Różnice

Różnice między wybraną wersją a wersją aktualną.

--- sk2:sockets_concurrency [2020/10/27 11:04]
jkonczak [Obsługa wielu strumieni naraz]
+++ sk2:sockets_concurrency [2023/11/09 12:30] (aktualna)
jkonczak [Funkcje biblioteczne]
@@ 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://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 ======
@@ Linia 22: / Linia 22: @@
 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 ilość monitorowanych deskryptorów, 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.
 Dłuższe porównanie: http://www.ulduzsoft.com/2014/01/select-poll-epoll-practical-difference-for-system-architects/
+<small>Od kilku lat trwają prace nad mechanizmem ''[[https://en.wikipedia.org/wiki/Io_uring|io_uring]]'', pozwalającym na wykonywanie jednocześnie wielu operacji na plikach. Mechanizm pozwala na przekazanie do kernela żądań wykonania konkretnych operacji, oraz oferuje funkcję do czekania na wykonanie jakiejś ze zleconych wcześniej operacji.</small>
 ===== poll =====
-//Zadanie 3.// Powtórz Zadanie 1, ale tym razem jako jednowątkowy program wykorzystujący ''poll''.
 Aby stworzyć program korzystający z funkcji ''poll'', należy:
@@ Linia 36: / Linia 36: @@
     * ''.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()/…'' \\ <html><small></html>Uwaga: jeśli spróbujesz zapisać więcej bajtów niż jest miejsca w buforze nadawczym, ''write'' i tak się zablokuje<html></small></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: 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>
     * <html>--><div class="li"></html>
     * zostawić w spokoju ''.revents'' – tam pojawi się informacja o tym co wystąpiło
@@ Linia 43: / Linia 43: @@
 <code cpp>
-pollfd nacoczekac[5]{};                  // \.
+pollfd σληζονε[ιλε];                       ─┐
-nacoczekac[0].fd=sock1;                  //  > (2)
+σληζονε[0].fd = σοκητ_α;                    │
-nacoczekac[0].events=POLLIN;             // /
+σληζονε[0].events = POLLIN;                 ├─ (2)
+σληζονε[1].fd = σοκητ_β;                    │
+σληζονε[1].events = POLLIN;                ─┘
 ...
-int gotowe = poll(nacoczekac, 5, -1);    // (3)
+while(true) {
+    int γωτουε = poll(σληζονε, ιλε, -1);   ═╾─ (3)
-for(pollfd & opis : nacoczekac) {        // \.
+    if(σληζονε[0].revents & POLLIN){       ─┐
-    if(opis.revents & POLLIN) {          //  |
+        read(σοκητ_α, ...                   │
-        if(opis.fd == sock1) {           //  |
+        ...                                 │
-            read(opis.fd, ...            //   > (4)
+    }                                       ├─ (4)
-            ...                          //  |
+    if(σληζονε[1].revents & POLLIN){        │
-    }}                                   //  |
+        read(σοκητ_β, ...                   │
-}                                        // /
+        ...                                ─┘
+    }
+    ...
+}
 </code>
+//Zadanie 3.// Powtórz Zadanie 1, ale tym razem jako jednowątkowy program wykorzystujący ''poll''.
 ===== epoll =====
@@ Linia 68: / Linia 76: @@
 <code cpp>
-int sock = socket(...
+int εΦδ = epoll_create1(0);                       ═╾─ (1)
-...
+epoll_event ωπις;                                 ─┐
+ωπις.events = EPOLLIN;                             │
+ωπις.data.u64 = 987654321;                         │
+epoll_ctl(εΦδ, EPOLL_CTL_ADD, σοκητ_α, &ωπις);     ├─ (2)
+ωπις.data.u64 = 123456789;                         │
+epoll_ctl(εΦδ, EPOLL_CTL_ADD, σοκητ_β, &ωπις);     │
+...                                               ─┘
+// Poza .u64 w unii są też .fd i .ptr
+while(true) {
+    int γωτουε = epoll_wait(εΦδ, &ωπις, 1, -1);   ═╾─ (3)
+    if(ωπις.events & EPOLLIN &&                   ─┐
+       ωπις.data.u64 == 987654321 ){               │
+       read(σοκητ_α, ...                           │
+    }                                              ├─ (4)
+    if(ωπις.events & EPOLLIN &&                    │
+       ωπις.data.u64 == 123456789 ){               │
+       read(σοκητ_β, ...                          ─┘
+    }
+    ...
+}
+</code>
-int fd =  epoll_create1(0);                              // (1)
+++++Przykład użycia pola ''.data.ptr''|
+<code cpp>
-epoll_event event;                                       // \.
+struct Handler {
-  event.events = EPOLLIN;                                //  |
+    virtual void handleEvent(uint32_t event) = 0;
-  event.data.fd = sock;                                  //   > (2)
+};
-//event.data.u64 = 0xdeadbeef                            //  |
-//event.data.ptr = funkcja;                              // /
-epoll_ctl(fd, EPOLL_CTL_ADD, sock, &event);              // \.
-...                                                      //  >  (2)
-epoll_ctl(fd, EPOLL_CTL_ADD, othersock, &event);         // /
+struct Client : public Handler {
+    Client(int fd);
+    int fd;
+    virtual void handleEvent(uint32_t event) override {
+        if(event & EPOLLIN){
+            read(fd, ...
+        }
+        ...
+    }
+    ...
+};
-int resultCount = epoll_wait(fd, &event, 1, -1);         // (3)
+std::list<Client> clients;
+int epollfd;
-if( event.events & EPOLLIN && event.data.fd == sock ){   // \.
+void newClientArrived(){
-    read(sock, ...                                       //  > (4)
+   int sock = accept(...
-    ...                                                  // /
+   clients.emplace_back(sock);
+   epoll_event ee {EPOLLIN, {.ptr=&clients.back()}}; // referencje do elementów listy są ważne
+   epoll_ctl(epollfd, EPOLL_CTL_ADD, sock, &ee);     // do usunięcia wskazywanego elementu
+   ...
+}
+int main(){
+   ...
+   epoll_event ee;
+   while(epoll_wait(epollfd, &ee, 1, -1))
+     ((Handler*)ee.data.ptr)->handleEvent(ee.events);
 }
 </code>
-<html><small></html>Przykład użycia pola ''.data.ptr''
+++++
-<code cpp>
-std::function<void()> readFromSock = ... // np. 'mySockObject;' czy 'std::bind(myReadFunc, sock);'
-epoll_event ee {};
-ee.events = EPOLLIN;
-ee.data.ptr = &readFromSock;
-epoll_ctl(epollfd, EPOLL_CTL_ADD, sock, &ee);
-...
-while(epoll_wait(epollfd, &ee, 1, -1))
-    (*(std::function<void()>*)ee.data.ptr)();
-</code>
-<html></small></html>
 //Zadanie 4.// Powtórz Zadanie 1, ale tym razem jako jednowątkowy program wykorzystujący mechanizm epoll.
 //Zadanie 5.// Napisz jednowątkowy serwer czatu używając ''poll'' lub ''epoll_wait''.

Jan Kończak

Narzędzia użytkownika

Narzędzia witryny

Różnice

Narzędzia strony