目次

• 本書に寄せて
• 本書について
• 本書の構成
• 目次

第1章　I/O

1.01　RubyのIOクラスとC言語のstdioライブラリ ——プログラマが知っている名前を利用する

• FILE構造体とIOクラスの対応
• IOクラス以外のC言語とRubyの対応
• まとめ

1.02　feof関数とIO#eof?メソッド ——過去にEOFに出会ったのか、それとも今現在EOFなのか

• C言語とPascalにおけるファイルの終端
• ユーザにとってわかりやすいファイルの終端
• まとめ

1.03　IOバッファが空でなければsysreadは例外 ——明らかに危険で役に立たない動作は禁止する

• sysreadメソッドの由来
• sysreadメソッドの危険性
• Rubyでは混用禁止
• まとめ

1.04　EOFフラグの除去 ——モードで挙動が変化するのは良くない

• stdioのEOFフラグ
• RubyにおけるEOFフラグ
• EOFフラグの再実装の試み
• まとめ

1.05　0バイト読んだときに何を返す？ ——用例を探して良い挙動を判断する

• readメソッド
• read(0)の挙動
• CGIでPOSTされたデータを読み込む
• CGI以外の用法
• 固定長レコード
• 可変長レコード
• 用法を探す
• Rubyの実際の挙動
• まとめ

1.06　selectとstdioのバッファ ——無理をしても使いやすくする

• I/Oの多重化
• selectとstdioのバッファリング
• RubyのIO.select
• まとめ

1.07　readpartial ——I/Oを多重化したときに適切なメソッド

• I/Oの多重化と読み込み/書き込み
• 適切な読み込み/書き込みサイズはわからない
• バッファを考慮したreadシステムコールが欲しい
• readpartialの動作
• まとめ

1.08　ノンブロッキングI/O ——モードで挙動が変化するのは良くない

• ノンブロッキングI/Oはfdのフラグ
• ノンブロッキングI/Oと1行入力
• ノンブロッキングモードと競合状態
• まとめ

1.09　ノンブロッキングI/Oメソッドの導入 ——read_nonblockやwrite_nonblock

• ノンブロッキングI/Oの用途
• 書き込みの多重化
• 読み込みの多重化
• 1. ノンブロッキングI/Oの設定
• 2. 複数スレッドからの読み込み
• 3. 圧縮されたストリームや、SSLなストリームからの読み込み
• ノンブロッキングI/Oメソッドを用いたI/Oの多重化
• 読み込むために書き込み可能になるのを待つこともある
• 4. Linux固有の問題
• ノンブロッキングI/Oの他プロセスへの影響
• まとめ

Column　ノンブロッキングI/OとRubyの歴史

• UnixにおけるノンブロッキングI/Oの歴史
• RubyにおけるノンブロッキングI/Oの歴史

1.10　PTY.open ——ptyを利用するためのプリミティブ

• 擬似でない端末
• tty
• 制御端末
• 擬似端末
• PTY.spawnメソッド
• 擬似端末が必要になる状況
• 擬似端末の利用の仕方
• PTY.openメソッド
• まとめ

1.11　IOによるエンコーディング変換 ——正しく処理すべきだが、速度も重要

• IOクラスによるエンコーディング変換
• 改行の変換
• IOでの変換と文字列の変換の違い
• ファイルの現在位置の扱い
• 現在位置を扱える変換手法
• まとめ

第2章　ソケット

2.01　Addrinfoクラスの導入 ——関連して扱う情報をまとめてオブジェクトにする

• Addrinfo.getaddrinfoメソッドとSocket.getaddrinfoメソッド
• Addrinfoクラス
• 逆引きの有無
• プロトコル非依存
• アドレスの種類を判定するプレディケートメソッド
• ソケットアドレス構造体を返すメソッドと互換性
• まとめ

2.02　Socketクラスの勧め ——使いやすく、かつ、低レベルな操作も可能

• ソケットのクラス階層
• 細分化されたクラスの問題
• Socketクラスの強化
• クラスメソッド
• インスタンスメソッド
• initialize
• 特定の種類のソケットのためのメソッド
• ソケットアドレスを返すメソッド
• まとめ

2.03　Socket.ip_address_list ——自ホストのIPアドレスを正しく簡単に得る

• 自ホストのIPアドレスの必要性
• 自ホストのIPアドレスを得る方法
• Socket.ip_address_listメソッド
• Socket.ip_address_listの実装
• まとめ

2.04　ソケットオプション ——関連して扱う情報をまとめてオブジェクトにする

• ソケットオプションの使い方の例
• ソケットオプションの内容の表示
• ソケットオプションの型の詳細を隠蔽
• Socket::Optionの内容
• Socket::Option導入に伴う非互換性
• クラスを細分化しない
• まとめ

2.05　send_ioとrecv_ioによるfd passing ——ポータブルで引数の少ないAPI

• fd passing
• recvmsgとsendmsgシステムコール
• recv_ioとsend_ioメソッド
• まとめ

2.06　recvmsgとsendmsg ——多機能なシステムコールを工夫して提供

• recvmsgとsendmsgシステムコール
• recvmsgとsendmsgメソッド
• 「不連続なバッファを扱える」機能は提供しない
• 「MSG_OOBなどのフラグを指定できる」機能
• 「recvmsgではMSG_TRUNCなどのフラグが返ってくる」機能
• 「recvmsgで送信元を得られ、sendmsgで送信先を指定できる」機能
• 「バイト列を読み書きできる」機能
• 「補助データを扱える」機能
• まとめ

2.07　getpeereid ——簡単確実なユーザ認証

• ユーザ認証
• マシン内のユーザ認証システムコール
• getpeereidメソッド
• まとめ

第3章　プロセス

3.01　プロセス起動プリミティブspawnメソッド ——ポータブルで高機能で簡単なプロセス起動

• forkとexecはポータブルでない
• プロセス起動の悩ましい選択
• spawnメソッド
• まとめ

Column　async-signal-safe関数

• async-signal-safeでない関数
• forkで生成された子プロセス
• 経緯と現状

3.02　close-on-execフラグ ——意図しないfdの継承を防止する

• 子プロセスへのさまざまな継承
• fdを継承する用途
• 意図せざるfdの継承
• デフォルトでclose-on-execにする
• Rubyにおけるclose-on-exec
• POSIXとRubyのデザインの違い
• すべてのfdをcloseする実装
• まとめ

3.03　Open3.popen3の修正 ——互換性を保って問題を解決する

• Ruby 1.8のopen3ライブラリ
• open3ライブラリの改善
• double forkの除去
• まとめ

3.04　open3における標準エラー出力の扱いと

• デッドロック ——用途に応じたメソッドの追加
• メソッドの追加
• popen3、popen2、popen2eメソッド
• デッドロック
• capture3、capture2、capture2e
• まとめ

3.05　open3のパイプラインサポート ——パイプで接続したプロセス起動

• パイプで接続されたプロセスの起動
• パイプの使われ方
• まとめ

Column　PerlとPythonでパイプラインを作る

• 使う例について
• Rubyのopen3
• PerlのIPC::Open2
• Pythonのsubprocess
• fdがオープンされたまま残る
• クローズして問題を解決する

3.06　双方向popenのソケットによる実現 ——ソケットペアによる実装の失敗

• コマンドとの単方向通信
• コマンドとの双方向通信
• 1つのIOオブジェクトで2つのfdを扱う問題
• ソケットペアによる双方向popenの実現
• 2つのfdの問題への対応
• まとめ

3.07　forkは他のスレッドを子プロセスに残さない ——用途に適した挙動が重要

• マルチスレッドとfork
• 子プロセスですべてのスレッドが実行されることの問題
• まとめ

第4章　時刻

4.01　POSIXの時刻機能とRubyのTimeクラス ——プログラマが知っているPOSIXの機能を提供する

• POSIXの時刻機能で用いる型
• POSIXの時刻機能とRubyの対応
• まとめ

4.02　Time.utcと閏秒 ——POSIXが提供していなくても必要なら提供する

• Time.utcメソッド
• timegm関数と閏秒
• Rubyによるtimegm関数のエミュレーション
• まとめ

4.03　Time#monとTime#ydayの範囲 ——実際の用法を検討してAPIをデザインする

• 「月」を整数でどう表すか
• 「年初からの日数」を整数でどう表すか
• まとめ

4.04　時刻に関するOSの制限 ——本質的でない制限を取り除く

• C言語における時刻表現の制限
• time_tの制限
• struct tmの制限
• 関数の制限
• RubyのTimeクラス
• まとめ

4.05　localtimeの逆関数 ——mktimeに依存しない

• 地方時とタイムゾーンデータベース
• mktimeの不安定性
• mktimeをlocaltimeと2分探索で実現する
• まとめ

4.06　localtimeの外挿 ——2038年問題への対応

• 2038年問題への対応
• 未来の地方時の推定
• いくつかの地方時の規則
• localtime関数の外挿
• 過去の地方時の推定
• その他の制約の除去
• まとめ

Column　さまざまなタイムゾーン

• キューバと夏時間
• ブラジルと夏時間
• イスラエルと夏時間
• モロッコと夏時間
• イランと夏時間
• イギリスと夏時間
• 夏時間の時差の例外
• 夏時間と歴史的観点
• 日付変更線付近の夏時間
• 夏時間と極地
• 日付をまたぐ例
• 時刻を取り巻くさまざまな理由

4.07　UTCからの時差と夏時間 ——対象を確実に表現するデータ構造

• C言語とRubyにおける時刻表現の違い
• C言語における時刻の扱いの問題
• Rubyにおける時刻の扱いの問題
• Time#utc_offsetメソッドの追加
• Time#strftimeメソッドの強化
• まとめ

4.08　UTCからの時差を指定 ——メンテナンスを増やさない範囲で表現を広げる

• UTCと地方時の扱い
• さまざまな地方時とタイムゾーンデータベース
• 時差が一定のタイムゾーン
• まとめ

4.09　秒未満の表現 ——有理数による表現

• 外部から時刻が伝達される状況
• Timeオブジェクトの内部表現
• Marshalフォーマットの問題
• まとめ

4.10　タイムゾーンの略称 ——問題が多過ぎるので避ける

• 略称はタイムゾーンに1つでない
• タイムゾーンの略称は複数のタイムゾーンで共有される
• タイムゾーンの略称の生成はOSによっては期待されない結果になる
• UTCからの時差を直接使う
• まとめ

Column　一方、PHPはタイムゾーンデータベースを同梱した

• PHPのタイムゾーンデータベースの同梱
• タイムゾーンデータベースの更新
• OSのタイムゾーンの検出
• まとめ

Column　Pythonの時刻 ——naiveとaware

• datetimeの2種類の時刻
• naiveなdatetimeとawareなdatetime
• PythonとRuby

4.11　time.rbが提供するメソッドの意図 ——正しい方が簡単になるようにしておく

• time.rbが追加するメソッド
• 特定用途のためのメソッド
• Time#strftimeメソッド
• strftimeのlocale依存性の問題
• strftimeの%zの問題
• RFC 2822の時刻を生成する正しい方法
• プログラマを正しい方法に誘導する
• まとめ

4.12　Time.localとTime.utcの引数順 ——あからさまに奇妙だが互換性のために残っている

• Time.localとTime.utcの奇妙な引数順
• 引数順の理由と歴史
• 問題を修正するかどうか
• まとめ

第5章　数、文字列

5.01　Math.gammaのメソッド名 ——慣習は無視することもある

• ガンマ関数と対数ガンマ関数
• Rubyのメソッド名とC言語の関数名
• まとめ

5.02　Integer#nonzero?の返り値 ——意外な動作だけど役に立つ

• Integer#nonzero?の返り値
• Enumerable#sort
• Enumerable#sortでInteger#nonzero?を使う
• まとめ

5.03　有理数のビット演算 ——一貫性を拡張するのは無理かもしれない

• Rubyにおける数の演算
• 有理数のビット演算は交換法則が成り立たない
• 有理数のビット演算で交換法則を実現できるか
• まとめ

5.04　Integer#bit_lengthメソッド ——用途と前例を調べる

• メソッドの用途
• 仕様決定の難しさ
• 用途を検討する
• 前例を検討する
• 既存のメソッドの問題
• まとめ

5.05　文字列中の式展開構文の一貫性 ——一貫性を優先

• バージョンによる式展開の違い
• 式展開の変更の影響
• まとめ

5.06　URI.encode_www_formとURI.decode_www_form ——間違いにくいAPI

• URI.decode_www_formとURI.encode_www_formメソッド
• 間違いに気がつきやすいAPI
• まとめ

• おわりに