18.1.3. Пример: сервер для игры в шахматы по сети

Не всегда нашей конечной целью является взаимодействие с самим сервером. Иногда сервер — всего лишь средство для соединения клиентов друг с другом. В качестве примера можно привести файлообменные сети, столь популярные в 2001 году. Другой пример — серверы для мгновенной передачи сообщений, например ICQ, и разного рода игровые серверы.

Давайте напишем скелет шахматного сервера. Мы не имеем в виду программу, которая будет играть в шахматы с клиентом. Нет, наша задача — связать клиентов так, чтобы они могли затем играть без вмешательства сервера.

Предупреждаю, что ради простоты показанная ниже программа ничего не знает о шахматах. Логика игры просто заглушена, чтобы можно было сосредоточиться на сетевых аспектах.

Для установления соединения между клиентом и сервером будем использовать протокол TCP. Можно было бы остановиться и на UDP, но этот протокол ненадежен, и нам пришлось бы использовать тайм-ауты, как в одном из примеров выше.

Клиент может передать два поля: свое имя и имя желательного противника. Для идентификации противника условимся записывать его имя в виде user:hostname; мы употребили двоеточие вместо напрашивающегося знака @, чтобы не вызывать ассоциаций с электронным адресом, каковым эта строка не является.

Когда от клиента приходит запрос, сервер сохраняет сведения о клиенте у себя в списке. Если поступили запросы от обоих клиентов, сервер посылает каждому из них сообщение; теперь у каждого клиента достаточно информации для установления связи с противником.

Есть еще вопрос о выборе цвета фигур. Оба партнера должны как-то договориться о том, кто каким цветом будет играть. Для простоты предположим, что цвет назначает сервер. Первый обратившийся клиент будет играть белыми (и, стало быть, ходить первым), второй — черными.

Уточним: компьютеры, которые первоначально были клиентами, начиная с этого момента общаются друг с другом напрямую; следовательно, один из них становится сервером. Но на эту семантическую тонкость я не буду обращать внимания.

Поскольку клиенты посылают запросы и ответы попеременно, причем сеанс связи включает много таких обменов, будем пользоваться протоколом TCP. Следовательно, клиент, который на самом деле играет роль «сервера», создает объект TCPServer, а клиент на другом конце — объект TCPSocket. Будем предполагать, что номер порта для обмена данными заранее известен обоим партнерам (разумеется, У каждого из них свой номер порта).

Мы только что описали простой протокол прикладного уровня. Его можно было бы сделать и более хитроумным.

Сначала рассмотрим код сервера (листинг 18.1). Чтобы его было проще запускать из командной строки, создадим поток, который завершит сервер при нажатии клавиши Enter. Сервер многопоточный — он может одновременно обслуживать нескольких клиентов. Данные о пользователях защищены мьютексом, ведь теоретически несколько потоков могут одновременно попытаться добавить новую запись в список.