент начинает закрытие сокета с вызова

shutdown

с параметром

SD_SEND

. Сервер после этого сначала получает все данные, которые оставались в буфере сокета клиента, а затем получает от клиента сигнал о завершении передачи. Тем не менее сокет клиента продолжает работать на прием, поэтому сервер при необходимости может на этом этапе послать клиенту какие-либо данные, если это необходимо. Затем сервер

вызывает

shutdown

с параметром

SD_SEND

, и сразу после этого —

closesocket

. Клиент продолжает читать данные из входящего буфера сокета до тех пор, пока не будет получен сигнал о завершении передачи сервером. После этого клиент также вызывает

closesocket

. Такая последовательность гарантирует, что данные не будут потеряны, но, как мы уже обсуждали ранее, она не может быть реализована в рамках стандартных сокетов из-за невозможности получить сигнал о завершении передачи, посланный удаленной стороной. Поэтому на практике следует реализовывать упрощенный способ завершения связи: клиент вызывает

shutdown

с параметром

SD_SEND

или

SD_BOTH

и сразу после этого —

closesocket

. Сервер при попытке выполнить операцию с сокетом получает ошибку, после которой также вызывает

closesocket

. Вызов

shutdown

на стороне сервера при этом не нужен, т.к. в этот момент соединение уже потеряно, и высылать данные из буфера вместе с сигналом завершения уже некуда.

2.1.9. Передача данных при использовании UDP

Мы наконец-то добрались до изучения того, ради чего сокеты и создавались: как передавать и получать с их помощью данные. По традиции начнем рассмотрение с более простого протокола UDP. Функции, которые рассматриваются в этом разделе, могут работать и с другими протоколами, и от этого их поведение может меняться. Мы здесь описываем только их поведение при использовании UDP.

Для передачи данных удалённому сокету предусмотрена функция

sendto

, описанная следующим образом:

function sendto(s: TSocket; var Buf; len, flags: Integer; var addrto: TSockAddr; tolen: Integer): Integer;

Первый параметр данной функции задаёт сокет, который служит для передачи данных. Здесь нужно указать значение, полученное ранее от функции

socket

. Параметр

Buf

задаёт буфер, в котором хранятся данные для отправки, а параметр

len

 — размер этих данных в байтах. Параметр

flags

позволяет указать некоторые дополнительные опции, которых мы здесь касаться не будем, т.к. в большинстве случаев они не нужны. Пока следует запомнить, что параметр

flags

в функции 

sendto

, а также в других функциях, где он встречается, должен быть равен нулю. Параметр

addrto

задает адрес (состоящий из IP-адреса и порта) удаленного сокета, который должен получить эти данные. Значение параметра

addrto

должно формироваться по тем же правилам, что значение аналогичного параметра функции bind, за исключением того, что IP-адрес и порт должны быть заданы явно (т.е. не допускаются значения

INADDR_ANY

и нулевой номера порта). Параметр

tolen

задает длину буфера, отведенного для адреса, и должен быть равен

SizeOf(TSockAddr)

. Один вызов функции

sendto

приводит к отправке одной дейтаграммы. Данные, переданные в

sendto

, никогда не разбиваются на несколько дейтаграмм, и данные, переданные последовательными вызовами

sendto

, никогда не объединяются в одну дейтаграмму.

Функцию

sendto

можно использовать с сокетами, не привязанными к адресу. В этом случае внутри библиотеки сокетов будет неявно вызвана функция

bind

для привязки сокета к адресу

INADDR_ANY

и нулевому порту (т.е. адрес и порт будут выбраны системой).

Если выходной буфер сокета имеет ненулевой размер,

sendto

помещает данные в этот буфер и сразу возвращает управление программе, а собственно отправка данных осуществляется библиотекой сокетов в фоновом режиме. Поэтому успешное завершение

sendto

гарантирует только то, что данные скопированы в буфер и что на момент их копирования не обнаружено никаких проблем, которые делали бы невозможной их отправку. Но такие проблемы могут возникнуть позже, поэтому даже в случае успешного завершения

sendto

отправитель не получает гарантии, что данные посланы. Если в выходном буфере сокета не хватает места для новой порции данных,

sendto

не возвращает управление программе (т.е. блокирует ее) до тех пор, пока в буфере за счет фоновой отправки не появится достаточно места или не будет обнаружена ошибка.