Linux API. Исчерпывающее руководство

• применение системных вызовов getsockopt() и setsockopt() для извлечения и изменения параметров, влияющих на работу сокета.

Мы также рассмотрим ряд других, менее важных тем, а в конце сделаем краткий обзор отдельных продвинутых возможностей, которыми обладают сокеты.

57.1. Частичное чтение и запись в контексте потоковых сокетов

При первом знакомстве с системными вызовами read() и write() в главе 4 мы отметили, что в ряде ситуаций они могут передать не все запрошенные данные. Такая неполная передача может возникнуть при выполнении операций ввода/вывода для потоковых сокетов. В данном разделе мы рассмотрим причины, которые могут за этим стоять, а также продемонстрируем две функции, автоматически справляющиеся с частичным чтением и записью.

Частичное чтение может возникнуть в ситуации, когда количество байтов, запрошенных вызовом read(), превышает то, которое доступно в сокете. В таком случае операция read() просто возвращает все доступные байты (такое же поведение мы видели в разделе 44.10, когда рассматривали каналы и очереди FIFO).

Частичная запись может возникнуть, если в буфере не хватает места, чтобы вместить все запрашиваемые байты. При этом должно выполняться одно из следующих условий:

• после передачи части запрашиваемых данных вызов write() был прерван обработчиком сигнала (см. раздел 21.5);

• сокет работал в неблокирующем режиме (O_NONBLOCK), позволяя передавать только некоторые из запрашиваемых байтов;

• во время передачи данных возникла асинхронная ошибка — то есть ошибка, не синхронизированная с работой программного интерфейса сокета. Это может случиться, например, при возникновении проблем с TCP-соединением (возможно, в результате сбоя в удаленном приложении).

Во всех этих случаях операция write() завершается успешно и возвращает количество байтов, переданных в исходящий буфер (при условии, что там было место хотя бы для одного байта).

При возникновении неполной операции ввода/вывода (например, если read() возвращает меньше байтов, чем было запрошено, или если заблокированный вызов write() прерывается обработчиком сигнала, не успев передать все данные) иногда имеет смысл сделать повторный системный вызов, чтобы завершить передачу. В листинге 57.1 представлены две функции, умеющие это делать: readn() и writen() (идея их создания была заимствована из книги [Stevens et al., 2004], в которой описаны аналогичные функции с такими же именами).

#include "rdwrn.h"

ssize_t readn(int fd, void *buffer, size_t count);

Возвращает количество прочитанных байтов, 0, если обнаружен конец файла, или -1 при ошибке

ssize_t writen(int fd, void *buffer, size_t count);

Возвращает количество записанных байтов или -1 при ошибке

Функции readn() и writen() принимают те же аргументы, что и read() и write(). Однако они используют цикл для перезапуска системных вызовов, гарантируя передачу запрашиваемого количества данных (если только при чтении не произойдет ошибка или не будет обнаружен конец файла).

Листинг 57.1. Реализация функций readn() и writen()

sockets/rdwrn.c

#include

#include

#include "rdwrn.h" /* Объявляет readn() и writen() */

ssize_t

readn(int fd, void *buffer, size_t n)

{

ssize_t numRead; /* Количество байтов, полученных предыдущей операцией read() */

size_t totRead; /* Общее количество байтов, прочитанных на данный момент */

char *buf;

buf = buffer; /* Избегаем арифметики с указателями для "void *" */

for (totRead = 0; totRead < n;) {

numRead = read(fd, buf, n — totRead);

if (numRead == 0) /* Конец файла */

return totRead; /* Может быть равно 0, если это первый вызов read() */

if (numRead == -1) {

if (errno == EINTR)

continue; /* Прервано — > перезапускаем read() */

else

return -1; /* Какая-то другая ошибка */

}

totRead += numRead;

buf += numRead;

}

return totRead; /* Должно равняться 'n' байтам, если сюда добрались */

}

ssize_t

writen(int fd, const void *buffer, size_t n)

{

ssize_t numWritten; /* Количество байтов, записанных предыдущей

операцией write() */

size_t totWritten; /* Общее количество байтов, записанных на данный момент */

const char *buf;

buf = buffer; /* Избегаем арифметики с указателями для "void *" */

for (totWritten = 0; totWritten < n;) {

numWritten = write(fd, buf, n — totWritten);

if (numWritten <= 0) {

if (numWritten == -1 && errno == EINTR)

continue; /* Прервано — > перезапускаем write() */

else

return -1; /* Какая-то другая ошибка */

}

totWritten += numWritten;

buf += numWritten;

}

return totWritten; /* Должно равняться 'n' байтам, если сюда добрались */

}

sockets/rdwrn.c

57.2. Системный вызов shutdown()

Вызов close() закрывает обе ветви двунаправленного канала взаимодействия, основанного на сокетах. Но иногда нужно закрыть только одну часть соединения, чтобы данные через сокет могли передаваться в каком-то определенном направлении. Для этого предусмотрен системный вызов shutdown().

#include