17.3. Передача данных через TCP 611

17.3. Передача данных через TCP

Проблема

Требуется передать или принять данные по ТСР-соединению.

Решение

Следующее решение предполагает, что связь осуществляется через Интернет. ТСР-подобные коммуникации на одном компьютере рассматриваются в рецепте 17.6.

Первый вариант - print или <>:

print SERVER "What is your name>\n", chomp ($response = <SERVER>);

Второй вариант - функции send и recv:

defined (send(SERVER, $data to send, $flags)) or die "Cant send . $i\n";

recvCSERVER, $data read, $maxlen, Sflags) or die Cant receive S\n;

Третий вариант - соответствующие методы объекта IO::Socket:

use 10.:Socket;

$server->send($data to send, Sflags) or die "Cant send $i\n ,

$server->recv(Sdata read, Sflags) or die "Can t recv $! \n ,

Чтобы узнать, могут ли быть получены или приняты данные, воспользуйтесь функцией select, для которой в классе IO::Socket также предусмотрена удобная оболочка:

use 10 Select;

Sselect = 10 •Select->new();

$select->add(.FROM SERVER);

$select->add(Sto client);

(aread from = $select->can read($timeout); foreach Ssocket ((aread from) {

# Прочитать ожидающие данные из Ssocket

Комментарий

Сокеты используются в двух принципиально различных типах ввода/вывода, каждый из которых обладает своими достоинствами и недостатками. Стандартные функции ввода/вывода Perl, используемые для файлов (кроме seek и sysseek),

работают и для потоковых сокетов, однако для датаграммных сокетов необходимы системные функции send и recv, работающие с целыми записями.

При программировании сокетов очень важно помнить о буферизации. Хотя буферизация и была спроектирована для повышения быстродействия, она может повлиять на интерактивное поведение некоторых программ. Если при вводе данных с помощью о будет обнаружен разделитель записей, программа может попытаться прочитать из сокета больше данных, чем доступно в данный момент. И print и о используют буферы stdio, поэтому без включения автоматической очистки буфера (см. введение главы 7 «Доступ к файлам») для манипулятора сокета данные не отправятся на другой конец в момент их передачи функцией print. Вместо этого они будут ждать заполнения буфера

Вероятно, для клиентов и серверов с построчным обменом данных это подходит - при условии, что вы не забыли включить автоматическую очистку буфера. Новые версии IO::Socket делают это автоматически для анонимных файловых манипуляторов, возвращаемых 10 Socket->new.

Но стандартный ввод/вывод - не единственный источник буферизации Операции вывода (print, printf, syswrite - или send для сокета TCP) буферизуются на уровне операционной системы по так называемому алгоритму Нейгла. Если пакет данных отправлен, но еще не подтвержден, другие передаваемые данные ставятся в очередь и отправляются либо после набора следующего полного пакета, либо при получении подтверждения. В некоторых ситуациях (события мыши в оконных системах, нажатия клавиш в приложениях реального времени) такая буферизация оказывается неудобной или попросту неверной. Буферизация Нейгла отключается параметром сокета TCP NODELAY:

use Socket

require sys/socket ph , й Для &TCP NODELAY

setsockopt(SOCKET, SOL SOCKET &TCP NODELAY 1)

or die Couldn t disable Nagle s algorithm $\n ,

Ее повторное включение происходит так:

setsockopt(SOCKET, SOL SOCKET &TCP NODELAY, 0)

or die Couldn t enable Nagle s algorithm S\n

Как правило, TCP NODELAY все же лучше не указывать. Буферизация TCP существует не зря, поэтому не отключайте ее без крайней необходимости - например, если ваше приложение работает в режиме реального времени с крайне интенсивным обменом пакетов.

TCP NODELAY загружается из sys/socket.ph - этот файл не устанавливается автоматически вместе с Perl, но может быть легко построен. Подробности приведены в рецепте 12.14.

Буферизация чрезвычайно важна, поэтому в вашем распоряжении имеется функция select. Она определяет, какие манипуляторы содержат непрочитанный ввод, в какие манипуляторы возможна запись и для каких имеются необработанные «исключительные состояния». Функция select получает три строки, интерпретируемые как двоичные данные; каждый бит соответствует файловому манипулятору. Типичный вызов select выглядит так:

17.3. Передача данных через TCP 613

$rin = , # Инициализировать маску

vec($rin, fileno(SOCKET), 1) = 1, # Пометить SOCKET в $rin # Повторить вызовы vec() для каждого проверяемого сокета

$timeout = 10, # Подождать 10 секунд

$nfound = select($rout = $rin, undef, undef, $timeout), if (vec($rout fileno(socket) 1)){

# В SOCKET имеются данные для чтения

Функция select вызывается с четырьмя аргументами. Три из них представляют собой битовые маски: первая проверяет в манипуляторах наличие непрочитанных данных в манипуляторах; вторая - возможность безопасной записи без блокировки; третья - наличие в них исключительных состояний. Четвертый аргумент определяет максимальную длительность ожидания в секундах (может быть вещественным числом).

Функция модифицирует передаваемые ей маски, поэтому при выходе из нее биты будут установлены лишь для манипуляторов, готовых к вводу/выводу. Отсюда один стандартный прием - входная маска ($Г1П в предыдущем примере) присваивается выходной ($rout), чтобы вызов select изменил только $rout и оставил $Г1П в прежнем состоянии.

Нулевой тайм-аут определяет режим опроса (проверка без блокировки). Некоторые начинающие программисты не любят блокировки, и в их программах выполняется «занятое ожидание» (busy-wait) - программа в цикле выполняет опрос, снова и снова. Когда программа блокируется, операционная система понимает, что процесс ждет ввода, и передает процессорное время другим программам до появления входных данных. Когда программа находится в «занятом ожидании», система не оставляет ее в покое, поскольку программа всегда что-то делает - проверяет ввод! Иногда опрос действительно является правильным решением, но гораздо чаще это не так. Тайм-аут, равный undef, означает отсутствие тайм-аута, поэтому ваша программа терпеливо блокируется до появления ввода.

Поскольку select использует битовые маски, которые утомительно создавать и трудно интерпретировать, в решении используется стандартный модуль IO::Select. Он обходит работу с битовыми масками и, как правило, более удобен.

Полное объяснение исключительных состояний, проверяемых третьей маской select, выходит за рамки настоящей книги.

Другие флаги send и recv перечислены в страницах руководства этих системных функций.

[> Смотри также-

Описание функций send, recv, fileno, vec и setsockopt в perlfunc(l); разделы «I/O Operators» и «Bitwise String Operators» вperlop(l); страница руководства setsockopt{2) вашей системы (если есть); документация по стандартным модулям Socket и IO::Socket; раздел «Internet TCP Clients and Servers» perHpc(i); рецепты 17.1-17.2.