Реализация потоковой передачи данных в Delphi: решение проблемы SOCK_STREAM и работа с потоками байтов без блоков

Delphi , Интернет и Сети , Сокеты

Введение

При работе с сокетами в Delphi и Free Pascal разработчики часто сталкиваются с проблемами при передаче данных через Unix-сокеты, особенно когда речь идет о передаче файловых дескрипторов между процессами. В этой статье мы рассмотрим особенности работы с SOCK_STREAM и SOCK_DGRAM, а также предложим решения для эффективной передачи данных.

Проблема передачи данных через SOCK_STREAM

Основная проблема при использовании SOCK_STREAM заключается в том, что этот тип сокета работает с непрерывным потоком байтов без четкого разделения на блоки. Это может привести к произвольному объединению данных, что особенно проблематично при передаче файловых дескрипторов.

// Пример создания потокового Unix-сокета
var
  sock: cint;
  sa: sockaddr_un;
begin
  sock := fpsocket(PF_UNIX, SOCK_STREAM, 0);
  FillByte(sa, sizeof(sockaddr_un), 0);
  sa.sun_family := AF_UNIX;
  sa.sun_path := '/tmp/my_socket';
  fpbind(sock, Psockaddr(@sa), sizeof(sa.sun_family) + Length('/tmp/my_socket'));

Решение: использование SOCK_DGRAM для передачи блоков данных

Для передачи файловых дескрипторов между процессами рекомендуется использовать датаграммные сокеты (SOCK_DGRAM), которые сохраняют границы сообщений:

// Пример создания датаграммного Unix-сокета
var
  sock: cint;
  sa: sockaddr_un;
begin
  sock := fpsocket(PF_UNIX, SOCK_DGRAM, 0);
  FillByte(sa, sizeof(sockaddr_un), 0);
  sa.sun_family := AF_UNIX;
  sa.sun_path := '/tmp/my_socket';
  fpbind(sock, Psockaddr(@sa), sizeof(sa.sun_family) + Length('/tmp/my_socket'));

Работа с Unix-сокетами в Free Pascal

Исправление проблем с модулем unixsockets

Как обсуждалось в исходном контексте, модуль unixsockets в Free Pascal требует исправлений для корректной работы. Вот исправленная версия:

unit unixsockets;

{$mode objfpc}{$H+}
{$packrecords C}

interface

uses
  cTypes, BaseUnix;

{$I unixsocketsh.inc}

implementation

{$I unixsockets.inc}

end.

Передача файловых дескрипторов

Для передачи файловых дескрипторов между процессами можно использовать следующий подход:

type
  TFDMsg = record
    h: cmsghdr;
    buf: array[0..CMSG_SPACE(sizeof(cint))-1] of Byte;
  end;

function SendFD(sock_fd, send_me_fd: cint): Boolean;
var
  ret: cint = 0;
  iov: iovec;
  msg: msghdr;
  cmsg: TFDMsg;
  h: Pcmsghdr;
begin
  iov.iov_base := @ret;
  iov.iov_len := 1;

  msg.msg_iov := @iov;
  msg.msg_iovlen := 1;
  msg.msg_name := nil;
  msg.msg_namelen := 0;

  msg.msg_control := @cmsg;
  msg.msg_controllen := sizeof(TFDMsg);
  msg.msg_flags := 0;

  h := CMSG_FIRSTHDR(@msg);
  h^.cmsg_len := CMSG_LEN(sizeof(cint));
  h^.cmsg_level := SOL_SOCKET;
  h^.cmsg_type := SCM_RIGHTS;
  Pcint(CMSG_DATA(h))^ := send_me_fd;

  Result := fpSendMsg(sock_fd, @msg, 0) >= 0;
end;

Альтернативные решения

Использование модуля sockets

Вместо проблемного модуля unixsockets можно использовать стандартный модуль sockets, хотя он и не предоставляет всех необходимых макросов:

uses
  sockets, baseunix;

// Пример использования стандартных сокетов
var
  sock: TSocket;
  addr: TUnixSockAddr;
begin
  sock := fpSocket(PF_UNIX, SOCK_DGRAM, 0);
  FillChar(addr, SizeOf(addr), 0);
  addr.sun_family := AF_UNIX;
  StrPCopy(addr.sun_path, '/tmp/my_socket');
  fpBind(sock, @addr, SizeOf(addr));

Реализация собственных функций

Если стандартные модули не предоставляют необходимой функциональности, можно реализовать собственные аналоги:

function CMSG_FIRSTHDR(const msg: pmsghdr): Pcmsghdr;
begin
  if (msg^.msg_controllen >= sizeof(cmsghdr)) then
    Result := Pcmsghdr(msg^.msg_control)
  else
    Result := nil;
end;

function CMSG_NXTHDR(const msg: pmsghdr; const cmsg: Pcmsghdr): Pcmsghdr;
begin
  Result := Pcmsghdr(PByte(cmsg) + CMSG_ALIGN(cmsg^.cmsg_len));
  if (PByte(Result) + sizeof(cmsghdr) > PByte(msg^.msg_control) + msg^.msg_controllen) then
    Result := nil;
end;

Заключение

При работе с Unix-сокетами в Delphi и Free Pascal важно понимать различия между SOCK_STREAM и SOCK_DGRAM. Для передачи файловых дескрипторов между процессами предпочтительнее использовать датаграммные сокеты, так как они сохраняют границы сообщений.

Хотя модуль unixsockets в Free Pascal требует исправлений, его можно использовать после внесения необходимых изменений. В качестве альтернативы можно работать с модулем sockets или реализовать собственные функции для работы с управляющими сообщениями.

Приведенные в статье примеры кода демонстрируют практические подходы к решению распространенных проблем при работе с сокетами в Object Pascal. Эти решения помогут разработчикам эффективно реализовывать межпроцессное взаимодействие в Unix-подобных системах.

Создано по материалам из источника по ссылке.

Статья посвящена особенностям работы с Unix-сокетами в Delphi и Free Pascal, включая передачу файловых дескрипторов и различия между SOCK_STREAM и SOCK_DGRAM.

Комментарии и вопросы

Получайте свежие новости и обновления по Object Pascal, Delphi и Lazarus прямо в свой смартфон. Подпишитесь на наш Telegram-канал delphi_kansoftware и будьте в курсе последних тенденций в разработке под Linux, Windows, Android и iOS

:: Главная :: Сокеты ::