Рис. 6.11. Сервер TCP до того, как первый клиент установил соединение
У сервера имеется одиночный прослушиваемый дескриптор, показанный на рисунке точкой.
Сервер обслуживает только набор дескрипторов для чтения, который мы показываем на рис. 6.12. Предполагается, что сервер запускается в приоритетном (foreground) режиме, а дескрипторы 0, 1 и 2 соответствуют стандартным потокам ввода, вывода и ошибок. Следовательно, первым доступным для прослушиваемого сокета дескриптором является дескриптор 3. Массив целых чисел
client
содержит дескрипторы
присоединенного сокета для каждого клиента. Все элементы этого массива инициализированы значением -1.
Рис. 6.12. Структуры данных для сервера TCP с одним прослушиваемым сокетом
Единственная ненулевая запись в наборе дескрипторов — это запись для прослушиваемого сокета, и поэтому первый аргумент функции
select
будет равен 4.
Когда первый клиент устанавливает соединение с нашим сервером, прослушиваемый дескриптор становится доступным для чтения и сервер вызывает функцию
accept
. Новый присоединенный дескриптор, возвращаемый функцией
accept
, будет иметь номер 4, если выполняются приведенные выше предположения. На рис. 6.13 показано соединение клиента с сервером.
Рис. 6.13. Сервер TCP после того как первый клиент устанавливает соединение
Теперь наш сервер должен запомнить новый присоединенный сокет в своем массиве
client
, и присоединенный сокет должен быть добавлен в набор дескрипторов. Изменившиеся структуры данных показаны на рис. 6.14.
Рис. 6.14. Структуры данных после того как установлено соединение с первым клиентом
Через некоторое время второй клиент устанавливает соединение, и мы получаем сценарий, показанный на рис. 6.15.
Рис. 6.15. Сервер TCP после того как установлено соединение со вторым клиентом
Новый присоединенный сокет (который имеет номер 5) должен быть размещен в памяти, в результате чего структуры данных меняются так, как показано на рис. 6.16.
Рис. 6.16. Структуры данных после того как установлено соединение со вторым клиентом
Далее мы предположим, что первый клиент завершает свое соединение. TCP-клиент отправляет сегмент FIN, превращая тем самым дескриптор номер 4 на стороне сервера в готовый для чтения. Когда наш сервер считывает этот присоединенный сокет, функция
readline
возвращает нуль. Затем мы закрываем сокет, и соответственно изменяются наши структуры данных. Значение
client[0]
устанавливается в -1, а дескриптор 4 в наборе дескрипторов устанавливается в нуль. Это показано на рис. 6.17. Обратите внимание, что значение переменной
maxfd
не изменяется.
Рис. 6.17. Структуры данных после того как первый клиент разрывает соединение
Итак, по мере того как приходят клиенты, мы записываем дескриптор их присоединенного сокета в первый свободный элемент массива
client
(то есть в первый элемент со значением -1).
Следует также добавить присоединенный сокет в набор дескрипторов для чтения. Переменная
maxi
— это наибольший используемый в данный момент индекс в массиве
client
, а переменная
maxfd
(плюс один) — это текущее значение первого аргумента функции select. Единственным ограничением на количество обслуживаемых сервером клиентов является минимальное из двух значений:
FD_SETSIZE
и максимального числа дескрипторов, которое допускается для данного процесса ядром (о чем мы говорили в конце раздела 6.3).
В листинге 6.3 показана первая половина этой версии сервера.
Листинг 6.3. Сервер TCP, использующий одиночный процесс и функцию select: инициализация