PHP 实现 WebSocket 协议

风机厂家 發表於 2020-4-16 00:01:00

下面会讲解一下什么是 WebSocket，以及使用 PHP 实现 WebSocket。
 
<ol>
<li>WebSocket 是什么？</li>
<li>PHP 实例</li>
<li>应用场景</li>
</ol>
 
<h2>一、WebSocket 是什么</h2>
 
WebSocket 是一种网络传输协议，可在单个 TCP 连接上进行全双工通信，位于 OSI 模型的应用层。WebSocket 使得客户端和服务器之间的数据交换变得更加简单，允许服务端主动向客户端推送数据。
 
在 WebSocket API 中，浏览器和服务器只需要完成一次握手，两者之间就可以创建持久性的连接，并进行双向数据传输。
 
特点：网络协议；双向数据传输；允许服务端主动向客户端推送数据；
 
<h2>二、PHP 实例</h2>
 
客户端代码 index.html
 
<div class="cnblogs_code">
<pre><!doctype html>
<html lang="en">
<head>
<meta charset="UTF-8">
<meta name="viewport" content="width=device-width,initial-scale=1, maximum-scale=1, user-scalable=no">
<title>websocket</title>
</head>
<body>
<input id="text" value="">
<input type="submit" value="send" onclick="start()">
<input type="submit" value="close" onclick="close()">
<div id="msg"></div>
<script>
/**
0：未连接

1：连接成功，可通讯

2：正在关闭

3：连接已关闭或无法打开
*/

//创建一个webSocket 实例
var webSocket= newWebSocket("ws://127.0.0.1:8083");

webSocket.onerror = function (event){
 onError(event);
};

// 打开websocket
webSocket.onopen = function (event){
 onOpen(event);
};

//监听消息
webSocket.onmessage = function (event){
 onMessage(event);
};

webSocket.onclose = function (event){
 onClose(event);
}

//关闭监听websocket
function onError(event){
 document.getElementById("msg").innerHTML = "close";
 console.log("error"+event.data);
};

function onOpen(event){
 console.log("open:"+sockState());
 document.getElementById("msg").innerHTML = "Connect to Service";
};
function onMessage(event){
 console.log("onMessage");
 document.getElementById("msg").innerHTML += "response:"+event.data+""
};

function onClose(event){
 document.getElementById("msg").innerHTML = "close";
 console.log("close:"+sockState());
 webSocket.close();
}

function sockState(){
 var status = ['未连接','连接成功，可通讯','正在关闭','连接已关闭或无法打开'];
 return status;
}

function start(event){
 console.log(webSocket);
 var msg = document.getElementById('text').value;
 document.getElementById('text').value = '';
 console.log("send:"+sockState());
 console.log("msg="+msg);
 webSocket.send("msg="+msg);
 document.getElementById("msg").innerHTML += "request"+msg+""
};

function close(event){
 webSocket.close();
}
</script>
</body>
</html></pre>
</div>
 
 
服务端代码 server.php
 
<div class="cnblogs_code">
<pre><?php
/**
* Created by xwx
* Date: 2017/10/18
* Time: 14:33
*/

class SocketService
{
private $address= '0.0.0.0';
private $port = 8083;
private $_sockets;
public function __construct($address = '', $port='')
{
 if(!empty($address)){
 $this->address = $address;
 }
 if(!empty($port)) {
 $this->port = $port;
 }
}

public function service(){
 //获取tcp协议号码。
 $tcp = getprotobyname("tcp");
 $sock = socket_create(AF_INET, SOCK_STREAM, $tcp);
 socket_set_option($sock, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, 1);
 if($sock < 0)
 {
 throw new Exception("failed to create socket: ".socket_strerror($sock)."\n");
 }
 socket_bind($sock, $this->address, $this->port);
 socket_listen($sock, $this->port);
 echo "listen on $this->address $this->port ... \n";
 $this->_sockets = $sock;
}

public function run(){
 $this->service();
 $clients[] = $this->_sockets;
 while (true){
 $changes = $clients;
 $write = NULL;
 $except = NULL;
 socket_select($changes,$write,$except, NULL);
 foreach ($changes as $key => $_sock){
 if($this->_sockets == $_sock){ //判断是不是新接入的socket
 if(($newClient = socket_accept($_sock))=== false){
 die('failed to accept socket: '.socket_strerror($_sock)."\n");
 }
 $line = trim(socket_read($newClient, 1024));
 $this->handshaking($newClient, $line);
 //获取client ip
 socket_getpeername ($newClient, $ip);
 $clients[$ip] = $newClient;
 echo"Client ip:{$ip} \n";
 echo "Client msg:{$line} \n";
 } else {
 socket_recv($_sock, $buffer,2048, 0);
 $msg = $this->message($buffer);
 //在这里业务代码
 echo "{$key} clinet msg:",$msg,"\n";
 fwrite(STDOUT, 'Please input a argument:');
 $response = trim(fgets(STDIN));
 $this->send($_sock, $response);
 echo "{$key} response to Client:".$response,"\n";
 }
 }
 }
}

/**
* 握手处理
* @param $newClient socket
* @return int接收到的信息
*/
public function handshaking($newClient, $line){

 $headers = array();
 $lines = preg_split("/\r\n/", $line);
 foreach($lines as $line)
 {
 $line = chop($line);
 if(preg_match('/\A(\S+): (.*)\z/', $line, $matches))
 {
 $headers[$matches[1]] = $matches[2];
 }
 }
 $secKey = $headers['Sec-WebSocket-Key'];
 $secAccept = base64_encode(pack('H*', sha1($secKey . '258EAFA5-E914-47DA-95CA-C5AB0DC85B11')));
 $upgrade= "HTTP/1.1 101 Web Socket Protocol Handshake\r\n" .
 "Upgrade: websocket\r\n" .
 "Connection: Upgrade\r\n" .
 "WebSocket-Origin: $this->address\r\n" .
 "WebSocket-Location: ws://$this->address:$this->port/websocket/websocket\r\n".
 "Sec-WebSocket-Accept:$secAccept\r\n\r\n";
 return socket_write($newClient, $upgrade, strlen($upgrade));
}

/**
* 解析接收数据
* @param $buffer
* @return null|string
*/
public function message($buffer){
 $len = $masks = $data = $decoded = null;
 $len = ord($buffer[1]) & 127;
 if ($len === 126){
 $masks = substr($buffer, 4, 4);
 $data = substr($buffer, 8);
 } else if ($len === 127){
 $masks = substr($buffer, 10, 4);
 $data = substr($buffer, 14);
 } else{
 $masks = substr($buffer, 2, 4);
 $data = substr($buffer, 6);
 }
 for ($index = 0; $index < strlen($data); $index++) {
 $decoded .= $data[$index] ^ $masks[$index % 4];
 }
 return $decoded;
}

/**
* 发送数据
* @param $newClinet 新接入的socket
* @param $msg 要发送的数据
* @return int|string
*/
public function send($newClinet, $msg){
 $msg = $this->frame($msg);
 socket_write($newClinet, $msg, strlen($msg));
}

public function frame($s) {
 $a = str_split($s, 125);
 if (count($a) == 1) {
 return "\x81" . chr(strlen($a[0])) . $a[0];
 }
 $ns = "";
 foreach ($a as $o) {
 $ns .= "\x81" . chr(strlen($o)) . $o;
 }
 return $ns;
}

/**
* 关闭socket
*/
public function close(){
 return socket_close($this->_sockets);
}
}

$sock = new SocketService();
$sock->run();</pre>
</div>
 
 
先使用命令行运行 server.php，然后在浏览器打开 index.html 即可运行
 
 
 
<h2>三、应用场景</h2>
 
<ul>
<li>聊天室</li>
<li>实时推送</li>
<li>弹幕</li>
<li>多玩家游戏</li>
<li>协同编辑</li>
<li>股票基金实时报价</li>
<li>体育实况更新</li>
<li>视频会议/聊天</li>
<li>基于位置的应用</li>
<li>在线教育</li>
<li>智能家居等需要高实时的场景</li>
</ul>
 
由轮询到WebSocket
 
<h3>轮询</h3>
 
客户端和服务器之间会一直进行连接，每隔一段时间就询问一次。客户端会轮询，有没有新消息。这种方式连接数会很多，一个接受，一个发送。而且每次发送请求都会有Http的Header，会很耗流量，也会消耗CPU的利用率。
 
<h3>长轮询</h3>
 
长轮询是对轮询的改进版，客户端发送HTTP给服务器之后，有没有新消息，如果没有新消息，就一直等待。当有新消息的时候，才会返回给客户端。在某种程度上减小了网络带宽和CPU利用率等问题。但是这种方式还是有一种弊端：例如假设服务器端的数据更新速度很快，服务器在传送一个数据包给客户端后必须等待客户端的下一个Get请求到来，才能传递第二个更新的数据包给客户端，那么这样的话，客户端显示实时数据最快的时间为2×RTT（往返时间），而且如果在网络拥塞的情况下，这个时间用户是不能接受的，比如在股市的的报价上。另外，由于http数据包的头部数据量往往很大（通常有400多个字节），但是真正被服务器需要的数据却很少（有时只有10个字节左右），这样的数据包在网络上周期性的传输，难免对网络带宽是一种浪费。
 
<h3>WebSocket</h3>
 
现在急需的需求是能支持客户端和服务器端的双向通信，而且协议的头部又没有HTTP的Header那么大，于是，Websocket就诞生了！流量消耗方面，相同的每秒客户端轮询的次数，当次数高达数万每秒的高频率次数的时候，WebSocket消耗流量仅为轮询的几百分之一。
 
原文链接：https://www.ryanzoe.top/web-%e5%bc%80%e5%8f%91/php-websocket/
 
来源：https://www.cnblogs.com/ryanzheng/p/12709702.html

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