О чём не пишут в книгах по Delphi

Григорьев Антон Борисович

Если выходной буфер сокета равен нулю, данные сразу копируются в сеть, но успешное завершение функции и в этом случае не гарантирует успешную доставку. Использовать нулевой выходной буфер для TCP-сокетов не рекомендуется, т.к. это снижает производительность при последовательной отправке данных небольшими порциями. При буферизации эти порции накапливаются в буфере, а потом отправляются одним большим пакетом, требующим одного подтверждения от клиента. Если же буферизация не осуществляется, то будет отправлено несколько мелких пакетов, каждый со своим заголовком и своим подтверждением от клиента, что приведет к снижению производительности.

Функция

recv

копирует пришедшие данные из входного буфера сокета в буфер, заданный параметром

Buf

,

но не более

len

байтов. Скопированные данные удаляются из буфера сокета. При этом все полученные данные сливаются в один поток, поэтому получатель может самостоятельно выбирать, какой объем данных считывать за один раз. Если за один раз была скопирована только часть пришедшего пакета, оставшаяся часть не пропадает, а будет скопирована при следующем вызове

recv

. Функция

recv

возвращает число байтов, скопированных в буфер. Если на момент ее вызова входной буфер сокета пуст, она ждет, когда там что-то появится, затем копирует полученные данные и лишь после этого возвращает управление вызвавшей ее программе. Если

recv

возвращает 0, это значит, что удаленный сокет корректно завершил соединение. Если соединение завершено некорректно (например, из-за обрыва кабеля или сбоя удаленного компьютера), функция завершается с ошибкой (т.е. возвращает

SOCKET_ERROR

).

Теперь рассмотрим, какие действия при использовании TCP должен выполнить сервер. Как мы уже говорили, сервер должен перевести сокет в режим ожидания соединения. Это делается с помощью функции

listen

, имеющей следующий прототип:

function listen(s: TSocket; backlog: Integer): Integer;

Параметр s задает сокет, который переводится в режим ожидания подключения. Этот сокет должен быть привязан к адресу, т.е. функция

bind

должна быть вызвана для него явно. Для сокета, находящегося в режиме ожидания, создается очередь подключений. Размер этой очереди определяется параметром

backlog

, если он равен

SOMAXCONN

, очередь будет иметь максимально возможный размер. В MSDN отмечается, что узнать максимально допустимый размер очереди стандартными средствами нельзя. Функция возвращает ноль при успешном завершении и

SOCKET_ERROR

— в случае ошибки.

Когда клиент вызывает функцию

connect

, и по указанному в ней адресу имеется сокет, находящийся в режиме ожидания подключения, то информация о клиенте помещается в очередь подключений этого сокета. Успешное завершение connect говорит о том, что на стороне сервера подключение добавлено в очередь. Однако для того, чтобы соединение было действительно установлено, сервер должен выполнить еще некоторые действия: извлечь из очереди соединений информацию о соединении и создать сокет для его обслуживания. Эти операции выполняются с помощью функции

accept

, имеющей следующий прототип:

function accept(s: TSocket; addr: PSockAddr; addrlen: PInteger) : TSocket;

Параметр

s

задает сокет, который находится в режиме ожидания соединения и из очереди которого извлекается информация о соединении. Выходной параметр

addr

позволяет получить адрес клиента, установившего соединение. Здесь должен быть передан указатель на буфер, в который этот адрес будет помещен. Параметр

addrlen

содержит указатель на переменную, в которой хранится длина этого буфера: до вызова функции эта переменная должна содержать фактическую длину буфера, задаваемого параметром

addr

, после вызова — количество байтов буфера, реально понадобившихся для хранения адреса клиента. Очевидно, что в случае TCP и входное, и выходное значение этой переменной должно быть равно

SizeOf(TSockAddr)

. Эти параметры передаются как указатели, а не как параметры-переменные, что было бы более естественно для Delphi, потому что библиотека сокетов допускает для этих

указателей нулевые значения, если сервер не интересует адрес клиента. В данном случае разработчики модуля WinSock сохранили полную функциональность, предоставляемую библиотекой.

В случае ошибки функция

accept

возвращает значение

INVALID_SOCKET

. При успешном завершении возвращается дескриптор сокета. созданного библиотекой сокетов и предназначенного для обслуживания данного соединения. Этот сокет уже привязан к адресу и соединен с сокетом клиента, установившего соединение, и его можно использовать в функциях

recv

и

send

без предварительного вызова каких-либо других функций. Уничтожается этот сокет обычным образом, с помощью

closesocket

.

Исходный сокет, определяемый параметром

s

, остается в режиме прослушивания. Если сервер поддерживает одновременное соединение с несколькими клиентами, то функция

accept

может быть вызвана многократно. Каждый раз при этом будет создаваться новый сокет, обслуживающий одно конкретное соединение: протокол TCP и библиотека сокетов гарантируют, что данные, посланные клиентами, попадут в буферы соответствующих сокетов и не будут перемешаны.

Для получения целостной картины кратко повторим все сказанное. Для установления соединения сервер должен, во-первых, создать сокет с помощью функции

socket

, а во-вторых, привязать его к адресу с помощью функции

bind

. Далее сокет должен быть переведен в режим ожидания с помощью

listen

, а потом с помощью функции

accept

создается новый сокет, обслуживающий соединение, установленное клиентом. После этого сервер может обмениваться данными с клиентом. Клиент же должен создать сокет, при необходимости привязки к конкретному порту вызвать

bind

, и затем вызвать

connect

для установления соединения. После успешного завершения этой функции клиент может обмениваться данными с сервером. Это иллюстрируют листинги 2.11 и 2.12.

Листинг 2.11. Код сервера

var

 S, AcceptedSock: TSocket;

 Addr: TSockAddr;

 Data: TWSAData;

 Len: Integer;

begin

 WSAStartup($101, Data);

 S := socket(AF_INET, SOCK_SТREAМ, 0);

 Addr.sin_family := FF_INET;

 Addr.sin_port := htons(3030);

 Addr.sin_addr.S_addr := INADDR_ANY;

 FillChar(Addr.sin_zero, SizeOf(Addr.sin_zero), 0);

 bind(S, Addr, SizeOf(TSockAddr));

 listen(S, SOMAXCONN);

 Len := SizeOf(TSockAddr);

 AcceptedSock := accept(S, @Addr, @Len);

 {

Теперь Addr содержит адрес клиента, с которым установлено соединение, а AcceptedSock - дескриптор, обслуживающий это соединение. Допустимы следующие действия:

send(AcceptedSock, ...) - отправить данные клиенту

recv(AcceptedSock, ...) - получить данные от клиента

accept(...) - установить соединение с новым клиентом

 }

Здесь сокет сервера привязывается к порту с номером 3030. В общем случае разработчик сервера сам должен выбрать порт из диапазона 1024–65 535.

Листинг 2.12. Код клиента

var

 S: TSocket;

 Addr: TSockAddr;

 Data: TWSAData;