Стр. 1 - Проверка корректности использования POSIX-сокетов при неблокирующем вводе-выводе

ISSN 2305-5626. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана: электронное издание. 2013

1

УДК 004.415.53

Проверка корректности использования

POSIX-сокетов при неблокирующем вводе-выводе

В.В. Казаков

1

, В. А. Крищенко

1

МГТУ им. Н.Э. Баумана, Москва, 105005, Россия

Реализация неблокирующего ввода-вывода, необходимого для работы

с несколькими сетевыми соединениям в одном потоке исполнения, до-

статочно трудоемка: ошибки могут привести к блокированию пото-

ка выполнения на неопределенное время. Поставлена задача разра-

ботки и создания программной реализации метода поиска таких

ошибок при тестировании системы. Описан метод, с помощью ко-

торого осуществляется анализ системных вызовов процесса и опре-

деление ошибок при мультиплексировании сетевых соединений на

этапе тестирования. Метод реализован как программный комплекс

для ОС на базе ядра Linux.

E-mail:

vk.mrvk@gmail.com,

kva@bmstu.ru

Ключевые слова:

сетевые службы, тестирование ПО, мультиплекси-

рование сокетов, ввод-вывод.

Число одновременно поддерживаемых сетевой службой соедине-

ний может достигать нескольких тысяч, что приводит к проявлению

недостатков стратегии, направленной на создание отдельного потока

для каждого соединения. Для организации потока требуется как вы-

деление ресурсов для дескриптора потока в ядре операционной си-

стемы (ОС), так и использование некоторого количества памяти в

пространстве пользователя, в частности для хранения стека потока.

Эффективность работы планировщика задач ОС достаточно резко

снижается, если сетевая служба создает сотни однотипных потоков и

более, из которых одновременно выполняются лишь несколько. При

частом отключении и подключении клиентов играет роль и время,

затрачиваемое на создание и уничтожение потоков. В итоге подход

«одно соединение — один поток» уже при нескольких сотнях сете-

вых соединений приводит к существенно нелинейному снижению

производительности из-за накладных расходов на формирование ра-

бочих потоков [1].

Наиболее распространенным способом преодоления этой про-

блемы является стратегия работы с соединениями, предполагающая

создание нескольких потоков, каждый из которых опрашивает мно-

жество сокетов, считывает из них данные и затем обрабатывает их

[2]. Число таких рабочих потоков обычно фиксировано и может быть

выбрано исходя из числа логических процессоров в системе. В кор-

ректной реализации данной стратегии, называемой мультиплексиро-

ванием сокетов, следует использовать гарантированно неблокирую-

щий ввод-вывод как минимум при чтении и записи данных из