Różnice

Różnice między wybraną wersją a wersją aktualną.

--- sk2:sockets_concurrency [2023/11/09 12:30]
jkonczak [Funkcje biblioteczne]
+++ sk2:sockets_concurrency [2024/11/12 11:52] (aktualna)
jkonczak
@@ Linia 6: / Linia 6: @@
 Do obsługi wielu źródeł zdarzeń stworzono dedykowane metody, można też używać typowych metod pisania aplikacji współbieżnych. Zwolennicy SE nazwą to "wzorcami projektowymi". Przegląd typowych metod tworzenia aplikacji sieciowych:
   * Iteracyjnie – kiedy współbieżność jest zbędna.
-  * Pętla zdarzeń (event loop, [[https://en.wikipedia.org/wiki/Event_loop|[1]]], [[https://web.archive.org/web/20190730174916/https://pl.wikipedia.org/wiki/Programowanie_sterowane_zdarzeniami|[2]]]) – programista wpierw przygotowuje kod (funkcje) obsługi możliwych zdarzeń, następnie w pętli czeka na zdarzenie i wywołuje kod powiązany ze zdarzeniem. Aplikacja może być jedno- lub wielowątkowa, muszą być dostępne funkcje czekające na zdarzenie – dla I/O pod Linuksem to ''select'', ''poll'' i ''epoll''. Praktycznie wszystkie programy z GUI wykorzystują pętlę zdarzeń przynajmniej do obsługi GUI.
+  * Pętla zdarzeń (event loop, [[https://en.wikipedia.org/wiki/Event_loop|[1]]], [[https://web.archive.org/web/20190730174916/https://pl.wikipedia.org/wiki/Programowanie_sterowane_zdarzeniami|[2]]]) – programista wpierw przygotowuje kod (funkcje) obsługi możliwych zdarzeń, następnie w pętli czeka na zdarzenie i wywołuje kod powiązany ze zdarzeniem. Aplikacja może być jedno- lub wielowątkowa, muszą być dostępne funkcje czekające na zdarzenie – dla I/O pod Linuksem to ''select'', ''poll'' i ''epoll''. \\ Praktycznie wszystkie programy z GUI wykorzystują pętlę zdarzeń przynajmniej do obsługi GUI.
   * Aplikacja wielowątkowa – każde źródło zdarzeń – np. gniazdo – jest obsługiwane w osobnym wątku.
 ====== Wiele wątków ======
 [[sk2:cpp11_threads|Wątki w C++]]
-//Zadanie 1.// Napisz własną wersję programu ''netcat'' wspierającą tylko klienta TCP – program, który nawiąże połączenie TCP pod wskazany adres, następnie dane przychodzące na standardowe wejście będzie wysyłać przez to połączenie, a dane które przyszły z sieci wypisze na standardowe wyjście.\\ (Możesz skorzystać z {{:sk2:tcp_client_template.cpp|przykładowego kodu}})
+~~Zadanie.#~~ Napisz własną wersję programu ''netcat'' wspierającą tylko klienta
+TCP – program, który nawiąże połączenie TCP pod wskazany adres, następnie dane
+przychodzące na standardowe wejście będzie wysyłać przez to połączenie, a
+równocześnie dane przychodzące z sieci będzie wypisywać na standardowe wyjście.
+\\
+(Możesz skorzystać z {{:sk2:tcp_client_template.cpp|przykładowego kodu klienta}})
-//Zadanie 2.// Czat – napisz serwer, który każdą otrzymaną wiadomość przekaże wszystkim połączonym klientom. \\
+~~Zadanie.#~~ Czat – napisz serwer, który każdą otrzymaną wiadomość przekaże
-(Możesz skorzystać z {{:sk2:tcp_server_template.cpp|przykładowego kodu}})
+wszystkim połączonym klientom.
+\\
+(Możesz skorzystać z {{:sk2:tcp_server_template.cpp|przykładowego kodu serwera}})
 ====== Zdarzenia ======
@@ Linia 22: / Linia 30: @@
 System Linux zawiera 3 podstawowe funkcje pozwalające na czekanie na przychodzące zdarzenia na deskryptorach plików:
   * ''select'' – "klasyczna" funkcja, ma kilka dziwnych ograniczeń. Dostaje zbiór deskryptorów, oczekuje na zdarzenie, modyfikuje przekazany zbiór deskryptorów zostawiając tylko te na których można wykonać read/write/lub na których wystąpił wyjątek. (POSIX)
-  * ''poll'' – zbudowana podobnie jak ''select'', ale m.inn. nie ma ograniczenia na numery monitorowanych deskryptorów((Patrz [[https://man7.org/linux/man-pages/man2/select.2.html|man 2 select]].)), można użyć ponownie struktury opisującej deskryptory etc. (POSIX)
+  * ''poll'' – zbudowana podobnie jak ''select'', ale m. inn. nie ma ograniczenia na numery monitorowanych deskryptorów((Patrz [[https://man7.org/linux/man-pages/man2/select.2.html|man 2 select]].)), można użyć ponownie struktury opisującej deskryptory etc. (POSIX)
-  * ''epoll'' – specyficzna dla Linuksa funkcja. Inny pomysł: program informuje jądro systemu na które deskryptory chce czekać, potem wywołuje funkcję czekającą na zdarzenie i dostaje deskryptory które są gotowe do pracy.
+  * ''epoll'' – specyficzna dla Linuksa funkcja. Inny pomysł: program informuje jądro systemu na które deskryptory chce czekać, potem wywołuje funkcję czekającą na zdarzenie i dostaje informacje które zarzenia wystąpiły.
 Dłuższe porównanie: http://www.ulduzsoft.com/2014/01/select-poll-epoll-practical-difference-for-system-architects/
@@ Linia 30: / Linia 38: @@
 ===== poll =====
-Aby stworzyć program korzystający z funkcji ''poll'', należy:
+Aby stworzyć program korzystający z funkcji ''poll'', należy:<html><div style="margin-top:-1.4em"></div></html>
-  - dodać plik nagłówkowy ''poll.h''
   - przygotować tablicę struktur ''pollfd'' i wypełnić:
     * ''.fd'' – deskryptor pliku do monitorowania,
     * ''.events'' – zbiór monitorowanych zdarzeń:
       *  ''POLLIN'' – funkcja ''poll'' ma się przerwać, jeśli można wywołać bez czekania ''read()/…'' lub ''acccept()''
-      *  ''POLLOUT'' – funkcja ''poll'' ma się przerwać, jeśli można wywołać bez czekania ''write()/…'' \\ Uwaga: na możliwość wysłania danych czeka się wtedy kiedy ma się dane do wysłania \\ Uwaga: jeśli spróbujesz zapisać więcej bajtów niż jest miejsca w buforze nadawczym, ''write'' i tak się zablokuje<html></div></li></ul><div class="li"></html> reszta zdarzeń (''POLLHUP'', ''POLLERR'', ''POLLPRI'', …) opisana w ''man poll'' <html></div><!--</html>
+      *  ''POLLOUT'' – funkcja ''poll'' ma się przerwać, jeśli można wywołać bez czekania ''write()/…'' \\ //uwaga//: na możliwość wysłania danych czeka się wtedy kiedy ma się dane do wysłania \\ //uwaga//: próba zapisania większej liczby bajtów niż jest wolnego miejsca w buforze nadawczym i tak zablokuje ''write''<html></div></li></ul><div class="li"></html>//uwaga//: jeśli na gnieździe wystąpił błąd, to ''read()/write()/…'' też można wywołać bez czekania \\ reszta zdarzeń (''POLLHUP'', ''POLLERR'', ''POLLPRI'', …) opisana w ''man poll'' <html></div><!--</html>
     * <html>--><div class="li"></html>
     * zostawić w spokoju ''.revents'' – tam pojawi się informacja o tym co wystąpiło
-  - w pętli wywoływać funkcję ''poll(…)''. Uwaga: aby funkcja czekała w nieskończoność, ''timeout'' musi być ujemny
+  - w pętli wywoływać funkcję ''poll(…)''. \\ <small>ostatni argument funkcji ''poll'' to maksymalny czas oczekiwania; aby funkcja czekała bez limitu, należy podać tam dowolną ujemną wartość</small>
   - sprawdzać który deskryptor jest gotowy przeglądając pola ''.revents''
-<code cpp>
+Funkcja ''poll'', struktura ''pollfd'' i stałe ''POLL…''  są w pliku nagłówkowym ''#include <poll.h>''
-pollfd σληζονε[ιλε];                       ─┐
-σληζονε[0].fd = σοκητ_α;                    │
-σληζονε[0].events = POLLIN;                 ├─ (2)
-σληζονε[1].fd = σοκητ_β;                    │
-σληζονε[1].events = POLLIN;                ─┘
-...
-while(true) {
+<html>
-    int γωτουε = poll(σληζονε, ιλε, -1);   ═╾─ (3)
+<pre class="code cpp" style="user-select: none; line-height: 100%">
+<span title="Tablica struktur 'pollfd' opisująca na których plikach i na co czekać" style="background-color:#fb02">pollfd pfds<span class="br0">[</span>COUNT<span class="br0">]</span><span class="br0">{</span><span class="br0">}</span><span class="sy4">;</span></span>                                          <span style="color:grey">─┐</span>
+<span title="poll() może monitorować dowolne pliki, np. standardowe wejście" style="background-color:#f002">pfds<span class="br0">[</span><span class="nu0">0</span><span class="br0">]</span>.<span class="me1">fd</span> <span class="sy1">=</span> STDIN_FILENO<span class="sy4">;</span></span>   pfds<span class="br0">[</span><span class="nu0">2</span><span class="br0">]</span><span title="'fd' wskazuje na którm pliku czekać na zdarzena, a 'events' określa na które zdarzenia na wskazanym pliku" style="background-color:#0f02">.<span class="me1">fd</span> <span class="sy1">=</span></span> cliSock1<span class="sy4">;</span>             <span style="color:grey">│</span>
+<span title="poll() może monitorować dowolne pliki, np. standardowe wejście" style="background-color:#f002">pfds<span class="br0">[</span><span class="nu0">0</span><span class="br0">]</span>.<span class="me1">events</span> <span class="sy1">=</span> POLLIN<span class="sy4">;</span></span>     pfds<span class="br0">[</span><span class="nu0">2</span><span class="br0">]</span><span title="'fd' wskazuje na którm pliku czekać na zdarzena, a 'events' określa na które zdarzenia na wskazanym pliku" style="background-color:#0f02">.<span class="me1">events</span> <span class="sy1">=</span></span> POLLIN<span class="sy4">;</span>           <span style="color:grey">├─ (1)</span>
+<span title="Na gnieździe nasłuchującym POLLIN oznacza możliwość wykonania accept() bez czekania" style="background-color:#00f2">pfds<span class="br0">[</span><span class="nu0">1</span><span class="br0">]</span>.<span class="me1">fd</span> <span class="sy1">=</span> serverSock<span class="sy4">;</span></span>     pfds<span class="br0">[</span><span class="nu0">3</span><span class="br0">]</span>.<span class="me1">fd</span> <span class="sy1">=</span> cliSock2<span class="sy4">;</span>             <span style="color:grey">│</span>
+<span title="Na gnieździe nasłuchującym POLLIN oznacza możliwość wykonania accept() bez czekania" style="background-color:#00f2">pfds<span class="br0">[</span><span class="nu0">1</span><span class="br0">]</span>.<span class="me1">events</span> <span class="sy1">=</span> POLLIN<span class="sy4">;</span></span>     pfds<span class="br0">[</span><span class="nu0">3</span><span class="br0">]</span>.<span class="me1">events</span> <span class="sy1">=</span> <span title="Jeśli zostanie podane POLLIN, to 'poll()' zakończy się kiedy tylko będzie dało się bez czekania wykonać 'read' (w buforze są dane lub wystąpił błąd na gnieździe)" style="background-color:#0ff4">POLLIN</span><span class="sy3">|</span><span title="Jeśli zostanie podane POLLOUT, to 'poll()' zakończy się kiedy tylko będzie dało się bez czekania wykonać 'write' (tzn. da się wysłać przynajmniej jeden bajt lub wystąpił błąd na gnieździe)" style="background-color:#ff04">POLLOUT</span><span class="sy4">;</span>  <span style="color:grey">─┘</span>
+...                          ...
-    if(σληζονε[0].revents & POLLIN){       ─┐
+<span class="kw1">while</span><span class="br0">(</span><span class="nu0">1</span><span class="br0">)</span><span class="br0">{</span>
-        read(σοκητ_α, ...                   │
+    <span class="kw4">int</span> ile_gotowych <span class="sy1">=</span> poll<span class="br0">(</span><span title="Tablica struktur 'pollfd' opisująca na których plikach i na co czekać" style="background-color:#fb02">pfds</span>, <span title="Wskazuje ile struktur pod wskaźnikiem 'pfds' ma odczytać funkcja 'poll'" style="background-color:#f082">liczbaStruktur</span>, <span title="Limit czasu oczekiwania na pierwsze zdarzenie:
-        ...                                 │
+nieujemna wartość: maksymalny czas czekania w milisekundach,
-    }                                       ├─ (4)
+ujemna wartość: czekanie bez limitu czasowego" style="background-color:#0002"><span class="sy2">-</span><span class="nu0">1</span></span><span class="br0">)</span><span class="sy4">;</span>         <span style="color:grey">═╾─ (2)</span>
-    if(σληζονε[1].revents & POLLIN){        │
-        read(σοκητ_β, ...                   │
+    <span title="poll() może monitorować dowolne pliki, np. standardowe wejście" style="background-color:#f002"><span class="kw1">if</span><span class="br0">(</span>pfds<span class="br0">[</span><span class="nu0">0</span><span class="br0">]</span>.<span class="me1">revents</span> <span class="sy3">&amp;</span> POLLIN<span class="br0">)</span> readingFromStdin<span class="br0">(</span><span class="br0">)</span><span class="sy4">;</span></span>           <span style="color:grey">─┐</span>
-        ...                                ─┘
+    <span class="kw1">if</span><span class="br0">(</span>pfds<span class="br0">[</span><span class="nu0">1</span><span class="br0">]</span><span title="poll() wypełnia pole .revents, wpisując tam identyfikatory wszystkich zdarzeń które wystąpiły na pliku" style="background-color:#0f42">.<span class="me1">revents</span> <span class="sy3">&amp;</span></span> POLLIN<span class="br0">)</span> acceptingNewClient<span class="br0">(</span><span class="br0">)</span><span class="sy4">;</span>          <span style="color:grey">│</span>
-    }
+    <span class="kw1">for</span><span class="br0">(</span><span class="kw4">int</span> i <span class="sy1">=</span> <span class="nu0">2</span><span class="sy4">;</span> i <span class="sy1">&lt;</span> liczbaStruktur<span class="sy4">;</span> <span class="sy2">++</span>i<span class="br0">)</span><span class="br0">{</span>                    <span style="color:grey">│</span>
-    ...
+        <span title="Jeśli zostanie podane POLLIN, to 'poll()' zakończy się kiedy tylko będzie dało się bez czekania wykonać 'read' (w buforze są dane lub wystąpił błąd na gnieździe)" style="background-color:#0ff4"><span class="kw1">if</span><span class="br0">(</span>pfds<span class="br0">[</span>i<span class="br0">]</span>.<span class="me1">revents</span> <span class="sy3">&amp;</span> POLLIN<span class="br0">)</span></span>                            <span style="color:grey">├─ (3)</span>
-}
+            <span title="Jeśli zostanie podane POLLIN, to 'poll()' zakończy się kiedy tylko będzie dało się bez czekania wykonać 'read' (w buforze są dane lub wystąpił błąd na gnieździe)" style="background-color:#0ff4">readFromClient<span class="br0">(</span>pfds<span class="br0">[</span>i<span class="br0">]</span>.<span class="me1">fd</span><span class="br0">)</span><span class="sy4">;</span></span>                         <span style="color:grey">│</span>
-</code>
+        <span title="Jeśli zostanie podane POLLOUT, to 'poll()' zakończy się kiedy tylko będzie dało się bez czekania wykonać 'write' (tzn. da się wysłać przynajmniej jeden bajt lub wystąpił błąd na gnieździe)" style="background-color:#ff04"><span class="kw1">if</span><span class="br0">(</span>pfds<span class="br0">[</span>i<span class="br0">]</span>.<span class="me1">revents</span> <span class="sy3">&amp;</span> POLLOUT<span class="br0">)</span></span>                           <span style="color:grey">│</span>
+            <span title="Jeśli zostanie podane POLLOUT, to 'poll()' zakończy się kiedy tylko będzie dało się bez czekania wykonać 'write' (tzn. da się wysłać przynajmniej jeden bajt lub wystąpił błąd na gnieździe)" style="background-color:#ff04">writeToClient<span class="br0">(</span>pfds<span class="br0">[</span>i<span class="br0">]</span>.<span class="me1">fd</span><span class="br0">)</span><span class="sy4">;</span></span>                         <span style="color:grey">─┘</span>
+    <span class="br0">}</span>
+<span class="br0">}</span>
+</pre>
+</html>
+~~Zadanie.#~~ Powtórz Zadanie 1, ale tym razem jako jednowątkowy program wykorzystujący ''poll''.
+\\
+(Możesz skorzystać z {{:sk2:tcp_client_template.cpp|przykładowego kodu klienta}})
-//Zadanie 3.// Powtórz Zadanie 1, ale tym razem jako jednowątkowy program wykorzystujący ''poll''.
 ===== epoll =====
@@ Linia 73: / Linia 88: @@
   - Funkcja czekająca na zdarzenia – ''epoll_wait'' – przyjmuje jako argumenty tylko deskryptor utworzony przez ''epoll_create'', tablicę zdarzeń do wypełnienia i czas oczekiwania (-1 = nieskończoność). \\
   - ''epoll_wait'' nie przekazuje numerów gotowych deskryptorów – przekazuje tylko rodzaj zdarzenia i powiązane z nim wcześniej dane.
-Plik nagłówkowy: ''#include <sys/epoll.h>''
+Funkcje ''epoll_…'', struktura ''epoll_event'' i stałe ''EPOLL…'' są w pliku nagłówkowym ''#include <sys/epoll.h>''
-<code cpp>
+<html>
-int εΦδ = epoll_create1(0);                       ═╾─ (1)
+<pre class="code cpp" style="user-select: none; line-height: 100%">
+<span title="Pomocnicze zmienne, struktury i funkcje" style="opacity: 0.75; background-color:#0001"><span class="kw4">struct</span> Client <span class="br0">{</span>
-epoll_event ωπις;                                 ─┐
+    <span class="kw4">int</span> fd<span class="sy4">;</span>
-ωπις.events = EPOLLIN;                             │
+    <span class="kw4">char</span> <span class="sy2">*</span>partialDataReceived, <span class="sy2">*</span>dataQueuedToSend<span class="sy4">;</span>
-ωπις.data.u64 = 987654321;                         │
+<span class="br0">}</span> <span class="sy2">*</span>clients<span class="sy4">;</span>
-epoll_ctl(εΦδ, EPOLL_CTL_ADD, σοκητ_α, &ωπις);     ├─ (2)
+<span class="kw4">void</span> receiveFromCli<span class="br0">(</span>Client <span class="sy2">*</span>c<span class="br0">)</span><span class="sy4">;</span>
-ωπις.data.u64 = 123456789;                         │
+<span class="kw4">void</span> sendQueuedData<span class="br0">(</span>Client <span class="sy2">*</span>c<span class="br0">)</span><span class="sy4">;</span></span>
-epoll_ctl(εΦδ, EPOLL_CTL_ADD, σοκητ_β, &ωπις);     │
-...                                               ─┘
+...
-// Poza .u64 w unii są też .fd i .ptr
+  <span title="'epoll_create1' tworzy nowy plik do monitorowania zdarzeń na innych plikach" style="background-color:#ff02"><span class="kw4">int</span> epollDescr <span class="sy1">=</span> epoll_create1<span class="br0">(</span><span class="nu0">0</span><span class="br0">)</span><span class="sy4">;</span></span>                                   ═╾─ (1)
-while(true) {
-    int γωτουε = epoll_wait(εΦδ, &ωπις, 1, -1);   ═╾─ (3)
+  <span title="Struktura epoll_event jest używana:
+) w epoll_ctl jako argument wejściowy, do określenia na jakie zdarzenia czekać i powiązania z nimi danych
-    if(ωπις.events & EPOLLIN &&                   ─┐
+) w epoll_wait jako argument wyjściowy, określa jakie zdarzenia wystąpiły i przekazania powiązanych z nimi danych" style="background-color:#f802">epoll_event</span> ee<span class="br0">[</span><span class="nu0">2</span><span class="br0">]</span><span class="sy4">;</span>                                                   ─┐
-       ωπις.data.u64 == 987654321 ){               │
+  ee<span class="br0">[</span><span class="nu0">0</span><span class="br0">]</span><span title="'.events' określa które zdarzenia mają być raportowane" style="background-color:#0f02">.<span class="me1">events</span> <span class="sy1">=</span></span> EPOLLIN<span class="sy4">;</span>                                               │
-       read(σοκητ_α, ...                           │
+  ee<span class="br0">[</span><span class="nu0">0</span><span class="br0">]</span><span title="Jeśli wskazane zdarzenie wystąpi, to (skopiowana do pamięci systemu operacyjngo w momencie wywołania 'epoll_ctl') wartość unii '.data' zostanie z powrotem wpisana przez 'epoll_wait' do wynikowej struktury epoll_event
-    }                                              ├─ (4)
+W tej unii do wybor są pola fd, u32, u64 i ptr, odpowiednio typów int, uint32_t, uint64_t i void*" style="background-color:#f002">.<span class="me1">data</span>.<span class="me1">u32</span> <span class="sy1">=</span></span> <span class="sy2">-</span><span class="nu0">1</span><span class="sy4">;</span>                                                  ├─ (2)
-    if(ωπις.events & EPOLLIN &&                    │
+  <span title="'epoll_ctl' zarządza listą zdarzeń które monitoruje wskazany plik epoll:
-       ωπις.data.u64 == 123456789 ){               │
+z flagą EPOLL_CTL_ADD dodaje nowy plik,
-       read(σοκητ_β, ...                          ─┘
+z flagą EPOLL_CTL_DEL przestaje monitorować wskazany plik,
-    }
+z flagą EPOLL_CTL_MOD zmienia listę zdarzeń i powiązane dane dla już monitorowanego pliku" style="background-color:#f0f2">epoll_ctl</span><span class="br0">(</span>epollDescr, <span title="'epoll_ctl' zarządza listą zdarzeń które monitoruje wskazany plik epoll:
-    ...
+z flagą EPOLL_CTL_ADD dodaje nowy plik,
-}
+z flagą EPOLL_CTL_DEL przestaje monitorować wskazany plik,
-</code>
+z flagą EPOLL_CTL_MOD zmienia listę zdarzeń i powiązane dane dla już monitorowanego pliku" style="background-color:#f0f2">EPOLL_CTL_ADD</span>, STDIN_FILENO, <span class="sy3">&amp;</span>ee<span class="br0">[</span><span class="nu0">0</span><span class="br0">]</span><span class="br0">)</span><span class="sy4">;</span>           │
+  ee<span class="br0">[</span><span class="nu0">0</span><span class="br0">]</span>.<span class="me1">data</span>.<span class="me1">u32</span> <span class="sy1">=</span> <span class="sy2">-</span><span class="nu0">2</span><span class="sy4">;</span>                                                  │
+  epoll_ctl<span class="br0">(</span><span title="Wybiera na którym z plików epoll będzie pracować ta funkcja" style="background-color:#0fa2">epollDescr</span>, EPOLL_CTL_ADD, <span title="Określa na którym pliku należy rozpocząć (lub zmienić/zakończyć) śledzenie zdarzeń" style="background-color:#0082">serverSock</span>, <span title="Wskazuje które zdarzenia mają być raportowane i jakie dane programista chce otrzymać, kiedy wskazane zdarzenie wystąpi" style="background-color:#a0f2"><span class="sy3">&amp;</span>ee<span class="br0">[</span><span class="nu0">0</span><span class="br0">]</span><span class="br0"></span></span>)<span class="sy4">;</span>            ─┘
+  <span class="kw1">while</span> <span class="br0">(</span><span class="nu0">1</span><span class="br0">)</span> <span class="br0">{</span>
+      <span title="'epoll_wait' zwraca ile pierwszych struktur z podanej listy wypełnił" style="background-color:#f402"><span class="kw4">int</span> ile_gotowych</span> <span class="sy1">=</span> <span title="'epoll_wait' wpisuje do podanej listy struktur epoll_event listę zdarzeń które wystąpiły na wcześniej zgłoszonych do monitorowania plikach (jeśli trzeba, czekając na pierwsze zdarzenie)" style="background-color:#0ff2">epoll_wait</span><span class="br0">(</span><span title="Wybiera na którym z plików epoll będzie pracować ta funkcja" style="background-color:#0fa2">epollDescr</span>, <span title="wskazuje że wyniki mają trafić do tablicy 'ee' w której jest miejsce na co najwyżej 2 elementy" style="background-color:#8f03">ee, <span class="nu0">2</span></span>, <span title="limit czasu oczekiwania (jak w poll)" style="background-color:#0001"><span class="sy2">-</span><span class="nu0">1</span></span><span class="br0">)</span><span class="sy4">;</span>            ═╾─ (3)
+      <span class="kw1">for</span> <span class="br0">(</span><span class="kw4">int</span> i <span class="sy1">=</span> <span class="nu0">0</span><span class="sy4">;</span> i <span class="sy1">&lt;</span> ile_gotowych<span class="sy4">;</span> <span class="sy2">++</span>i<span class="br0">)</span> <span class="br0">{</span>                         ─┐
+          <span class="kw1">if</span> <span class="br0">(</span>ee<span class="br0">[</span>i<span class="br0">]</span>.<span class="me1">data</span>.<span class="me1">u32</span> <span class="sy1">==</span> <span class="sy2">-</span><span class="nu0">1</span><span class="br0">)</span>                                     │
+              readingFromStdin<span class="br0">(</span><span class="br0">)</span><span class="sy4">;</span>                                       │
+          <span class="kw1">else</span> <span class="kw1">if</span> <span class="br0">(</span>ee<span class="br0">[</span>i<span class="br0">]</span>.<span class="me1">data</span>.<span class="me1">u32</span> <span class="sy1">==</span> <span class="sy2">-</span><span class="nu0">2</span><span class="br0">)</span> <span class="br0">{</span>                              │
+              <span class="kw4">int</span> cliFd <span class="sy1">=</span> accept<span class="br0">(</span>serverSock, <span class="nu0">0</span>, <span class="nu0">0</span><span class="br0">)</span><span class="sy4">;</span>                     │
+              <span class="kw4">int</span> cliId <span class="sy1">=</span> getFreeClientId<span class="br0">(</span><span class="br0">)</span><span class="sy4">;</span>                            │
+              clients<span class="br0">[</span>cliId<span class="br0">]</span> <span class="sy1">=</span> <span class="br0">{</span>.<span class="me1">fd</span> <span class="sy1">=</span> cliFd<span class="br0">}</span><span class="sy4">;</span>                           │
+              ee<span class="br0">[</span><span class="nu0">0</span><span class="br0">]</span>.<span class="me1">events</span> <span class="sy1">=</span> EPOLLIN<span class="sy4">;</span>                               ┐   │
+              ee<span class="br0">[</span><span class="nu0">0</span><span class="br0">]</span>.<span class="me1">data</span>.<span class="me1">u32</span> <span class="sy1">=</span> cliId<span class="sy4">;</span>                               ├(2)├─ (4)
+              epoll_ctl<span class="br0">(</span>epollDescr, EPOLL_CTL_ADD, cliFd, <span class="sy3">&amp;</span>ee<span class="br0">[</span><span class="nu0">0</span><span class="br0">]</span><span class="br0">)</span><span class="sy4">;</span>  ┘   │
+          <span class="br0">}</span> <span title="W tym przykładzie programista używa wartości specjalne -2 i -1 dla standardowego wejścia i gniazda serwerowego, a pozostałe wartości pola .data.u32 to indeksy w tablicy klientów, co ułatwia odnalezienie danych powiązanych z klientem" style="background-color:#0ff4"><span class="kw1">else</span></span> <span class="br0">{</span>                                                      │
+              <span class="kw1">if</span> <span class="br0">(</span>ee<span class="br0">[</span>i<span class="br0">]</span>.<span class="me1">events</span> <span class="sy3">&amp;</span> EPOLLIN<span class="br0">)</span>                               │
+                  receiveFromCli<span class="br0">(</span><span class="sy3">&amp;</span>clients<span class="br0">[</span>ee<span class="br0">[</span>i<span class="br0">]</span>.<span class="me1">data</span>.<span class="me1">u32</span><span class="br0">]</span><span class="br0">)</span><span class="sy4">;</span>             │
+              <span class="kw1">if</span> <span class="br0">(</span>ee<span class="br0">[</span>i<span class="br0">]</span>.<span class="me1">events</span> <span class="sy3">&amp;</span> EPOLLOUT<span class="br0">)</span>                              │
+                  sendQueuedData<span class="br0">(</span><span class="sy3">&amp;</span>clients<span class="br0">[</span>ee<span class="br0">[</span>i<span class="br0">]</span>.<span class="me1">data</span>.<span class="me1">u32</span><span class="br0">]</span><span class="br0">)</span><span class="sy4">;</span>             │
+          <span class="br0">}</span>                                                             │
+      <span class="br0">}</span>                                                                ─┘
+  <span class="br0">}</span>
+</pre>
+</html>
 ++++Przykład użycia pola ''.data.ptr''|
-<code cpp>
+<html>
-struct Handler {
+<pre class="code cpp" style="user-select: none; line-height: 100%">
-    virtual void handleEvent(uint32_t event) = 0;
+<span style="background-color:#0001" title="Każdy wskaźnik umieszczany w danych powiązanych ze zdarzeniem w epoll będzie obiektem z klasy która dziedziczy po Handler, więc będzie mieć metodę 'handle'"><span class="kw4">struct</span> Handler <span class="br0">{</span>
-};
+    <span class="kw2">virtual</span> <span class="kw4">void</span> handle<span class="br0">(</span>epoll_event <span class="sy3">&amp;</span>ee<span class="br0">)</span> <span class="sy1">=</span> <span class="nu0">0</span><span class="sy4">;</span>
+    <span style="opacity:0.66"><span class="kw2">virtual</span> ~Handler<span class="br0">(</span><span class="br0">)</span> <span class="br0">{</span><span class="br0">}</span></span>
+<span class="br0">}</span><span class="sy4">;</span></span>
-struct Client : public Handler {
+<span style="opacity:0.66"><span class="kw4">struct</span> Client<span class="sy4">;</span>
-    Client(int fd);
+std<span class="sy4">::</span><span class="me2">set</span><span class="sy1">&lt;</span>Client <span class="sy2">*</span><span class="sy1">&gt;</span> clients<span class="sy4">;</span></span>
-    int fd;
+<span style="background-color:#8001" title="Klasa Client ma obsługiwać jednego klienta – czytać z jego gniazda i pisać do niego (w tym przechowywać koleję danych do wysłania i początki częściowo dostarczoncyh wiadomości), może też od razu zawierać logikę obsługi klienta"><span class="kw4">struct</span> Client</span> <span class="sy4">:</span> <span class="kw2">public</span> Handler <span class="br0">{</span>
-    virtual void handleEvent(uint32_t event) override {
+    <span style="opacity:0.66"><span class="kw4">char</span> <span class="sy2">*</span>partialDataReceived, <span class="sy2">*</span>dataQueuedToSend<span class="sy4">;</span>
-        if(event & EPOLLIN){
+    <span class="kw4">int</span> epollDescr, fd<span class="sy4">;</span></span>
-            read(fd, ...
+<span style="background-color:#0081" title="W konstruktorze klasa Client automatycznie dodaje obsługiwane przez siebie gniazdo do monitorowania">    Client<span class="br0">(</span><span class="kw4">int</span> epollDescr, <span class="kw4">int</span> fd<span class="br0">)</span> <span class="sy4">:</span> epollDescr<span class="br0">(</span>epollDescr<span class="br0">)</span>, fd<span class="br0">(</span>fd<span class="br0">)</span> <span class="br0">{</span>
-        }
+        epoll_event ee<span class="br0">{</span>.<span class="me1">events</span> <span class="sy1">=</span> EPOLLIN, .<span class="me1">data</span> <span class="sy1">=</span> <span class="br0">{</span>.<span class="me1">ptr</span> <span class="sy1">=</span> <span class="kw3">this</span><span class="br0">}</span><span class="br0">}</span><span class="sy4">;</span>
+        epoll_ctl<span class="br0">(</span>epollDescr, EPOLL_CTL_ADD, fd, <span class="sy3">&amp;</span>ee<span class="br0">)</span><span class="sy4">;</span>
+        <span style="opacity:0.66">clients.<span class="me1">insert</span><span class="br0">(</span><span class="kw3">this</span><span class="br0">)</span><span class="sy4">;</span></span>
+    <span class="br0">}</span></span>
+<span style="background-color:#0801" title="W destruktorze klasa Client zamyka gniazdo, co automatycznie usuwa gniazdo ze wszystkich epolli">    ~Client<span class="br0">(</span><span class="br0">)</span> <span class="br0">{</span>
+        close<span class="br0">(</span>fd<span class="br0">)</span><span class="sy4">;</span>
         ...
-    }
+    <span class="br0">}</span></span>
+    <span style="opacity:0.66"><span class="kw4">void</span> receive<span class="br0">(</span>epoll_event <span class="sy3">&amp;</span>ee<span class="br0">)</span><span class="sy4">;</span>
+    <span class="kw4">void</span> sendQueuedData<span class="br0">(</span><span class="br0">)</span><span class="sy4">;</span></span>
+    <span class="kw4">void</span> handle<span class="br0">(</span>epoll_event <span class="sy3">&amp;</span>ee<span class="br0">)</span> <span class="br0">{</span>
+<span style="background-color:#0001" title="Zwróć uwagę że poza odbieraniem danych funkcja 'receive' musi też obsłużyć błędy na gnieździe">        <span class="kw1">if</span> <span class="br0">(</span>ee.<span class="me1">events</span> <span class="sy3">&amp;</span> EPOLLIN<span class="br0">)</span>
+            receive<span class="br0">(</span>ee<span class="br0">)</span><span class="sy4">;</span></span>
+        <span class="kw1">if</span> <span class="br0">(</span>ee.<span class="me1">events</span> <span class="sy3">&amp;</span> EPOLLOUT<span class="br0">)</span>
+            sendQueuedData<span class="br0">(</span><span class="br0">)</span><span class="sy4">;</span>
+    <span class="br0">}</span>
     ...
-};
+<span class="br0">}</span><span class="sy4">;</span>
+<span class="kw4">struct</span> Server <span class="sy4">:</span> <span class="kw2">public</span> Handler <span class="br0">{</span>
+    <span style="opacity:0.66"><span class="kw4">int</span> epollDescr, serverSock<span class="sy4">;</span></span>
+<span style="background-color:#0081" title="W konstruktorze klasa Serwer tworzy nowe nasłuchujące gniazdo i dodaje je do monitorowania we wskazanym epollu">    Server<span class="br0">(</span><span class="kw4">int</span> epollDescr, <span class="kw4">uint16_t</span> port<span class="br0">)</span> <span class="sy4">:</span> epollDescr<span class="br0">(</span>epollDescr<span class="br0">)</span> <span class="br0">{</span>
+        serverSock <span class="sy1">=</span> ...
+        ...
+        epoll_event ee<span class="br0">{</span>.<span class="me1">events</span> <span class="sy1">=</span> EPOLLIN, .<span class="me1">data</span> <span class="sy1">=</span> <span class="br0">{</span>.<span class="me1">ptr</span> <span class="sy1">=</span> <span class="kw3">this</span><span class="br0">}</span><span class="br0">}</span><span class="sy4">;</span>
+        epoll_ctl<span class="br0">(</span>epollDescr, EPOLL_CTL_ADD, serverSock, <span class="sy3">&amp;</span>ee<span class="br0">)</span><span class="sy4">;</span>
+    <span class="br0">}</span></span>
+    <span style="opacity:0.66">~Server<span class="br0">(</span><span class="br0">)</span><span class="sy4">;</span></span>
+<span style="background-color:#8001" title="W obsłudze zdarzenia – żądanego POLLIN bądź błędu (którego obsługa tu jest pominięta) – przyjmowane jest nowe połączenie i tworzony obiekt z klasy Client, który sam dodaje obsługiwane przez siebie gniazdo do epolla">    <span class="kw4">void</span> handle<span class="br0">(</span>epoll_event <span class="sy3">&amp;</span><span class="br0">)</span> <span class="br0">{</span>
+        <span class="kw4">int</span> cliFd <span class="sy1">=</span> accept<span class="br0">(</span>serverSock, <span class="nu0">0</span>, <span class="nu0">0</span><span class="br0">)</span><span class="sy4">;</span>
+        <span class="kw3">new</span> Client<span class="br0">(</span>epollDescr, cliFd<span class="br0">)</span><span class="sy4">;</span>
+    <span class="br0">}</span></span>
+<span class="br0">}</span><span class="sy4">;</span>
-std::list<Client> clients;
+<span style="opacity:0.66"><span class="kw4">int</span> main<span class="br0">()</span> <span class="br0">{</span></span>
-int epollfd;
+    ...
+    <span class="kw4">int</span> epollDescr <span class="sy1">=</span> epoll_create1<span class="br0">(</span><span class="nu0">0</span><span class="br0">)</span><span class="sy4">;</span>
-void newClientArrived(){
+    Server srv<span class="br0">(</span>epollDescr, port<span class="br0">)</span><span class="sy4">;</span>
-   int sock = accept(...
+    <span class="kw1">while</span> <span class="br0">(</span><span class="nu0">1</span><span class="br0">)</span> <span class="br0">{</span>
-   clients.emplace_back(sock);
+        epoll_event ee<span class="sy4">;</span>
-   epoll_event ee {EPOLLIN, {.ptr=&clients.back()}}; // referencje do elementów listy są ważne
+        epoll_wait<span class="br0">(</span>epollDescr, <span class="sy3">&amp;</span>ee, <span class="nu0">1</span>, <span class="sy2">-</span><span class="nu0">1</span><span class="br0">)</span><span class="sy4">;</span>
-   epoll_ctl(epollfd, EPOLL_CTL_ADD, sock, &ee);     // do usunięcia wskazywanego elementu
+        <span style="background-color:#0001" title="Wartość .data.ptr zawsze wskazuje na obiekt z klasy (dziedzicząej po) Handler, z metodą 'handle' do obsługi zdarzenia"><span class="br0">(</span><span class="br0">(</span>Handler <span class="sy2">*</span><span class="br0">)</span>ee.<span class="me1">data</span>.<span class="me1">ptr</span><span class="br0">)</span><span class="sy2">-</span><span class="sy1">&gt;</span>handle<span class="br0">(</span>ee<span class="br0">)</span><span class="sy4">;</span></span>
-   ...
+    <span class="br0">}</span>
-}
+<span style="opacity:0.66"><span class="br0">}</span></span>
+</pre>
-int main(){
+</html>
-   ...
-   epoll_event ee;
-   while(epoll_wait(epollfd, &ee, 1, -1))
-     ((Handler*)ee.data.ptr)->handleEvent(ee.events);
-}
-</code>
 ++++
-//Zadanie 4.// Powtórz Zadanie 1, ale tym razem jako jednowątkowy program wykorzystujący mechanizm epoll.
+~~Zadanie.#~~ Powtórz Zadanie 1, ale tym razem jako jednowątkowy program wykorzystujący mechanizm epoll.
+\\
+(Możesz skorzystać z {{:sk2:tcp_client_template.cpp|przykładowego kodu klienta}})
-//Zadanie 5.// Napisz jednowątkowy serwer czatu używając ''poll'' lub ''epoll_wait''.
+~~Zadanie.#~~ Napisz jednowątkowy serwer czatu używając ''poll'' lub ''epoll_wait''.
+\\
+(Możesz skorzystać z {{:sk2:tcp_server_template.cpp|przykładowego kodu serwera}})

Jan Kończak

Narzędzia użytkownika

Narzędzia witryny

Różnice

Narzędzia strony