深入理解客户端-服务器编程模式与超时机制-优快云博客

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深入理解客户端-服务器编程模式与超时机制

在并发编程中，客户端-服务器模式是常见的一种架构。通过这种模式，客户端可以请求服务器执行操作并获得结果，同时，服务器能够处理来自多个客户端的请求。本文将从一个具体的角度——超时机制和负确认技术，来深入探索客户端-服务器编程模式。

4.2.4 一个时钟服务器示例

在客户端-服务器协议中，客户端通常需要在特定时间点同步，而超时机制的实现便显得至关重要。例如，在一个时钟服务器的实现中，客户端向服务器发送包含唤醒时间和回复通道的请求。服务器会在指定时间到达时，通过回复通道发送消息给客户端。此过程涉及到异步请求的发送，以及使用保护函数来分配回复通道。

守护函数与事件构造器

在实现超时机制时，我们定义了一个名为 ClockServer 的模块，它提供了一个名为 atTimeEvt 的事件构造器。这个构造器返回一个用于同步指定时间的事件。客户端通过 atTimeEvt 函数发送请求，并异步接收回复。

fun atTimeEvt t = guard (fn () => let
    val replyCh = channel()
    spawn (fn () => send (timerReqCh, (t, replyCh)));
    recvEvt replyCh
end)

时钟服务器的实现

时钟服务器通过一个尾递归循环来实现，其状态是等待线程的集合，表示为排序列表。服务器等待两个事件：一个是客户端的请求，另一个是时钟滴答。当客户端请求到达时，它会被插入等待列表。时钟滴答发生时，服务器调用 wakeup 函数来唤醒等待时间到来的客户端。

fun server waitingList = let
    fun insert (req as (t, _), []) = [req]
    | insert (req as (t, _), (elem as (t’, _))::r) =
        if Time.< (t, t’) then req::elem::r else elem::(insert(req, r))
    fun wakeup () = let
        val now = Time.now()
        fun wake [] = [] | wake (waiting as ((t, replyCh)::r)) =
            if Time.< (now, t) then waiting else
                (spawn (fn () => send (replyCh, ())); wake r)
    in
        wake waitingList
    end
in
    select [
        wrap (recvEvt timerReqCh, fn req => server (insert (req, waitingList))),
        wrap (tick, fn () => server (wakeup ()))
    ]
end

4.2.5 负确认技术

在某些服务中，服务器需要知道是否要提交或中止事务。为了处理这种情况，引入了负确认（negative acknowledgements）的概念。负确认允许服务器知道客户端是否已选择其他事件并中止交易。 withNack 事件组合器提供了一种机制来处理这种情况，它允许在同步时应用一个保护函数到一个中止事件。

val withNack : (unit event -> 'a event) -> 'a event

通过一个简单的 mkEvent 函数示例，我们可以看到如何使用 withNack 来处理正确认和负确认。

fun mkEvent (ev, ackMsg, nackMsg) = withNack (fn nack => (
    spawn (fn () => (sync nack; TextIO.print nackMsg));
    wrap(ev, fn _ => TextIO.print ackMsg))
)

4.2.6 锁服务器示例

为了说明 withNack 的使用，我们展示了锁服务器的实现。锁服务器提供了一系列可以被获取或释放的锁，类似于互斥锁。为了避免在客户端放弃请求时锁被无限期占用，引入了负确认技术来处理这种情况。

fun acquireLockEvt (LOCK id) = withNack (fn nack => let
    val replyCh = channel()
    spawn (fn () => send (reqCh, ACQ{
        lock= id, replyCh= replyCh, abortEvt= nack
    }));
    recvEvt replyCh
end)

通过以上示例，我们可以看到 withNack 在处理客户端可能中止请求的情况下的重要性，以及如何在客户端-服务器架构中有效地管理资源。