php中使用websocket详解-侯体宗的博客

php中使用websocket详解
php / 管理员发布于 7年前 150

在PHP中，开发者需要考虑的东西比较多，从socket的连接、建立、绑定、监听等都需要开发者自己去操作完成，对于初学者来说，难度方面也挺大的，所以本文的思路如下：

1、socket协议的简介

2、介绍client与server之间的连接原理

3、PHP中建立socket的过程讲解

4、用一个聊天室作为实例详细讲解在PHP中如何使用socket

一、socket协议的简介

　　WebSocket是什么，有什么优点

　　WebSocket是一个持久化的协议，这是相对于http非持久化来说的。

　　举个简单的例子，http1.0的生命周期是以request作为界定的，也就是一个request，一个response，对于http来说，本次client与server的会话到此结束；而在http1.1中，稍微有所改进，即添加了keep-alive，也就是在一个http连接中可以进行多个request请求和多个response接受操作。然而在实时通信中，并没有多大的作用，http只能由client发起请求，server才能返回信息，即server不能主动向client推送信息，无法满足实时通信的要求。而WebSocket可以进行持久化连接，即client只需进行一次握手，成功后即可持续进行数据通信，值得关注的是WebSocket实现client与server之间全双工通信，即server端有数据更新时可以主动推送给client端。

二、介绍client与server之间的socket连接原理

1、下面是一个演示client和server之间建立WebSocket连接时握手部分

2、client与server建立socket时握手的会话内容，即request与response

　　a、client建立WebSocket时向服务器端请求的信息

　　GET /chat HTTP/1.1 　　Host: server.example.com 　　Upgrade: websocket //告诉服务器现在发送的是WebSocket协议　　Connection: Upgrade 　　Sec-WebSocket-Key: x3JJHMbDL1EzLkh9GBhXDw== //是一个Base64 encode的值，这个是浏览器随机生成的，用于验证服务器端返回数据是否是WebSocket助理　　Sec-WebSocket-Protocol: chat, superchat 　　Sec-WebSocket-Version: 13 　　Origin: http://example.com

　　b、服务器获取到client请求的信息后，根据WebSocket协议对数据进行处理并返回，其中要对Sec-WebSocket-Key进行加密等操作

　　HTTP/1.1 101 Switching Protocols 　　Upgrade: websocket //依然是固定的，告诉客户端即将升级的是Websocket协议，而不是mozillasocket，lurnarsocket或者shitsocket　　Connection: Upgrade 　　Sec-WebSocket-Accept: HSmrc0sMlYUkAGmm5OPpG2HaGWk= //这个则是经过服务器确认，并且加密过后的 Sec-WebSocket-Key,也就是client要求建立WebSocket验证的凭证　　Sec-WebSocket-Protocol: chat

3、socket建立连接原理图：

三、PHP中建立socket的过程讲解

1、在PHP中，client与server之间建立socket通信，首先在PHP中创建socket并监听端口信息，代码如下：

//传相应的IP与端口进行创建socket操作function WebSocket($address,$port){  $server = socket_create(AF_INET, SOCK_STREAM, SOL_TCP);  socket_set_option($server, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, 1);//1表示接受所有的数据包  socket_bind($server, $address, $port);  socket_listen($server);  return $server;}

2、设计一个循环挂起WebSocket通道，进行数据的接收、处理和发送

//对创建的socket循环进行监听，处理数据function run(){  //死循环，直到socket断开  while(true){    $changes=$this->sockets;    $write=NULL;    $except=NULL;         /*    //这个函数是同时接受多个连接的关键，我的理解它是为了阻塞程序继续往下执行。    socket_select ($sockets, $write = NULL, $except = NULL, NULL);     $sockets可以理解为一个数组，这个数组中存放的是文件描述符。当它有变化（就是有新消息到或者有客户端连接/断开）时，socket_select函数才会返回，继续往下执行。    $write是监听是否有客户端写数据，传入NULL是不关心是否有写变化。    $except是$sockets里面要被排除的元素，传入NULL是”监听”全部。    最后一个参数是超时时间    如果为0：则立即结束    如果为n>1: 则最多在n秒后结束，如遇某一个连接有新动态，则提前返回    如果为null：如遇某一个连接有新动态，则返回    */    socket_select($changes,$write,$except,NULL);    foreach($changes as $sock){ //如果有新的client连接进来，则      if($sock==$this->master){         //接受一个socket连接        $client=socket_accept($this->master);         //给新连接进来的socket一个唯一的ID        $key=uniqid();        $this->sockets[]=$client; //将新连接进来的socket存进连接池        $this->users[$key]=array(          'socket'=>$client, //记录新连接进来client的socket信息          'shou'=>false    //标志该socket资源没有完成握手        );      //否则1.为client断开socket连接，2.client发送信息      }else{        $len=0;        $buffer='';        //读取该socket的信息，注意：第二个参数是引用传参即接收数据，第三个参数是接收数据的长度        do{          $l=socket_recv($sock,$buf,1000,0);          $len+=$l;          $buffer.=$buf;        }while($l==1000);         //根据socket在user池里面查找相应的$k,即健ID        $k=$this->search($sock);         //如果接收的信息长度小于7，则该client的socket为断开连接        if($len<7){          //给该client的socket进行断开操作，并在$this->sockets和$this->users里面进行删除          $this->send2($k);          continue;        }        //判断该socket是否已经握手        if(!$this->users[$k]['shou']){          //如果没有握手，则进行握手处理          $this->woshou($k,$buffer);        }else{          //走到这里就是该client发送信息了，对接受到的信息进行uncode处理          $buffer = $this->uncode($buffer,$k);          if($buffer==false){continue;          }          //如果不为空，则进行消息推送操作          $this->send($k,$buffer);        }      }    }       }   }

3、以上服务器端完成的WebSocket的前期工作后，就等着client连接进行，client创建WebSocket很简单，代码如下：

var ws = new WebSocket("ws://IP:端口");//握手监听函数ws.onopen=function(){   //状态为1证明握手成功，然后把client自定义的名字发送过去  if(so.readyState==1){     //握手成功后对服务器发送信息   so.send('type=add&ming='+n);  }}//错误返回信息函数ws.onerror = function(){  console.log("error");};//监听服务器端推送的消息ws.onmessage = function (msg){  console.log(msg);} //断开WebSocket连接ws.onclose = function(){  ws = false;}

四、聊天室实例代码

1、PHP部分

run(); //下面是sock类class Sock{  public $sockets; //socket的连接池，即client连接进来的socket标志  public $users;  //所有client连接进来的信息，包括socket、client名字等  public $master; //socket的resource，即前期初始化socket时返回的socket资源     private $sda=array();  //已接收的数据  private $slen=array(); //数据总长度  private $sjen=array(); //接收数据的长度  private $ar=array();  //加密key  private $n=array();     public function __construct($address, $port){     //创建socket并把保存socket资源在$this->master    $this->master=$this->WebSocket($address, $port);     //创建socket连接池    $this->sockets=array($this->master);  }     //对创建的socket循环进行监听，处理数据  function run(){    //死循环，直到socket断开    while(true){      $changes=$this->sockets;      $write=NULL;      $except=NULL; /*      //这个函数是同时接受多个连接的关键，我的理解它是为了阻塞程序继续往下执行。      socket_select ($sockets, $write = NULL, $except = NULL, NULL);       $sockets可以理解为一个数组，这个数组中存放的是文件描述符。当它有变化（就是有新消息到或者有客户端连接/断开）时，socket_select函数才会返回，继续往下执行。      $write是监听是否有客户端写数据，传入NULL是不关心是否有写变化。      $except是$sockets里面要被排除的元素，传入NULL是”监听”全部。      最后一个参数是超时时间      如果为0：则立即结束      如果为n>1: 则最多在n秒后结束，如遇某一个连接有新动态，则提前返回      如果为null：如遇某一个连接有新动态，则返回      */      socket_select($changes,$write,$except,NULL);      foreach($changes as $sock){     //如果有新的client连接进来，则        if($sock==$this->master){           //接受一个socket连接          $client=socket_accept($this->master);           //给新连接进来的socket一个唯一的ID          $key=uniqid();          $this->sockets[]=$client; //将新连接进来的socket存进连接池          $this->users[$key]=array('socket'=>$client, //记录新连接进来client的socket信息'shou'=>false    //标志该socket资源没有完成握手          );        //否则1.为client断开socket连接，2.client发送信息        }else{          $len=0;          $buffer='';          //读取该socket的信息，注意：第二个参数是引用传参即接收数据，第三个参数是接收数据的长度          do{$l=socket_recv($sock,$buf,1000,0);$len+=$l;$buffer.=$buf;          }while($l==1000);           //根据socket在user池里面查找相应的$k,即健ID          $k=$this->search($sock);           //如果接收的信息长度小于7，则该client的socket为断开连接          if($len<7){//给该client的socket进行断开操作，并在$this->sockets和$this->users里面进行删除$this->send2($k);continue;          }          //判断该socket是否已经握手          if(!$this->users[$k]['shou']){//如果没有握手，则进行握手处理$this->woshou($k,$buffer);          }else{//走到这里就是该client发送信息了，对接受到的信息进行uncode处理$buffer = $this->uncode($buffer,$k);if($buffer==false){  continue;}//如果不为空，则进行消息推送操作$this->send($k,$buffer);          }        }      }           }       }     //指定关闭$k对应的socket  function close($k){    //断开相应socket    socket_close($this->users[$k]['socket']);    //删除相应的user信息    unset($this->users[$k]);    //重新定义sockets连接池    $this->sockets=array($this->master);    foreach($this->users as $v){      $this->sockets[]=$v['socket'];    }    //输出日志    $this->e("key:$k close");  }     //根据sock在users里面查找相应的$k  function search($sock){    foreach ($this->users as $k=>$v){      if($sock==$v['socket'])      return $k;    }    return false;  }     //传相应的IP与端口进行创建socket操作  function WebSocket($address,$port){    $server = socket_create(AF_INET, SOCK_STREAM, SOL_TCP);    socket_set_option($server, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, 1);//1表示接受所有的数据包    socket_bind($server, $address, $port);    socket_listen($server);    $this->e('Server Started : '.date('Y-m-d H:i:s'));    $this->e('Listening on  : '.$address.' port '.$port);    return $server;  }        /*  * 函数说明：对client的请求进行回应，即握手操作  * @$k clien的socket对应的健，即每个用户有唯一$k并对应socket  * @$buffer 接收client请求的所有信息  */  function woshou($k,$buffer){     //截取Sec-WebSocket-Key的值并加密，其中$key后面的一部分258EAFA5-E914-47DA-95CA-C5AB0DC85B11字符串应该是固定的    $buf = substr($buffer,strpos($buffer,'Sec-WebSocket-Key:')+18);    $key = trim(substr($buf,0,strpos($buf,"\r\n")));    $new_key = base64_encode(sha1($key."258EAFA5-E914-47DA-95CA-C5AB0DC85B11",true));         //按照协议组合信息进行返回    $new_message = "HTTP/1.1 101 Switching Protocols\r\n";    $new_message .= "Upgrade: websocket\r\n";    $new_message .= "Sec-WebSocket-Version: 13\r\n";    $new_message .= "Connection: Upgrade\r\n";    $new_message .= "Sec-WebSocket-Accept: " . $new_key . "\r\n\r\n";    socket_write($this->users[$k]['socket'],$new_message,strlen($new_message));     //对已经握手的client做标志    $this->users[$k]['shou']=true;    return true;       }     //解码函数  function uncode($str,$key){    $mask = array();     $data = '';     $msg = unpack('H*',$str);    $head = substr($msg[1],0,2);     if ($head == '81' && !isset($this->slen[$key])) {       $len=substr($msg[1],2,2);      $len=hexdec($len);//把十六进制的转换为十进制      if(substr($msg[1],2,2)=='fe'){        $len=substr($msg[1],4,4);        $len=hexdec($len);        $msg[1]=substr($msg[1],4);      }else if(substr($msg[1],2,2)=='ff'){        $len=substr($msg[1],4,16);        $len=hexdec($len);        $msg[1]=substr($msg[1],16);      }      $mask[] = hexdec(substr($msg[1],4,2));       $mask[] = hexdec(substr($msg[1],6,2));       $mask[] = hexdec(substr($msg[1],8,2));       $mask[] = hexdec(substr($msg[1],10,2));      $s = 12;      $n=0;    }else if($this->slen[$key] > 0){      $len=$this->slen[$key];      $mask=$this->ar[$key];      $n=$this->n[$key];      $s = 0;    }         $e = strlen($msg[1])-2;    for ($i=$s; $i<= $e; $i+= 2) {       $data .= chr($mask[$n%4]^hexdec(substr($msg[1],$i,2)));       $n++;     }     $dlen=strlen($data);         if($len > 255 && $len > $dlen+intval($this->sjen[$key])){      $this->ar[$key]=$mask;      $this->slen[$key]=$len;      $this->sjen[$key]=$dlen+intval($this->sjen[$key]);      $this->sda[$key]=$this->sda[$key].$data;      $this->n[$key]=$n;      return false;    }else{      unset($this->ar[$key],$this->slen[$key],$this->sjen[$key],$this->n[$key]);      $data=$this->sda[$key].$data;      unset($this->sda[$key]);      return $data;    }       }     //与uncode相对  function code($msg){    $frame = array();     $frame[0] = '81';     $len = strlen($msg);    if($len < 126){      $frame[1] = $len<16?'0'.dechex($len):dechex($len);    }else if($len < 65025){      $s=dechex($len);      $frame[1]='7e'.str_repeat('0',4-strlen($s)).$s;    }else{      $s=dechex($len);      $frame[1]='7f'.str_repeat('0',16-strlen($s)).$s;    }    $frame[2] = $this->ord_hex($msg);    $data = implode('',$frame);     return pack("H*", $data);   }     function ord_hex($data) {     $msg = '';     $l = strlen($data);     for ($i= 0; $i<$l; $i++) {       $msg .= dechex(ord($data{$i}));     }     return $msg;   }     //用户加入或client发送信息  function send($k,$msg){    //将查询字符串解析到第二个参数变量中，以数组的形式保存如：parse_str("name=Bill&age=60",$arr)    parse_str($msg,$g);    $ar=array();     if($g['type']=='add'){      //第一次进入添加聊天名字，把姓名保存在相应的users里面      $this->users[$k]['name']=$g['ming'];      $ar['type']='add';      $ar['name']=$g['ming'];      $key='all';    }else{      //发送信息行为，其中$g['key']表示面对大家还是个人，是前段传过来的信息      $ar['nrong']=$g['nr'];      $key=$g['key'];    }    //推送信息    $this->send1($k,$ar,$key);  }     //对新加入的client推送已经在线的client  function getusers(){    $ar=array();    foreach($this->users as $k=>$v){      $ar[]=array('code'=>$k,'name'=>$v['name']);    }    return $ar;  }     //$k 发信息人的socketID $key接受人的 socketID ，根据这个socketID可以查找相应的client进行消息推送，即指定client进行发送  function send1($k,$ar,$key='all'){    $ar['code1']=$key;    $ar['code']=$k;    $ar['time']=date('m-d H:i:s');    //对发送信息进行编码处理    $str = $this->code(json_encode($ar));    //面对大家即所有在线者发送信息    if($key=='all'){      $users=$this->users;      //如果是add表示新加的client      if($ar['type']=='add'){        $ar['type']='madd';        $ar['users']=$this->getusers();    //取出所有在线者，用于显示在在线用户列表中        $str1 = $this->code(json_encode($ar)); //单独对新client进行编码处理，数据不一样        //对新client自己单独发送，因为有些数据是不一样的        socket_write($users[$k]['socket'],$str1,strlen($str1));        //上面已经对client自己单独发送的，后面就无需再次发送，故unset        unset($users[$k]);      }      //除了新client外，对其他client进行发送信息。数据量大时，就要考虑延时等问题了      foreach($users as $v){        socket_write($v['socket'],$str,strlen($str));      }    }else{      //单独对个人发送信息，即双方聊天      socket_write($this->users[$k]['socket'],$str,strlen($str));      socket_write($this->users[$key]['socket'],$str,strlen($str));    }  }     //用户退出向所用client推送信息  function send2($k){    $this->close($k);    $ar['type']='rmove';    $ar['nrong']=$k;    $this->send1(false,$ar,'all');  }     //记录日志  function e($str){    //$path=dirname(__FILE__).'/log.txt';    $str=$str."\n";    //error_log($str,3,$path);    //编码处理    echo iconv('utf-8','gbk//IGNORE',$str);  }}?>

2、client部分

HTML5 websocket 网页聊天室 javascript php       清屏

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