UNIX: разработка сетевых приложений

Стивенс Уильям Ричард

13 servaddr.sin_port = htons(SERV_PORT);

14 Inet_pton(AF_INET, argv[1], &servaddr.sin_addr);

15 Connect(sockfd[i], (SA*)&servaddr, sizeof(servaddr));

16 }

17 str_cli(stdin, sockfd[0]); /* эта функция выполняет все необходимые

действия для формирования запроса клиента */

18 exit(0);

19 }

Когда

клиент завершает работу, все открытые дескрипторы автоматически закрываются ядром (мы не вызываем функцию close

,

а пользуемся только функцией

exit

) и все пять соединений завершаются приблизительно в одно и то же время. Это вызывает отправку пяти сегментов FIN, по одному на каждое соединение, что, в свою очередь, вызывает примерно одновременное завершение всех пяти дочерних процессов. Это приводит к доставке пяти сигналов

SIGCHLD

практически в один и тот же момент, что показано на рис. 5.3.

Доставка множества экземпляров одного и того же сигнала вызывает проблему, к рассмотрению которой мы и приступим.

Рис. 5.3. Клиент завершает работу, закрывая все пять соединений и завершая все пять дочерних процессов

Сначала мы запускаем сервер в фоновом режиме, а затем — новый клиент. Наш сервер, показанный в листинге 5.1, несколько модифицирован — теперь в нем вызывается функция

signal

для установки обработчика сигнала

SIGCHLD

, приведенного в листинге 5.6.

linux % tcpserv03 &

[1] 20419

linux % tcpcli04 206.62.226.35

hello мы набираем эту строку

hello и она отражается сервером

^D мы набираем символ конца файла

child 20426 terminated выводится сервером

Первое, что мы можем заметить, — данные выводит только одна функция

printf

, хотя мы предполагаем, что все пять дочерних процессов должны завершиться. Если мы выполним программу

ps

, то увидим, что другие четыре дочерних процесса все еще существуют как зомби.

PID TTY TIME CMD

20419 pts/6 00:00:00 tcpserv03

20421 pts/6 00:00:00 tcpserv03 <defunct>

20422 pts/6 00:00:00 tcpserv03 <defunct>

20423 pts/6 00:00:00 tcpserv03 <defunct>

Установки обработчика сигнала и вызова функции

wait

из этого обработчика недостаточно для предупреждения появления зомби. Проблема состоит в том, что все пять сигналов генерируются до того, как выполняется обработчик сигнала, и вызывается он только один раз, поскольку сигналы Unix обычно не помещаются в очередь. Более того, эта проблема является недетерминированной. В приведенном

примере с клиентом и сервером на одном и том же узле обработчик сигнала выполняется один раз, оставляя четыре зомби. Но если мы запустим клиент и сервер на разных узлах, то обработчик сигналов, скорее всего, выполнится дважды: один раз в результате генерации первого сигнала, а поскольку другие четыре сигнала приходят во время выполнения обработчика, он вызывается повторно только один раз. При этом остаются три зомби. Но иногда в зависимости от точного времени получения сегментов FIN на узле сервера обработчик сигналов может выполниться три или даже четыре раза.

Правильным решением будет вызвать функцию

waitpid

вместо

wait

. В листинге 5.8 представлена версия нашей функции

sigchld

, корректно обрабатывающая сигнал

SIGCHLD

. Эта версия работает, потому что мы вызываем функцию

waitpid

в цикле, получая состояние любого из дочерних процессов, которые завершились. Необходимо задать параметр

WNOHANG

: это указывает функции

waitpid

, что не нужно блокироваться, если существуют выполняемые дочерние процессы, которые еще не завершились. В листинге 5.6 мы не могли вызвать функцию

wait

в цикле, поскольку нет возможности предотвратить блокирование функции

wait

при наличии выполняемых дочерних процессов, которые еще не завершились.

В листинге 5.9 показана окончательная версия нашего сервера. Он корректно обрабатывает возвращение ошибки

EINTR

из функции

accept

и устанавливает обработчик сигнала (листинг 5.8), который вызывает функцию

waitpid

для всех завершенных дочерних процессов.

Листинг 5.8. Окончательная (корректная) версия функции sig_chld, вызывающая функцию waitpid

//tcpcliserv/sigchldwaitpid.c

1 #include "unp.h"

2 void

3 sig_chld(int signo)

4 {

5 pid_t pid;

6 int stat;

7 while ((pid = waitpid(-1, &stat, WNOHANG)) >0)

8 printf("child %d terminated\n", pid);

9 return;

10 }

Листинг 5.9. Окончательная (корректная) версия TCP-сервера, обрабатывающего ошибку EINTR функции accept

//tcpcliserv/tcpserv04.c

1 #include "unp.h"

2 int

3 main(int argc, char **argv)

4 {

5 int listenfd, connfd;

6 pid_t childpid;

7 socklen_t clilen;

8 struct sockaddr_in cliaddr, servaddr;

9 void sig_chld(int);