Swoole學習之網絡通訊引擎TCP與UDP(三)

1、TCP服務

TCP服務端

咱們看Swoole官方文檔入門指引->快速起步->建立TCP服務器，把文檔的示例代碼跑一次，看下效果：

server.php

<?php

//建立Server對象，監聽 127.0.0.1:9501端口
$serv = new Swoole\Server("127.0.0.1", 9501);

// 設置自定義參數
// @doc https://wiki.swoole.com/wiki/page/13.html
$serv->set([
    'worker_num' => 8, // worker 進程數爲cpu 1-4倍
    'max_request' => 10000,
]);

//監聽鏈接進入事件
/**
 * $fd 客戶端鏈接的惟一標識
 * $reactor_id  線程ID
 */
$serv->on('Connect', function ($serv, $fd, $reactorId) {
    echo "Client: {$reactorId}-{$fd}-Connect.\n";
});

//監聽數據接收事件
$serv->on('Receive', function ($serv, $fd, $reactorId, $data) {
    $serv->send($fd, "Server: {$reactorId} - {$fd} ".$data);
});

//監聽鏈接關閉事件
$serv->on('Close', function ($serv, $fd) {
    echo "Client: Close.\n";
});

//啓動服務器
$serv->start();

咱們先開啓服務，而後再經過 telnet 命令分別開啓兩個窗口鏈接該服務

root@5ee6bfcc1310:/work/study/code/swoole/demo/server# php server.php
Client: 0-1-Connect.
Client: 1-2-Connect.

0號客戶端：

root@5ee6bfcc1310:/# telnet 127.0.0.1 9501
Trying 127.0.0.1...
Connected to 127.0.0.1.
Escape character is '^]'.
hello
Server: 0 - 1 hello

1號客戶端：

root@5ee6bfcc1310:/# telnet 127.0.0.1 9501
Trying 127.0.0.1...
Connected to 127.0.0.1.
Escape character is '^]'.
hello
Server: 1 - 2 hello

TCP客戶端

tcp_client.php

<?php

// 該文件模擬  telnet 127.0.0.1 9501 命令進行請求服務端

// 鏈接 Swoole tcp 服務
$client = new Swoole\Client(SWOOLE_SOCK_TCP);

if(!$client->connect("127.0.0.1", 9501)){
    echo 'Connect error';
    exit;
}

// php cli常量
fwrite(STDOUT, "請輸入消息");
$msg = trim(fgets(STDIN));

// 發送消息給 tcp server 服務器
$client->send($msg);

// 接收來自server的數據
$res = $client->recv();
echo $res;

執行該腳本：

php tcp_client.php

打印：

root@5ee6bfcc1310:~# /work/study/soft/php/bin/php /work/study/code/swoole/demo/client/tcp_client.php
請輸入消息3
Server: 0 - 3 3

2、UDP服務

UDP服務器與TCP服務器不一樣，UDP沒有鏈接的概念。啓動Server後，客戶端無需Connect，直接能夠向Server監聽的9502端口發送數據包。對應的事件爲onPacket。

咱們看Swoole官方文檔入門指引->快速起步->建立UDP服務器

udp_server.php

<?php

//建立Server對象，監聽 127.0.0.1:9502端口，類型爲SWOOLE_SOCK_UDP
$serv = new swoole_server("127.0.0.1", 9502, SWOOLE_PROCESS, SWOOLE_SOCK_UDP);

//監聽數據接收事件
$serv->on('Packet', function ($serv, $data, $clientInfo) {
    $serv->sendto($clientInfo['address'], $clientInfo['port'], "Server ".$data);
    var_dump($clientInfo);
});

//啓動服務器
$serv->start();

啓動服務：

php udp_server.php

UDP服務器可使用 netcat -u 來鏈接測試

netcat -u 127.0.0.1 9502
hello
Server: hello

當客戶端鏈接發送了數據以後，服務端會打印出客戶端的相關信息：

# php udp_server.php
array(4) {
  ["server_socket"]=>
  int(3)
  ["server_port"]=>
  int(9502)
  ["address"]=>
  string(9) "127.0.0.1"
  ["port"]=>
  int(40627)
}

3、TCP與UDP

TCP(Transmission Control Protocol 傳輸控制協議）：是一種面向鏈接的，可靠的，基於字節流的傳輸通訊協議。

UDP(User Datagram Protocol 用戶數據報協議）：是一種無鏈接的傳輸層協議，提供面向事務的簡單不可靠信息傳送服務。

一、TCP與UDP區別

• 一、TCP是面向鏈接的（在客戶端和服務器之間傳輸數據以前要先創建鏈接），UDP是無鏈接的（發送數據以前不須要先創建鏈接）
• 二、TCP提供可靠的服務（經過TCP傳輸的數據。無差錯，不丟失，不重複，且按序到達）；UDP提供面向事務的簡單的不可靠的傳輸。
• 三、UDP具備較好的實時性，工做效率比TCP高，適用於對高速傳輸和實時性比較高的通信或廣播通訊。隨着網速的提升，UDP使用愈來愈多。
• 四、沒一條TCP鏈接只能是點到點的，UDP支持一對一，一對多和多對多的交互通訊。
• 五、TCP對系統資源要去比較多，UDP對系統資源要求比較少
• 六、UDP程序結構更加簡單
• 七、TCP是流模式，UDP是數據報模式

二、爲何UDP有時比TCP更有優點?

UDP以其簡單、傳輸快的優點，在愈來愈多場景下取代了TCP,如實時遊戲。
（1）網速的提高給UDP的穩定性提供可靠網絡保障，丟包率很低，若是使用應用層重傳，可以確保傳輸的可靠性。
（2）TCP爲了實現網絡通訊的可靠性，使用了複雜的擁塞控制算法，創建了繁瑣的握手過程，因爲TCP內置的系統協議棧中，極難對其進行改進。

採用TCP，一旦發生丟包，TCP會將後續的包緩存起來，等前面的包重傳並接收到後再繼續發送，延時會愈來愈大，基於UDP對實時性要求較爲嚴格的狀況下，採用自定義重傳機制，可以把丟包產生的延遲降到最低，儘可能減小網絡問題對遊戲性形成影響。

三、爲何TCP不適用於實時傳輸？

TCP影響實時性不是由於握手消耗時間。握手一開始創建完就沒事了。

通常來講，單位時間內傳輸的數據流量比較平滑。 TCP依賴滑動窗口進行流量控制，滑動窗口大小是自適應的，影響滑動窗口主要有兩個因素，一是網絡延時，二是傳輸速率，滑動窗口的大小與延時成正比，與傳輸速率也成正比。在給定的網絡環境下，延時能夠認爲是固定的，所以滑動窗口僅與傳輸速率有關，當傳輸實時數據時，由於數據流通量比較固定，因此這時TCP上的滑動窗口會處於一個不大不小的固定值，這個值大小剛好保證當前生產的數據實時傳輸到對方，當出現網絡丟包時，按TCP協議（快速恢復），滑動窗口將減小到原來的一半，所以速率馬上減半，此時發送速率將小於數據生產速率，一些數據將滯留在發送端，而後滑動窗口將不斷增大，直到積累的數據所有發送完畢。上述過程即爲典型的TCP流量抖動過程，對於實時傳輸影響很大，可能造成較大的突發時延，從用戶感觀角度來講，就是有時比較流暢，但有時卡（「抖一下」，而且比較嚴重），所以實時傳輸一般不使用TCP。

四、應用場景：

好比普通的會議視頻圖像、音頻、普通數據，固然首選UDP，畢竟丟幾包無所謂，若是傳輸文件等，不能丟包，用TCP。

五、udp如何實現可靠性傳輸

UDP它不屬於鏈接型協議，於是具備資源消耗小，處理速度快的優勢，因此一般音頻、視頻和普通數據在傳送時使用UDP較多，由於它們即便偶爾丟失一兩個數據包，也不會對接收結果產生太大影響。
傳輸層沒法保證數據的可靠傳輸，只能經過應用層來實現了。實現的方式能夠參照tcp可靠性傳輸的方式，只是實現不在傳輸層，實現轉移到了應用層。

---

相關文章
TCP和UDP的區別和優缺點
什麼是TCP、UDP以及二者的區別