TCPサーバ（１）

• TCPサーバは リクエストを受け付ける側。

  • 店（S)と客（C）の関係に似ている。

• 生成段階がやや複雑になる（右右図）。

  • サーバオブジェクトはソケットの一種だが待受状態の特殊な形態。

  • そこにクライアントからの接続が確立され、ソケットが生成される（これが通信のサーバ側端点となる）。

    open -> (TCPServerオブジェクト)  ->accept -> （TCPSocketオブジェクト）

  

• open時に hostの指定は不要（自分のアドレスで待つから）。

• あとはクライアントの時と同じ使い方(右図)

1 プログラムの例(受信だけのもの）

• (ソースはここにもある)

  require 'socket'
  port=ARGV.shift || 9999
  TCPServer.open(port) do |so|
      s=so.accept
      while(s.gets) do
          puts $_
      end
  end

  • ここでは、TCPServer.open メソッドを ブロックつき呼び出しをしている （これだと明示的にcloseする必要がないので）が、 もちろんブロックをつけない従来型の呼び出し方でもいい（irbの時はこちらのほうが書きやすい）。

so=TCPServer.open(port)
s=so.accept
# ... 途中の処理は省略
s.close     # 最後にcloseしておくのが望ましいが
            # ちょっと試してみる段階なら気にしなくてもいいだろう

• 上記のサンプルを（他の例でもそうだが）コピーしてirbに入力する際、コメント（’#’の右側）に含まれる日本語文字コードの一部が、環境によっては悪さ（プログラムが正常に動かないなど）をすることがあるらしい。
  • そのときはコメントを除いた部分を貼り付けてみて試してみて下さい。
  • 補足：closeが必要な理由
    • ruby（を含む多くの言語）ではオブジェクトが頻繁に生成されては消滅する過程を繰り返している。
    • オブジェクトは言語処理系が管理するメモリ空間に作られ、通常は適切に（ガーベージコレクションなどの機構で）管理されているのでプログラマは不要になった後のことを考える必要がない（C言語などの古い言語を除く）。
    • ただし File、Socketなど、プログラムの外部とのデータのやり取りを介在するオブジェクトに関しては、オブジェクトを（言語の内部に）作るとともに、OS（Windowsなど）に対して資源の要求を行う。
    • OSが管理するこれらの資源（右板書図の青い部分）は、自動的に開放されないため、closeという手続きを呼ぶことで、OSに対して「もう使いません」という通知をする必要がある。さもないとOSに確保したスペースがいずれ枯渇してプログラムが動作できない状態になることになる。
    • 後始末が必要なオブジェクトに対して、（一般的なオブジェクト生成のメソッド名である）new でなく、open という名前の生成メソッドを用意して区別している、と考えていい。
    • ただし、明示的なcloseを呼ばなくていいよう言語上の工夫が行われている言語が増えている（Rubyでは、ブロックつきで呼び出すOpenメソッド）。

2 アクセスしてみる

• 簡単なクライアント（送信だけの一方通行）を作って動かす（ソース(client0.rb)）。

   require 'socket'
   dest=ARGV.shift || 'localhost:9999'   # destination （目的地）
   host, port = dest.split ':'
   port||=9999
   TCPSocket.open(host,port) do |s|
     while gets do s.puts $_ end  # 一箇所訂正しました
   end

3 送受信（とりあえずオウム返し）

• 変更のある主要部（accept以降）のみ示す。

  while s.gets do
        puts $_     # 画面に表示
        s.puts $_   # クライアントにそのまま返送
  end

  • プログラム全体はここ(srv2.rb)に置いてある。
  • 単なるオウム返しではない、変化をさせての返信も試みて下さい。（反転させる例(srv2_2.rb)）

双方向クライアント

• これに接続するためにはクライアントも双方向の動作をする必要がある。 送信のみの時のデータの流れ ↓ 双方向にした時

  Thread.new do
    while gets do s.puts($_) end
  end
  while s.gets do puts($_) end

  

  • スレッドを分岐させて、それぞれのスレッドで、ソケット→端末　および　端末→ソケット のデータの流れを作る。
    • Thread（元来は糸の意味）は、掲示板やメールで「会話の流れ」のような意味で（「スレ」と略して呼ばれたりして）使われることもあるが、 プログラミングにおいては処理の流れ（時間的つながり）を言う。
    • なお、並行してプログラムの流れを作る技術はThread以外にもいくつかのものがOSや言語によって準備されている（RubyにもFiberなどいくつか用意されているが、当科目では最も単純なThreadだけ紹介しておく）。
  • 上記プログラム例では、
    1. Thread.newで新しいスレッドを生成すると、
    2. Thread.new メソッド自体は（見かけ上は）即座に終了し、
    3. 従来からのコード（Threadブロックに囲まれていない部分；上記例では４行目）がスレッド0番として動作を続けるが、
    4. それと並行してたった今生成したスレッド1番（コードはブロックの内部；上記例では２行目）も動作を始める。
  • 自分で改良してみるか、このクライアント(client1.rb)を使ってみて下さい。