Re: Regex debugger patch
[p5sagit/p5-mst-13.2.git] / pod / perlipc.pod
1 =head1 NAME
2
3 perlipc - Perl interprocess communication (signals, fifos, pipes, safe subprocesses, sockets, and semaphores)
4
5 =head1 DESCRIPTION
6
7 The basic IPC facilities of Perl are built out of the good old Unix
8 signals, named pipes, pipe opens, the Berkeley socket routines, and SysV
9 IPC calls.  Each is used in slightly different situations.
10
11 =head1 Signals
12
13 Perl uses a simple signal handling model: the %SIG hash contains names or
14 references of user-installed signal handlers.  These handlers will be called
15 with an argument which is the name of the signal that triggered it.  A
16 signal may be generated intentionally from a particular keyboard sequence like
17 control-C or control-Z, sent to you from another process, or
18 triggered automatically by the kernel when special events transpire, like
19 a child process exiting, your process running out of stack space, or
20 hitting file size limit.
21
22 For example, to trap an interrupt signal, set up a handler like this.
23 Do as little as you possibly can in your handler; notice how all we do is
24 set a global variable and then raise an exception.  That's because on most
25 systems, libraries are not re-entrant; particularly, memory allocation and
26 I/O routines are not.  That means that doing nearly I<anything> in your
27 handler could in theory trigger a memory fault and subsequent core dump.
28
29     sub catch_zap {
30         my $signame = shift;
31         $shucks++;
32         die "Somebody sent me a SIG$signame";
33     }
34     $SIG{INT} = 'catch_zap';  # could fail in modules
35     $SIG{INT} = \&catch_zap;  # best strategy
36
37 The names of the signals are the ones listed out by C<kill -l> on your
38 system, or you can retrieve them from the Config module.  Set up an
39 @signame list indexed by number to get the name and a %signo table
40 indexed by name to get the number:
41
42     use Config;
43     defined $Config{sig_name} || die "No sigs?";
44     foreach $name (split(' ', $Config{sig_name})) {
45         $signo{$name} = $i;
46         $signame[$i] = $name;
47         $i++;
48     }
49
50 So to check whether signal 17 and SIGALRM were the same, do just this:
51
52     print "signal #17 = $signame[17]\n";
53     if ($signo{ALRM}) {
54         print "SIGALRM is $signo{ALRM}\n";
55     }
56
57 You may also choose to assign the strings C<'IGNORE'> or C<'DEFAULT'> as
58 the handler, in which case Perl will try to discard the signal or do the
59 default thing.
60
61 On most Unix platforms, the C<CHLD> (sometimes also known as C<CLD>) signal
62 has special behavior with respect to a value of C<'IGNORE'>.
63 Setting C<$SIG{CHLD}> to C<'IGNORE'> on such a platform has the effect of
64 not creating zombie processes when the parent process fails to C<wait()>
65 on its child processes (i.e. child processes are automatically reaped).
66 Calling C<wait()> with C<$SIG{CHLD}> set to C<'IGNORE'> usually returns
67 C<-1> on such platforms.
68
69 Some signals can be neither trapped nor ignored, such as
70 the KILL and STOP (but not the TSTP) signals.  One strategy for
71 temporarily ignoring signals is to use a local() statement, which will be
72 automatically restored once your block is exited.  (Remember that local()
73 values are "inherited" by functions called from within that block.)
74
75     sub precious {
76         local $SIG{INT} = 'IGNORE';
77         &more_functions;
78     }
79     sub more_functions {
80         # interrupts still ignored, for now...
81     }
82
83 Sending a signal to a negative process ID means that you send the signal
84 to the entire Unix process-group.  This code sends a hang-up signal to all
85 processes in the current process group (and sets $SIG{HUP} to IGNORE so
86 it doesn't kill itself):
87
88     {
89         local $SIG{HUP} = 'IGNORE';
90         kill HUP => -$$;
91         # snazzy writing of: kill('HUP', -$$)
92     }
93
94 Another interesting signal to send is signal number zero.  This doesn't
95 actually affect another process, but instead checks whether it's alive
96 or has changed its UID.
97
98     unless (kill 0 => $kid_pid) {
99         warn "something wicked happened to $kid_pid";
100     }
101
102 You might also want to employ anonymous functions for simple signal
103 handlers:
104
105     $SIG{INT} = sub { die "\nOutta here!\n" };
106
107 But that will be problematic for the more complicated handlers that need
108 to reinstall themselves.  Because Perl's signal mechanism is currently
109 based on the signal(3) function from the C library, you may sometimes be so
110 misfortunate as to run on systems where that function is "broken", that
111 is, it behaves in the old unreliable SysV way rather than the newer, more
112 reasonable BSD and POSIX fashion.  So you'll see defensive people writing
113 signal handlers like this:
114
115     sub REAPER {
116         $waitedpid = wait;
117         # loathe sysV: it makes us not only reinstate
118         # the handler, but place it after the wait
119         $SIG{CHLD} = \&REAPER;
120     }
121     $SIG{CHLD} = \&REAPER;
122     # now do something that forks...
123
124 or even the more elaborate:
125
126     use POSIX ":sys_wait_h";
127     sub REAPER {
128         my $child;
129         while (($child = waitpid(-1,WNOHANG)) > 0) {
130             $Kid_Status{$child} = $?;
131         }
132         $SIG{CHLD} = \&REAPER;  # still loathe sysV
133     }
134     $SIG{CHLD} = \&REAPER;
135     # do something that forks...
136
137 Signal handling is also used for timeouts in Unix,   While safely
138 protected within an C<eval{}> block, you set a signal handler to trap
139 alarm signals and then schedule to have one delivered to you in some
140 number of seconds.  Then try your blocking operation, clearing the alarm
141 when it's done but not before you've exited your C<eval{}> block.  If it
142 goes off, you'll use die() to jump out of the block, much as you might
143 using longjmp() or throw() in other languages.
144
145 Here's an example:
146
147     eval {
148         local $SIG{ALRM} = sub { die "alarm clock restart" };
149         alarm 10;
150         flock(FH, 2);   # blocking write lock
151         alarm 0;
152     };
153     if ($@ and $@ !~ /alarm clock restart/) { die }
154
155 If the operation being timed out is system() or qx(), this technique
156 is liable to generate zombies.    If this matters to you, you'll
157 need to do your own fork() and exec(), and kill the errant child process.
158
159 For more complex signal handling, you might see the standard POSIX
160 module.  Lamentably, this is almost entirely undocumented, but
161 the F<t/lib/posix.t> file from the Perl source distribution has some
162 examples in it.
163
164 =head1 Named Pipes
165
166 A named pipe (often referred to as a FIFO) is an old Unix IPC
167 mechanism for processes communicating on the same machine.  It works
168 just like a regular, connected anonymous pipes, except that the
169 processes rendezvous using a filename and don't have to be related.
170
171 To create a named pipe, use the Unix command mknod(1) or on some
172 systems, mkfifo(1).  These may not be in your normal path.
173
174     # system return val is backwards, so && not ||
175     #
176     $ENV{PATH} .= ":/etc:/usr/etc";
177     if  (      system('mknod',  $path, 'p')
178             && system('mkfifo', $path) )
179     {
180         die "mk{nod,fifo} $path failed";
181     }
182
183
184 A fifo is convenient when you want to connect a process to an unrelated
185 one.  When you open a fifo, the program will block until there's something
186 on the other end.
187
188 For example, let's say you'd like to have your F<.signature> file be a
189 named pipe that has a Perl program on the other end.  Now every time any
190 program (like a mailer, news reader, finger program, etc.) tries to read
191 from that file, the reading program will block and your program will
192 supply the new signature.  We'll use the pipe-checking file test B<-p>
193 to find out whether anyone (or anything) has accidentally removed our fifo.
194
195     chdir; # go home
196     $FIFO = '.signature';
197     $ENV{PATH} .= ":/etc:/usr/games";
198
199     while (1) {
200         unless (-p $FIFO) {
201             unlink $FIFO;
202             system('mknod', $FIFO, 'p')
203                 && die "can't mknod $FIFO: $!";
204         }
205
206         # next line blocks until there's a reader
207         open (FIFO, "> $FIFO") || die "can't write $FIFO: $!";
208         print FIFO "John Smith (smith\@host.org)\n", `fortune -s`;
209         close FIFO;
210         sleep 2;    # to avoid dup signals
211     }
212
213 =head2 WARNING
214
215 By installing Perl code to deal with signals, you're exposing yourself
216 to danger from two things.  First, few system library functions are
217 re-entrant.  If the signal interrupts while Perl is executing one function
218 (like malloc(3) or printf(3)), and your signal handler then calls the
219 same function again, you could get unpredictable behavior--often, a
220 core dump.  Second, Perl isn't itself re-entrant at the lowest levels.
221 If the signal interrupts Perl while Perl is changing its own internal
222 data structures, similarly unpredictable behaviour may result.
223
224 There are two things you can do, knowing this: be paranoid or be
225 pragmatic.  The paranoid approach is to do as little as possible in your
226 signal handler.  Set an existing integer variable that already has a
227 value, and return.  This doesn't help you if you're in a slow system call,
228 which will just restart.  That means you have to C<die> to longjump(3) out
229 of the handler.  Even this is a little cavalier for the true paranoiac,
230 who avoids C<die> in a handler because the system I<is> out to get you.
231 The pragmatic approach is to say ``I know the risks, but prefer the
232 convenience'', and to do anything you want in your signal handler,
233 prepared to clean up core dumps now and again.
234
235 To forbid signal handlers altogether would bars you from
236 many interesting programs, including virtually everything in this manpage,
237 since you could no longer even write SIGCHLD handlers.  
238
239
240 =head1 Using open() for IPC
241
242 Perl's basic open() statement can also be used for unidirectional interprocess
243 communication by either appending or prepending a pipe symbol to the second
244 argument to open().  Here's how to start something up in a child process you
245 intend to write to:
246
247     open(SPOOLER, "| cat -v | lpr -h 2>/dev/null")
248                     || die "can't fork: $!";
249     local $SIG{PIPE} = sub { die "spooler pipe broke" };
250     print SPOOLER "stuff\n";
251     close SPOOLER || die "bad spool: $! $?";
252
253 And here's how to start up a child process you intend to read from:
254
255     open(STATUS, "netstat -an 2>&1 |")
256                     || die "can't fork: $!";
257     while (<STATUS>) {
258         next if /^(tcp|udp)/;
259         print;
260     }
261     close STATUS || die "bad netstat: $! $?";
262
263 If one can be sure that a particular program is a Perl script that is
264 expecting filenames in @ARGV, the clever programmer can write something
265 like this:
266
267     % program f1 "cmd1|" - f2 "cmd2|" f3 < tmpfile
268
269 and irrespective of which shell it's called from, the Perl program will
270 read from the file F<f1>, the process F<cmd1>, standard input (F<tmpfile>
271 in this case), the F<f2> file, the F<cmd2> command, and finally the F<f3>
272 file.  Pretty nifty, eh?
273
274 You might notice that you could use backticks for much the
275 same effect as opening a pipe for reading:
276
277     print grep { !/^(tcp|udp)/ } `netstat -an 2>&1`;
278     die "bad netstat" if $?;
279
280 While this is true on the surface, it's much more efficient to process the
281 file one line or record at a time because then you don't have to read the
282 whole thing into memory at once.  It also gives you finer control of the
283 whole process, letting you to kill off the child process early if you'd
284 like.
285
286 Be careful to check both the open() and the close() return values.  If
287 you're I<writing> to a pipe, you should also trap SIGPIPE.  Otherwise,
288 think of what happens when you start up a pipe to a command that doesn't
289 exist: the open() will in all likelihood succeed (it only reflects the
290 fork()'s success), but then your output will fail--spectacularly.  Perl
291 can't know whether the command worked because your command is actually
292 running in a separate process whose exec() might have failed.  Therefore,
293 while readers of bogus commands return just a quick end of file, writers
294 to bogus command will trigger a signal they'd better be prepared to
295 handle.  Consider:
296
297     open(FH, "|bogus")  or die "can't fork: $!";
298     print FH "bang\n"   or die "can't write: $!";
299     close FH            or die "can't close: $!";
300
301 That won't blow up until the close, and it will blow up with a SIGPIPE.
302 To catch it, you could use this:
303
304     $SIG{PIPE} = 'IGNORE';
305     open(FH, "|bogus")  or die "can't fork: $!";
306     print FH "bang\n"   or die "can't write: $!";
307     close FH            or die "can't close: status=$?";
308
309 =head2 Filehandles
310
311 Both the main process and any child processes it forks share the same
312 STDIN, STDOUT, and STDERR filehandles.  If both processes try to access
313 them at once, strange things can happen.  You may also want to close
314 or reopen the filehandles for the child.  You can get around this by
315 opening your pipe with open(), but on some systems this means that the
316 child process cannot outlive the parent.
317
318 =head2 Background Processes
319
320 You can run a command in the background with:
321
322     system("cmd &");
323
324 The command's STDOUT and STDERR (and possibly STDIN, depending on your
325 shell) will be the same as the parent's.  You won't need to catch
326 SIGCHLD because of the double-fork taking place (see below for more
327 details).
328
329 =head2 Complete Dissociation of Child from Parent
330
331 In some cases (starting server processes, for instance) you'll want to
332 completely dissociate the child process from the parent.  This is
333 often called daemonization.  A well behaved daemon will also chdir()
334 to the root directory (so it doesn't prevent unmounting the filesystem
335 containing the directory from which it was launched) and redirect its
336 standard file descriptors from and to F</dev/null> (so that random
337 output doesn't wind up on the user's terminal).
338
339     use POSIX 'setsid';
340
341     sub daemonize {
342         chdir '/'               or die "Can't chdir to /: $!";
343         open STDIN, '/dev/null' or die "Can't read /dev/null: $!";
344         open STDOUT, '>/dev/null'
345                                 or die "Can't write to /dev/null: $!";
346         defined(my $pid = fork) or die "Can't fork: $!";
347         exit if $pid;
348         setsid                  or die "Can't start a new session: $!";
349         open STDERR, '>&STDOUT' or die "Can't dup stdout: $!";
350     }
351
352 The fork() has to come before the setsid() to ensure that you aren't a
353 process group leader (the setsid() will fail if you are).  If your
354 system doesn't have the setsid() function, open F</dev/tty> and use the
355 C<TIOCNOTTY> ioctl() on it instead.  See L<tty(4)> for details.
356
357 Non-Unix users should check their Your_OS::Process module for other
358 solutions.
359
360 =head2 Safe Pipe Opens
361
362 Another interesting approach to IPC is making your single program go
363 multiprocess and communicate between (or even amongst) yourselves.  The
364 open() function will accept a file argument of either C<"-|"> or C<"|-">
365 to do a very interesting thing: it forks a child connected to the
366 filehandle you've opened.  The child is running the same program as the
367 parent.  This is useful for safely opening a file when running under an
368 assumed UID or GID, for example.  If you open a pipe I<to> minus, you can
369 write to the filehandle you opened and your kid will find it in his
370 STDIN.  If you open a pipe I<from> minus, you can read from the filehandle
371 you opened whatever your kid writes to his STDOUT.
372
373     use English;
374     my $sleep_count = 0;
375
376     do {
377         $pid = open(KID_TO_WRITE, "|-");
378         unless (defined $pid) {
379             warn "cannot fork: $!";
380             die "bailing out" if $sleep_count++ > 6;
381             sleep 10;
382         }
383     } until defined $pid;
384
385     if ($pid) {  # parent
386         print KID_TO_WRITE @some_data;
387         close(KID_TO_WRITE) || warn "kid exited $?";
388     } else {     # child
389         ($EUID, $EGID) = ($UID, $GID); # suid progs only
390         open (FILE, "> /safe/file")
391             || die "can't open /safe/file: $!";
392         while (<STDIN>) {
393             print FILE; # child's STDIN is parent's KID
394         }
395         exit;  # don't forget this
396     }
397
398 Another common use for this construct is when you need to execute
399 something without the shell's interference.  With system(), it's
400 straightforward, but you can't use a pipe open or backticks safely.
401 That's because there's no way to stop the shell from getting its hands on
402 your arguments.   Instead, use lower-level control to call exec() directly.
403
404 Here's a safe backtick or pipe open for read:
405
406     # add error processing as above
407     $pid = open(KID_TO_READ, "-|");
408
409     if ($pid) {   # parent
410         while (<KID_TO_READ>) {
411             # do something interesting
412         }
413         close(KID_TO_READ) || warn "kid exited $?";
414
415     } else {      # child
416         ($EUID, $EGID) = ($UID, $GID); # suid only
417         exec($program, @options, @args)
418             || die "can't exec program: $!";
419         # NOTREACHED
420     }
421
422
423 And here's a safe pipe open for writing:
424
425     # add error processing as above
426     $pid = open(KID_TO_WRITE, "|-");
427     $SIG{ALRM} = sub { die "whoops, $program pipe broke" };
428
429     if ($pid) {  # parent
430         for (@data) {
431             print KID_TO_WRITE;
432         }
433         close(KID_TO_WRITE) || warn "kid exited $?";
434
435     } else {     # child
436         ($EUID, $EGID) = ($UID, $GID);
437         exec($program, @options, @args)
438             || die "can't exec program: $!";
439         # NOTREACHED
440     }
441
442 Note that these operations are full Unix forks, which means they may not be
443 correctly implemented on alien systems.  Additionally, these are not true
444 multithreading.  If you'd like to learn more about threading, see the
445 F<modules> file mentioned below in the SEE ALSO section.
446
447 =head2 Bidirectional Communication with Another Process
448
449 While this works reasonably well for unidirectional communication, what
450 about bidirectional communication?  The obvious thing you'd like to do
451 doesn't actually work:
452
453     open(PROG_FOR_READING_AND_WRITING, "| some program |")
454
455 and if you forget to use the C<use warnings> pragma or the B<-w> flag,
456 then you'll miss out entirely on the diagnostic message:
457
458     Can't do bidirectional pipe at -e line 1.
459
460 If you really want to, you can use the standard open2() library function
461 to catch both ends.  There's also an open3() for tridirectional I/O so you
462 can also catch your child's STDERR, but doing so would then require an
463 awkward select() loop and wouldn't allow you to use normal Perl input
464 operations.
465
466 If you look at its source, you'll see that open2() uses low-level
467 primitives like Unix pipe() and exec() calls to create all the connections.
468 While it might have been slightly more efficient by using socketpair(), it
469 would have then been even less portable than it already is.  The open2()
470 and open3() functions are  unlikely to work anywhere except on a Unix
471 system or some other one purporting to be POSIX compliant.
472
473 Here's an example of using open2():
474
475     use FileHandle;
476     use IPC::Open2;
477     $pid = open2(*Reader, *Writer, "cat -u -n" );
478     print Writer "stuff\n";
479     $got = <Reader>;
480
481 The problem with this is that Unix buffering is really going to
482 ruin your day.  Even though your C<Writer> filehandle is auto-flushed,
483 and the process on the other end will get your data in a timely manner,
484 you can't usually do anything to force it to give it back to you
485 in a similarly quick fashion.  In this case, we could, because we
486 gave I<cat> a B<-u> flag to make it unbuffered.  But very few Unix
487 commands are designed to operate over pipes, so this seldom works
488 unless you yourself wrote the program on the other end of the
489 double-ended pipe.
490
491 A solution to this is the nonstandard F<Comm.pl> library.  It uses
492 pseudo-ttys to make your program behave more reasonably:
493
494     require 'Comm.pl';
495     $ph = open_proc('cat -n');
496     for (1..10) {
497         print $ph "a line\n";
498         print "got back ", scalar <$ph>;
499     }
500
501 This way you don't have to have control over the source code of the
502 program you're using.  The F<Comm> library also has expect()
503 and interact() functions.  Find the library (and we hope its
504 successor F<IPC::Chat>) at your nearest CPAN archive as detailed
505 in the SEE ALSO section below.
506
507 The newer Expect.pm module from CPAN also addresses this kind of thing.
508 This module requires two other modules from CPAN: IO::Pty and IO::Stty.
509 It sets up a pseudo-terminal to interact with programs that insist on
510 using talking to the terminal device driver.  If your system is 
511 amongst those supported, this may be your best bet.
512
513 =head2 Bidirectional Communication with Yourself
514
515 If you want, you may make low-level pipe() and fork()
516 to stitch this together by hand.  This example only
517 talks to itself, but you could reopen the appropriate
518 handles to STDIN and STDOUT and call other processes.
519
520     #!/usr/bin/perl -w
521     # pipe1 - bidirectional communication using two pipe pairs
522     #         designed for the socketpair-challenged
523     use IO::Handle;     # thousands of lines just for autoflush :-(
524     pipe(PARENT_RDR, CHILD_WTR);                # XXX: failure?
525     pipe(CHILD_RDR,  PARENT_WTR);               # XXX: failure?
526     CHILD_WTR->autoflush(1);
527     PARENT_WTR->autoflush(1);
528
529     if ($pid = fork) {
530         close PARENT_RDR; close PARENT_WTR;
531         print CHILD_WTR "Parent Pid $$ is sending this\n";
532         chomp($line = <CHILD_RDR>);
533         print "Parent Pid $$ just read this: `$line'\n";
534         close CHILD_RDR; close CHILD_WTR;
535         waitpid($pid,0);
536     } else {
537         die "cannot fork: $!" unless defined $pid;
538         close CHILD_RDR; close CHILD_WTR;
539         chomp($line = <PARENT_RDR>);
540         print "Child Pid $$ just read this: `$line'\n";
541         print PARENT_WTR "Child Pid $$ is sending this\n";
542         close PARENT_RDR; close PARENT_WTR;
543         exit;
544     }
545
546 But you don't actually have to make two pipe calls.  If you 
547 have the socketpair() system call, it will do this all for you.
548
549     #!/usr/bin/perl -w
550     # pipe2 - bidirectional communication using socketpair
551     #   "the best ones always go both ways"
552
553     use Socket;
554     use IO::Handle;     # thousands of lines just for autoflush :-(
555     # We say AF_UNIX because although *_LOCAL is the
556     # POSIX 1003.1g form of the constant, many machines
557     # still don't have it.
558     socketpair(CHILD, PARENT, AF_UNIX, SOCK_STREAM, PF_UNSPEC)
559                                 or  die "socketpair: $!";
560
561     CHILD->autoflush(1);
562     PARENT->autoflush(1);
563
564     if ($pid = fork) {
565         close PARENT;
566         print CHILD "Parent Pid $$ is sending this\n";
567         chomp($line = <CHILD>);
568         print "Parent Pid $$ just read this: `$line'\n";
569         close CHILD;
570         waitpid($pid,0);
571     } else {
572         die "cannot fork: $!" unless defined $pid;
573         close CHILD;
574         chomp($line = <PARENT>);
575         print "Child Pid $$ just read this: `$line'\n";
576         print PARENT "Child Pid $$ is sending this\n";
577         close PARENT;
578         exit;
579     }
580
581 =head1 Sockets: Client/Server Communication
582
583 While not limited to Unix-derived operating systems (e.g., WinSock on PCs
584 provides socket support, as do some VMS libraries), you may not have
585 sockets on your system, in which case this section probably isn't going to do
586 you much good.  With sockets, you can do both virtual circuits (i.e., TCP
587 streams) and datagrams (i.e., UDP packets).  You may be able to do even more
588 depending on your system.
589
590 The Perl function calls for dealing with sockets have the same names as
591 the corresponding system calls in C, but their arguments tend to differ
592 for two reasons: first, Perl filehandles work differently than C file
593 descriptors.  Second, Perl already knows the length of its strings, so you
594 don't need to pass that information.
595
596 One of the major problems with old socket code in Perl was that it used
597 hard-coded values for some of the constants, which severely hurt
598 portability.  If you ever see code that does anything like explicitly
599 setting C<$AF_INET = 2>, you know you're in for big trouble:  An
600 immeasurably superior approach is to use the C<Socket> module, which more
601 reliably grants access to various constants and functions you'll need.
602
603 If you're not writing a server/client for an existing protocol like
604 NNTP or SMTP, you should give some thought to how your server will
605 know when the client has finished talking, and vice-versa.  Most
606 protocols are based on one-line messages and responses (so one party
607 knows the other has finished when a "\n" is received) or multi-line
608 messages and responses that end with a period on an empty line
609 ("\n.\n" terminates a message/response).
610
611 =head2 Internet Line Terminators
612
613 The Internet line terminator is "\015\012".  Under ASCII variants of
614 Unix, that could usually be written as "\r\n", but under other systems,
615 "\r\n" might at times be "\015\015\012", "\012\012\015", or something
616 completely different.  The standards specify writing "\015\012" to be
617 conformant (be strict in what you provide), but they also recommend
618 accepting a lone "\012" on input (but be lenient in what you require).
619 We haven't always been very good about that in the code in this manpage,
620 but unless you're on a Mac, you'll probably be ok.
621
622 =head2 Internet TCP Clients and Servers
623
624 Use Internet-domain sockets when you want to do client-server
625 communication that might extend to machines outside of your own system.
626
627 Here's a sample TCP client using Internet-domain sockets:
628
629     #!/usr/bin/perl -w
630     use strict;
631     use Socket;
632     my ($remote,$port, $iaddr, $paddr, $proto, $line);
633
634     $remote  = shift || 'localhost';
635     $port    = shift || 2345;  # random port
636     if ($port =~ /\D/) { $port = getservbyname($port, 'tcp') }
637     die "No port" unless $port;
638     $iaddr   = inet_aton($remote)               || die "no host: $remote";
639     $paddr   = sockaddr_in($port, $iaddr);
640
641     $proto   = getprotobyname('tcp');
642     socket(SOCK, PF_INET, SOCK_STREAM, $proto)  || die "socket: $!";
643     connect(SOCK, $paddr)    || die "connect: $!";
644     while (defined($line = <SOCK>)) {
645         print $line;
646     }
647
648     close (SOCK)            || die "close: $!";
649     exit;
650
651 And here's a corresponding server to go along with it.  We'll
652 leave the address as INADDR_ANY so that the kernel can choose
653 the appropriate interface on multihomed hosts.  If you want sit
654 on a particular interface (like the external side of a gateway
655 or firewall machine), you should fill this in with your real address
656 instead.
657
658     #!/usr/bin/perl -Tw
659     use strict;
660     BEGIN { $ENV{PATH} = '/usr/ucb:/bin' }
661     use Socket;
662     use Carp;
663     my $EOL = "\015\012";
664
665     sub logmsg { print "$0 $$: @_ at ", scalar localtime, "\n" }
666
667     my $port = shift || 2345;
668     my $proto = getprotobyname('tcp');
669
670     ($port) = $port =~ /^(\d+)$/                        or die "invalid port";
671
672     socket(Server, PF_INET, SOCK_STREAM, $proto)        || die "socket: $!";
673     setsockopt(Server, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR,
674                                         pack("l", 1))   || die "setsockopt: $!";
675     bind(Server, sockaddr_in($port, INADDR_ANY))        || die "bind: $!";
676     listen(Server,SOMAXCONN)                            || die "listen: $!";
677
678     logmsg "server started on port $port";
679
680     my $paddr;
681
682     $SIG{CHLD} = \&REAPER;
683
684     for ( ; $paddr = accept(Client,Server); close Client) {
685         my($port,$iaddr) = sockaddr_in($paddr);
686         my $name = gethostbyaddr($iaddr,AF_INET);
687
688         logmsg "connection from $name [",
689                 inet_ntoa($iaddr), "]
690                 at port $port";
691
692         print Client "Hello there, $name, it's now ",
693                         scalar localtime, $EOL;
694     }
695
696 And here's a multithreaded version.  It's multithreaded in that
697 like most typical servers, it spawns (forks) a slave server to
698 handle the client request so that the master server can quickly
699 go back to service a new client.
700
701     #!/usr/bin/perl -Tw
702     use strict;
703     BEGIN { $ENV{PATH} = '/usr/ucb:/bin' }
704     use Socket;
705     use Carp;
706     my $EOL = "\015\012";
707
708     sub spawn;  # forward declaration
709     sub logmsg { print "$0 $$: @_ at ", scalar localtime, "\n" }
710
711     my $port = shift || 2345;
712     my $proto = getprotobyname('tcp');
713
714     ($port) = $port =~ /^(\d+)$/                        or die "invalid port";
715
716     socket(Server, PF_INET, SOCK_STREAM, $proto)        || die "socket: $!";
717     setsockopt(Server, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR,
718                                         pack("l", 1))   || die "setsockopt: $!";
719     bind(Server, sockaddr_in($port, INADDR_ANY))        || die "bind: $!";
720     listen(Server,SOMAXCONN)                            || die "listen: $!";
721
722     logmsg "server started on port $port";
723
724     my $waitedpid = 0;
725     my $paddr;
726
727     sub REAPER {
728         $waitedpid = wait;
729         $SIG{CHLD} = \&REAPER;  # loathe sysV
730         logmsg "reaped $waitedpid" . ($? ? " with exit $?" : '');
731     }
732
733     $SIG{CHLD} = \&REAPER;
734
735     for ( $waitedpid = 0;
736           ($paddr = accept(Client,Server)) || $waitedpid;
737           $waitedpid = 0, close Client)
738     {
739         next if $waitedpid and not $paddr;
740         my($port,$iaddr) = sockaddr_in($paddr);
741         my $name = gethostbyaddr($iaddr,AF_INET);
742
743         logmsg "connection from $name [",
744                 inet_ntoa($iaddr), "]
745                 at port $port";
746
747         spawn sub {
748             $|=1;
749             print "Hello there, $name, it's now ", scalar localtime, $EOL;
750             exec '/usr/games/fortune'           # XXX: `wrong' line terminators
751                 or confess "can't exec fortune: $!";
752         };
753
754     }
755
756     sub spawn {
757         my $coderef = shift;
758
759         unless (@_ == 0 && $coderef && ref($coderef) eq 'CODE') {
760             confess "usage: spawn CODEREF";
761         }
762
763         my $pid;
764         if (!defined($pid = fork)) {
765             logmsg "cannot fork: $!";
766             return;
767         } elsif ($pid) {
768             logmsg "begat $pid";
769             return; # I'm the parent
770         }
771         # else I'm the child -- go spawn
772
773         open(STDIN,  "<&Client")   || die "can't dup client to stdin";
774         open(STDOUT, ">&Client")   || die "can't dup client to stdout";
775         ## open(STDERR, ">&STDOUT") || die "can't dup stdout to stderr";
776         exit &$coderef();
777     }
778
779 This server takes the trouble to clone off a child version via fork() for
780 each incoming request.  That way it can handle many requests at once,
781 which you might not always want.  Even if you don't fork(), the listen()
782 will allow that many pending connections.  Forking servers have to be
783 particularly careful about cleaning up their dead children (called
784 "zombies" in Unix parlance), because otherwise you'll quickly fill up your
785 process table.
786
787 We suggest that you use the B<-T> flag to use taint checking (see L<perlsec>)
788 even if we aren't running setuid or setgid.  This is always a good idea
789 for servers and other programs run on behalf of someone else (like CGI
790 scripts), because it lessens the chances that people from the outside will
791 be able to compromise your system.
792
793 Let's look at another TCP client.  This one connects to the TCP "time"
794 service on a number of different machines and shows how far their clocks
795 differ from the system on which it's being run:
796
797     #!/usr/bin/perl  -w
798     use strict;
799     use Socket;
800
801     my $SECS_of_70_YEARS = 2208988800;
802     sub ctime { scalar localtime(shift) }
803
804     my $iaddr = gethostbyname('localhost');
805     my $proto = getprotobyname('tcp');
806     my $port = getservbyname('time', 'tcp');
807     my $paddr = sockaddr_in(0, $iaddr);
808     my($host);
809
810     $| = 1;
811     printf "%-24s %8s %s\n",  "localhost", 0, ctime(time());
812
813     foreach $host (@ARGV) {
814         printf "%-24s ", $host;
815         my $hisiaddr = inet_aton($host)     || die "unknown host";
816         my $hispaddr = sockaddr_in($port, $hisiaddr);
817         socket(SOCKET, PF_INET, SOCK_STREAM, $proto)   || die "socket: $!";
818         connect(SOCKET, $hispaddr)          || die "bind: $!";
819         my $rtime = '    ';
820         read(SOCKET, $rtime, 4);
821         close(SOCKET);
822         my $histime = unpack("N", $rtime) - $SECS_of_70_YEARS ;
823         printf "%8d %s\n", $histime - time, ctime($histime);
824     }
825
826 =head2 Unix-Domain TCP Clients and Servers
827
828 That's fine for Internet-domain clients and servers, but what about local
829 communications?  While you can use the same setup, sometimes you don't
830 want to.  Unix-domain sockets are local to the current host, and are often
831 used internally to implement pipes.  Unlike Internet domain sockets, Unix
832 domain sockets can show up in the file system with an ls(1) listing.
833
834     % ls -l /dev/log
835     srw-rw-rw-  1 root            0 Oct 31 07:23 /dev/log
836
837 You can test for these with Perl's B<-S> file test:
838
839     unless ( -S '/dev/log' ) {
840         die "something's wicked with the log system";
841     }
842
843 Here's a sample Unix-domain client:
844
845     #!/usr/bin/perl -w
846     use Socket;
847     use strict;
848     my ($rendezvous, $line);
849
850     $rendezvous = shift || '/tmp/catsock';
851     socket(SOCK, PF_UNIX, SOCK_STREAM, 0)       || die "socket: $!";
852     connect(SOCK, sockaddr_un($rendezvous))     || die "connect: $!";
853     while (defined($line = <SOCK>)) {
854         print $line;
855     }
856     exit;
857
858 And here's a corresponding server.  You don't have to worry about silly
859 network terminators here because Unix domain sockets are guaranteed
860 to be on the localhost, and thus everything works right.
861
862     #!/usr/bin/perl -Tw
863     use strict;
864     use Socket;
865     use Carp;
866
867     BEGIN { $ENV{PATH} = '/usr/ucb:/bin' }
868     sub spawn;  # forward declaration
869     sub logmsg { print "$0 $$: @_ at ", scalar localtime, "\n" }
870
871     my $NAME = '/tmp/catsock';
872     my $uaddr = sockaddr_un($NAME);
873     my $proto = getprotobyname('tcp');
874
875     socket(Server,PF_UNIX,SOCK_STREAM,0)        || die "socket: $!";
876     unlink($NAME);
877     bind  (Server, $uaddr)                      || die "bind: $!";
878     listen(Server,SOMAXCONN)                    || die "listen: $!";
879
880     logmsg "server started on $NAME";
881
882     my $waitedpid;
883
884     sub REAPER {
885         $waitedpid = wait;
886         $SIG{CHLD} = \&REAPER;  # loathe sysV
887         logmsg "reaped $waitedpid" . ($? ? " with exit $?" : '');
888     }
889
890     $SIG{CHLD} = \&REAPER;
891
892
893     for ( $waitedpid = 0;
894           accept(Client,Server) || $waitedpid;
895           $waitedpid = 0, close Client)
896     {
897         next if $waitedpid;
898         logmsg "connection on $NAME";
899         spawn sub {
900             print "Hello there, it's now ", scalar localtime, "\n";
901             exec '/usr/games/fortune' or die "can't exec fortune: $!";
902         };
903     }
904
905     sub spawn {
906         my $coderef = shift;
907
908         unless (@_ == 0 && $coderef && ref($coderef) eq 'CODE') {
909             confess "usage: spawn CODEREF";
910         }
911
912         my $pid;
913         if (!defined($pid = fork)) {
914             logmsg "cannot fork: $!";
915             return;
916         } elsif ($pid) {
917             logmsg "begat $pid";
918             return; # I'm the parent
919         }
920         # else I'm the child -- go spawn
921
922         open(STDIN,  "<&Client")   || die "can't dup client to stdin";
923         open(STDOUT, ">&Client")   || die "can't dup client to stdout";
924         ## open(STDERR, ">&STDOUT") || die "can't dup stdout to stderr";
925         exit &$coderef();
926     }
927
928 As you see, it's remarkably similar to the Internet domain TCP server, so
929 much so, in fact, that we've omitted several duplicate functions--spawn(),
930 logmsg(), ctime(), and REAPER()--which are exactly the same as in the
931 other server.
932
933 So why would you ever want to use a Unix domain socket instead of a
934 simpler named pipe?  Because a named pipe doesn't give you sessions.  You
935 can't tell one process's data from another's.  With socket programming,
936 you get a separate session for each client: that's why accept() takes two
937 arguments.
938
939 For example, let's say that you have a long running database server daemon
940 that you want folks from the World Wide Web to be able to access, but only
941 if they go through a CGI interface.  You'd have a small, simple CGI
942 program that does whatever checks and logging you feel like, and then acts
943 as a Unix-domain client and connects to your private server.
944
945 =head1 TCP Clients with IO::Socket
946
947 For those preferring a higher-level interface to socket programming, the
948 IO::Socket module provides an object-oriented approach.  IO::Socket is
949 included as part of the standard Perl distribution as of the 5.004
950 release.  If you're running an earlier version of Perl, just fetch
951 IO::Socket from CPAN, where you'll also find modules providing easy
952 interfaces to the following systems: DNS, FTP, Ident (RFC 931), NIS and
953 NISPlus, NNTP, Ping, POP3, SMTP, SNMP, SSLeay, Telnet, and Time--just
954 to name a few.
955
956 =head2 A Simple Client
957
958 Here's a client that creates a TCP connection to the "daytime"
959 service at port 13 of the host name "localhost" and prints out everything
960 that the server there cares to provide.
961
962     #!/usr/bin/perl -w
963     use IO::Socket;
964     $remote = IO::Socket::INET->new(
965                         Proto    => "tcp",
966                         PeerAddr => "localhost",
967                         PeerPort => "daytime(13)",
968                     )
969                   or die "cannot connect to daytime port at localhost";
970     while ( <$remote> ) { print }
971
972 When you run this program, you should get something back that
973 looks like this:
974
975     Wed May 14 08:40:46 MDT 1997
976
977 Here are what those parameters to the C<new> constructor mean:
978
979 =over 4
980
981 =item C<Proto>
982
983 This is which protocol to use.  In this case, the socket handle returned
984 will be connected to a TCP socket, because we want a stream-oriented
985 connection, that is, one that acts pretty much like a plain old file.
986 Not all sockets are this of this type.  For example, the UDP protocol
987 can be used to make a datagram socket, used for message-passing.
988
989 =item C<PeerAddr>
990
991 This is the name or Internet address of the remote host the server is
992 running on.  We could have specified a longer name like C<"www.perl.com">,
993 or an address like C<"204.148.40.9">.  For demonstration purposes, we've
994 used the special hostname C<"localhost">, which should always mean the
995 current machine you're running on.  The corresponding Internet address
996 for localhost is C<"127.1">, if you'd rather use that.
997
998 =item C<PeerPort>
999
1000 This is the service name or port number we'd like to connect to.
1001 We could have gotten away with using just C<"daytime"> on systems with a
1002 well-configured system services file,[FOOTNOTE: The system services file
1003 is in I</etc/services> under Unix] but just in case, we've specified the
1004 port number (13) in parentheses.  Using just the number would also have
1005 worked, but constant numbers make careful programmers nervous.
1006
1007 =back
1008
1009 Notice how the return value from the C<new> constructor is used as
1010 a filehandle in the C<while> loop?  That's what's called an indirect
1011 filehandle, a scalar variable containing a filehandle.  You can use
1012 it the same way you would a normal filehandle.  For example, you
1013 can read one line from it this way:
1014
1015     $line = <$handle>;
1016
1017 all remaining lines from is this way:
1018
1019     @lines = <$handle>;
1020
1021 and send a line of data to it this way:
1022
1023     print $handle "some data\n";
1024
1025 =head2 A Webget Client
1026
1027 Here's a simple client that takes a remote host to fetch a document
1028 from, and then a list of documents to get from that host.  This is a
1029 more interesting client than the previous one because it first sends
1030 something to the server before fetching the server's response.
1031
1032     #!/usr/bin/perl -w
1033     use IO::Socket;
1034     unless (@ARGV > 1) { die "usage: $0 host document ..." }
1035     $host = shift(@ARGV);
1036     $EOL = "\015\012";
1037     $BLANK = $EOL x 2;
1038     foreach $document ( @ARGV ) {
1039         $remote = IO::Socket::INET->new( Proto     => "tcp",
1040                                          PeerAddr  => $host,
1041                                          PeerPort  => "http(80)",
1042                                         );
1043         unless ($remote) { die "cannot connect to http daemon on $host" }
1044         $remote->autoflush(1);
1045         print $remote "GET $document HTTP/1.0" . $BLANK;
1046         while ( <$remote> ) { print }
1047         close $remote;
1048     }
1049
1050 The web server handing the "http" service, which is assumed to be at
1051 its standard port, number 80.  If the web server you're trying to
1052 connect to is at a different port (like 1080 or 8080), you should specify
1053 as the named-parameter pair, C<< PeerPort => 8080 >>.  The C<autoflush>
1054 method is used on the socket because otherwise the system would buffer
1055 up the output we sent it.  (If you're on a Mac, you'll also need to
1056 change every C<"\n"> in your code that sends data over the network to
1057 be a C<"\015\012"> instead.)
1058
1059 Connecting to the server is only the first part of the process: once you
1060 have the connection, you have to use the server's language.  Each server
1061 on the network has its own little command language that it expects as
1062 input.  The string that we send to the server starting with "GET" is in
1063 HTTP syntax.  In this case, we simply request each specified document.
1064 Yes, we really are making a new connection for each document, even though
1065 it's the same host.  That's the way you always used to have to speak HTTP.
1066 Recent versions of web browsers may request that the remote server leave
1067 the connection open a little while, but the server doesn't have to honor
1068 such a request.
1069
1070 Here's an example of running that program, which we'll call I<webget>:
1071
1072     % webget www.perl.com /guanaco.html
1073     HTTP/1.1 404 File Not Found
1074     Date: Thu, 08 May 1997 18:02:32 GMT
1075     Server: Apache/1.2b6
1076     Connection: close
1077     Content-type: text/html
1078
1079     <HEAD><TITLE>404 File Not Found</TITLE></HEAD>
1080     <BODY><H1>File Not Found</H1>
1081     The requested URL /guanaco.html was not found on this server.<P>
1082     </BODY>
1083
1084 Ok, so that's not very interesting, because it didn't find that
1085 particular document.  But a long response wouldn't have fit on this page.
1086
1087 For a more fully-featured version of this program, you should look to
1088 the I<lwp-request> program included with the LWP modules from CPAN.
1089
1090 =head2 Interactive Client with IO::Socket
1091
1092 Well, that's all fine if you want to send one command and get one answer,
1093 but what about setting up something fully interactive, somewhat like
1094 the way I<telnet> works?  That way you can type a line, get the answer,
1095 type a line, get the answer, etc.
1096
1097 This client is more complicated than the two we've done so far, but if
1098 you're on a system that supports the powerful C<fork> call, the solution
1099 isn't that rough.  Once you've made the connection to whatever service
1100 you'd like to chat with, call C<fork> to clone your process.  Each of
1101 these two identical process has a very simple job to do: the parent
1102 copies everything from the socket to standard output, while the child
1103 simultaneously copies everything from standard input to the socket.
1104 To accomplish the same thing using just one process would be I<much>
1105 harder, because it's easier to code two processes to do one thing than it
1106 is to code one process to do two things.  (This keep-it-simple principle
1107 a cornerstones of the Unix philosophy, and good software engineering as
1108 well, which is probably why it's spread to other systems.)
1109
1110 Here's the code:
1111
1112     #!/usr/bin/perl -w
1113     use strict;
1114     use IO::Socket;
1115     my ($host, $port, $kidpid, $handle, $line);
1116
1117     unless (@ARGV == 2) { die "usage: $0 host port" }
1118     ($host, $port) = @ARGV;
1119
1120     # create a tcp connection to the specified host and port
1121     $handle = IO::Socket::INET->new(Proto     => "tcp",
1122                                     PeerAddr  => $host,
1123                                     PeerPort  => $port)
1124            or die "can't connect to port $port on $host: $!";
1125
1126     $handle->autoflush(1);              # so output gets there right away
1127     print STDERR "[Connected to $host:$port]\n";
1128
1129     # split the program into two processes, identical twins
1130     die "can't fork: $!" unless defined($kidpid = fork());
1131
1132     # the if{} block runs only in the parent process
1133     if ($kidpid) {
1134         # copy the socket to standard output
1135         while (defined ($line = <$handle>)) {
1136             print STDOUT $line;
1137         }
1138         kill("TERM", $kidpid);                  # send SIGTERM to child
1139     }
1140     # the else{} block runs only in the child process
1141     else {
1142         # copy standard input to the socket
1143         while (defined ($line = <STDIN>)) {
1144             print $handle $line;
1145         }
1146     }
1147
1148 The C<kill> function in the parent's C<if> block is there to send a
1149 signal to our child process (current running in the C<else> block)
1150 as soon as the remote server has closed its end of the connection.
1151
1152 If the remote server sends data a byte at time, and you need that
1153 data immediately without waiting for a newline (which might not happen),
1154 you may wish to replace the C<while> loop in the parent with the
1155 following:
1156
1157     my $byte;
1158     while (sysread($handle, $byte, 1) == 1) {
1159         print STDOUT $byte;
1160     }
1161
1162 Making a system call for each byte you want to read is not very efficient
1163 (to put it mildly) but is the simplest to explain and works reasonably
1164 well.
1165
1166 =head1 TCP Servers with IO::Socket
1167
1168 As always, setting up a server is little bit more involved than running a client.
1169 The model is that the server creates a special kind of socket that
1170 does nothing but listen on a particular port for incoming connections.
1171 It does this by calling the C<< IO::Socket::INET->new() >> method with
1172 slightly different arguments than the client did.
1173
1174 =over 4
1175
1176 =item Proto
1177
1178 This is which protocol to use.  Like our clients, we'll
1179 still specify C<"tcp"> here.
1180
1181 =item LocalPort
1182
1183 We specify a local
1184 port in the C<LocalPort> argument, which we didn't do for the client.
1185 This is service name or port number for which you want to be the
1186 server. (Under Unix, ports under 1024 are restricted to the
1187 superuser.)  In our sample, we'll use port 9000, but you can use
1188 any port that's not currently in use on your system.  If you try
1189 to use one already in used, you'll get an "Address already in use"
1190 message.  Under Unix, the C<netstat -a> command will show
1191 which services current have servers.
1192
1193 =item Listen
1194
1195 The C<Listen> parameter is set to the maximum number of
1196 pending connections we can accept until we turn away incoming clients.
1197 Think of it as a call-waiting queue for your telephone.
1198 The low-level Socket module has a special symbol for the system maximum, which
1199 is SOMAXCONN.
1200
1201 =item Reuse
1202
1203 The C<Reuse> parameter is needed so that we restart our server
1204 manually without waiting a few minutes to allow system buffers to
1205 clear out.
1206
1207 =back
1208
1209 Once the generic server socket has been created using the parameters
1210 listed above, the server then waits for a new client to connect
1211 to it.  The server blocks in the C<accept> method, which eventually an
1212 bidirectional connection to the remote client.  (Make sure to autoflush
1213 this handle to circumvent buffering.)
1214
1215 To add to user-friendliness, our server prompts the user for commands.
1216 Most servers don't do this.  Because of the prompt without a newline,
1217 you'll have to use the C<sysread> variant of the interactive client above.
1218
1219 This server accepts one of five different commands, sending output
1220 back to the client.  Note that unlike most network servers, this one
1221 only handles one incoming client at a time.  Multithreaded servers are
1222 covered in Chapter 6 of the Camel.
1223
1224 Here's the code.  We'll
1225
1226  #!/usr/bin/perl -w
1227  use IO::Socket;
1228  use Net::hostent;              # for OO version of gethostbyaddr
1229
1230  $PORT = 9000;                  # pick something not in use
1231
1232  $server = IO::Socket::INET->new( Proto     => 'tcp',
1233                                   LocalPort => $PORT,
1234                                   Listen    => SOMAXCONN,
1235                                   Reuse     => 1);
1236
1237  die "can't setup server" unless $server;
1238  print "[Server $0 accepting clients]\n";
1239
1240  while ($client = $server->accept()) {
1241    $client->autoflush(1);
1242    print $client "Welcome to $0; type help for command list.\n";
1243    $hostinfo = gethostbyaddr($client->peeraddr);
1244    printf "[Connect from %s]\n", $hostinfo->name || $client->peerhost;
1245    print $client "Command? ";
1246    while ( <$client>) {
1247      next unless /\S/;       # blank line
1248      if    (/quit|exit/i)    { last;                                     }
1249      elsif (/date|time/i)    { printf $client "%s\n", scalar localtime;  }
1250      elsif (/who/i )         { print  $client `who 2>&1`;                }
1251      elsif (/cookie/i )      { print  $client `/usr/games/fortune 2>&1`; }
1252      elsif (/motd/i )        { print  $client `cat /etc/motd 2>&1`;      }
1253      else {
1254        print $client "Commands: quit date who cookie motd\n";
1255      }
1256    } continue {
1257       print $client "Command? ";
1258    }
1259    close $client;
1260  }
1261
1262 =head1 UDP: Message Passing
1263
1264 Another kind of client-server setup is one that uses not connections, but
1265 messages.  UDP communications involve much lower overhead but also provide
1266 less reliability, as there are no promises that messages will arrive at
1267 all, let alone in order and unmangled.  Still, UDP offers some advantages
1268 over TCP, including being able to "broadcast" or "multicast" to a whole
1269 bunch of destination hosts at once (usually on your local subnet).  If you
1270 find yourself overly concerned about reliability and start building checks
1271 into your message system, then you probably should use just TCP to start
1272 with.
1273
1274 Note that UDP datagrams are I<not> a bytestream and should not be treated
1275 as such. This makes using I/O mechanisms with internal buffering
1276 like stdio (i.e. print() and friends) especially cumbersome. Use syswrite(),
1277 or better send(), like in the example below.
1278
1279 Here's a UDP program similar to the sample Internet TCP client given
1280 earlier.  However, instead of checking one host at a time, the UDP version
1281 will check many of them asynchronously by simulating a multicast and then
1282 using select() to do a timed-out wait for I/O.  To do something similar
1283 with TCP, you'd have to use a different socket handle for each host.
1284
1285     #!/usr/bin/perl -w
1286     use strict;
1287     use Socket;
1288     use Sys::Hostname;
1289
1290     my ( $count, $hisiaddr, $hispaddr, $histime,
1291          $host, $iaddr, $paddr, $port, $proto,
1292          $rin, $rout, $rtime, $SECS_of_70_YEARS);
1293
1294     $SECS_of_70_YEARS      = 2208988800;
1295
1296     $iaddr = gethostbyname(hostname());
1297     $proto = getprotobyname('udp');
1298     $port = getservbyname('time', 'udp');
1299     $paddr = sockaddr_in(0, $iaddr); # 0 means let kernel pick
1300
1301     socket(SOCKET, PF_INET, SOCK_DGRAM, $proto)   || die "socket: $!";
1302     bind(SOCKET, $paddr)                          || die "bind: $!";
1303
1304     $| = 1;
1305     printf "%-12s %8s %s\n",  "localhost", 0, scalar localtime time;
1306     $count = 0;
1307     for $host (@ARGV) {
1308         $count++;
1309         $hisiaddr = inet_aton($host)    || die "unknown host";
1310         $hispaddr = sockaddr_in($port, $hisiaddr);
1311         defined(send(SOCKET, 0, 0, $hispaddr))    || die "send $host: $!";
1312     }
1313
1314     $rin = '';
1315     vec($rin, fileno(SOCKET), 1) = 1;
1316
1317     # timeout after 10.0 seconds
1318     while ($count && select($rout = $rin, undef, undef, 10.0)) {
1319         $rtime = '';
1320         ($hispaddr = recv(SOCKET, $rtime, 4, 0))        || die "recv: $!";
1321         ($port, $hisiaddr) = sockaddr_in($hispaddr);
1322         $host = gethostbyaddr($hisiaddr, AF_INET);
1323         $histime = unpack("N", $rtime) - $SECS_of_70_YEARS ;
1324         printf "%-12s ", $host;
1325         printf "%8d %s\n", $histime - time, scalar localtime($histime);
1326         $count--;
1327     }
1328
1329 Note that this example does not include any retries and may consequently
1330 fail to contact a reachable host. The most prominent reason for this
1331 is congestion of the queues on the sending host if the number of
1332 list of hosts to contact is sufficiently large.
1333
1334 =head1 SysV IPC
1335
1336 While System V IPC isn't so widely used as sockets, it still has some
1337 interesting uses.  You can't, however, effectively use SysV IPC or
1338 Berkeley mmap() to have shared memory so as to share a variable amongst
1339 several processes.  That's because Perl would reallocate your string when
1340 you weren't wanting it to.
1341
1342 Here's a small example showing shared memory usage.
1343
1344     use IPC::SysV qw(IPC_PRIVATE IPC_RMID S_IRWXU);
1345
1346     $size = 2000;
1347     $id = shmget(IPC_PRIVATE, $size, S_IRWXU) || die "$!";
1348     print "shm key $id\n";
1349
1350     $message = "Message #1";
1351     shmwrite($id, $message, 0, 60) || die "$!";
1352     print "wrote: '$message'\n";
1353     shmread($id, $buff, 0, 60) || die "$!";
1354     print "read : '$buff'\n";
1355
1356     # the buffer of shmread is zero-character end-padded.
1357     substr($buff, index($buff, "\0")) = '';
1358     print "un" unless $buff eq $message;
1359     print "swell\n";
1360
1361     print "deleting shm $id\n";
1362     shmctl($id, IPC_RMID, 0) || die "$!";
1363
1364 Here's an example of a semaphore:
1365
1366     use IPC::SysV qw(IPC_CREAT);
1367
1368     $IPC_KEY = 1234;
1369     $id = semget($IPC_KEY, 10, 0666 | IPC_CREAT ) || die "$!";
1370     print "shm key $id\n";
1371
1372 Put this code in a separate file to be run in more than one process.
1373 Call the file F<take>:
1374
1375     # create a semaphore
1376
1377     $IPC_KEY = 1234;
1378     $id = semget($IPC_KEY,  0 , 0 );
1379     die if !defined($id);
1380
1381     $semnum = 0;
1382     $semflag = 0;
1383
1384     # 'take' semaphore
1385     # wait for semaphore to be zero
1386     $semop = 0;
1387     $opstring1 = pack("s!s!s!", $semnum, $semop, $semflag);
1388
1389     # Increment the semaphore count
1390     $semop = 1;
1391     $opstring2 = pack("s!s!s!", $semnum, $semop,  $semflag);
1392     $opstring = $opstring1 . $opstring2;
1393
1394     semop($id,$opstring) || die "$!";
1395
1396 Put this code in a separate file to be run in more than one process.
1397 Call this file F<give>:
1398
1399     # 'give' the semaphore
1400     # run this in the original process and you will see
1401     # that the second process continues
1402
1403     $IPC_KEY = 1234;
1404     $id = semget($IPC_KEY, 0, 0);
1405     die if !defined($id);
1406
1407     $semnum = 0;
1408     $semflag = 0;
1409
1410     # Decrement the semaphore count
1411     $semop = -1;
1412     $opstring = pack("s!s!s!", $semnum, $semop, $semflag);
1413
1414     semop($id,$opstring) || die "$!";
1415
1416 The SysV IPC code above was written long ago, and it's definitely
1417 clunky looking.  For a more modern look, see the IPC::SysV module
1418 which is included with Perl starting from Perl 5.005.
1419
1420 A small example demonstrating SysV message queues:
1421
1422     use IPC::SysV qw(IPC_PRIVATE IPC_RMID IPC_CREAT S_IRWXU);
1423
1424     my $id = msgget(IPC_PRIVATE, IPC_CREAT | S_IRWXU);
1425
1426     my $sent = "message";
1427     my $type = 1234;
1428     my $rcvd;
1429     my $type_rcvd;
1430
1431     if (defined $id) {
1432         if (msgsnd($id, pack("l! a*", $type_sent, $sent), 0)) {
1433             if (msgrcv($id, $rcvd, 60, 0, 0)) {
1434                 ($type_rcvd, $rcvd) = unpack("l! a*", $rcvd);
1435                 if ($rcvd eq $sent) {
1436                     print "okay\n";
1437                 } else {
1438                     print "not okay\n";
1439                 }
1440             } else {
1441                 die "# msgrcv failed\n";
1442             }
1443         } else {
1444             die "# msgsnd failed\n";
1445         }
1446         msgctl($id, IPC_RMID, 0) || die "# msgctl failed: $!\n";
1447     } else {
1448         die "# msgget failed\n";
1449     }
1450
1451 =head1 NOTES
1452
1453 Most of these routines quietly but politely return C<undef> when they
1454 fail instead of causing your program to die right then and there due to
1455 an uncaught exception.  (Actually, some of the new I<Socket> conversion
1456 functions  croak() on bad arguments.)  It is therefore essential to
1457 check return values from these functions.  Always begin your socket
1458 programs this way for optimal success, and don't forget to add B<-T>
1459 taint checking flag to the #! line for servers:
1460
1461     #!/usr/bin/perl -Tw
1462     use strict;
1463     use sigtrap;
1464     use Socket;
1465
1466 =head1 BUGS
1467
1468 All these routines create system-specific portability problems.  As noted
1469 elsewhere, Perl is at the mercy of your C libraries for much of its system
1470 behaviour.  It's probably safest to assume broken SysV semantics for
1471 signals and to stick with simple TCP and UDP socket operations; e.g., don't
1472 try to pass open file descriptors over a local UDP datagram socket if you
1473 want your code to stand a chance of being portable.
1474
1475 As mentioned in the signals section, because few vendors provide C
1476 libraries that are safely re-entrant, the prudent programmer will do
1477 little else within a handler beyond setting a numeric variable that
1478 already exists; or, if locked into a slow (restarting) system call,
1479 using die() to raise an exception and longjmp(3) out.  In fact, even
1480 these may in some cases cause a core dump.  It's probably best to avoid
1481 signals except where they are absolutely inevitable.  This 
1482 will be addressed in a future release of Perl.
1483
1484 =head1 AUTHOR
1485
1486 Tom Christiansen, with occasional vestiges of Larry Wall's original
1487 version and suggestions from the Perl Porters.
1488
1489 =head1 SEE ALSO
1490
1491 There's a lot more to networking than this, but this should get you
1492 started.
1493
1494 For intrepid programmers, the indispensable textbook is I<Unix Network
1495 Programming> by W. Richard Stevens (published by Addison-Wesley).  Note
1496 that most books on networking address networking from the perspective of
1497 a C programmer; translation to Perl is left as an exercise for the reader.
1498
1499 The IO::Socket(3) manpage describes the object library, and the Socket(3)
1500 manpage describes the low-level interface to sockets.  Besides the obvious
1501 functions in L<perlfunc>, you should also check out the F<modules> file
1502 at your nearest CPAN site.  (See L<perlmodlib> or best yet, the F<Perl
1503 FAQ> for a description of what CPAN is and where to get it.)
1504
1505 Section 5 of the F<modules> file is devoted to "Networking, Device Control
1506 (modems), and Interprocess Communication", and contains numerous unbundled
1507 modules numerous networking modules, Chat and Expect operations, CGI
1508 programming, DCE, FTP, IPC, NNTP, Proxy, Ptty, RPC, SNMP, SMTP, Telnet,
1509 Threads, and ToolTalk--just to name a few.