PHP回顧之socket編程

時間 2019-11-07

標籤 php 回顧 socket 編程欄目 PHP 简体版

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PHP回顧系列目錄

web開發一直是PHP的主戰場，也是PHP最爲被世人所熟知的一面。其實只要你願意去發掘，PHP除了作網頁在許多其餘方面也是小能手。php

本文簡要介紹PHP的Socket編程。web

準備知識

在開始以前，但願你已經知道網絡編程中的一些基本概念。好比OSI七層模型、TCP/IP四層模型；TCP中的三次握手、四次揮手等。這些概念是網絡編程的理論基礎，實踐中不必定用獲得，但能讓你把握總體脈絡，更快的定位編程中出現的問題。redis

再說一下Socket。咱們常說的網絡編程就是指Socket編程，它既指代實現了TCP/IP協議簇的一套網絡編程API，也指代一個客戶端與服務器的鏈接。socket是插座/接口的意思，計算機中常翻譯成「套接字」。實際中能夠簡單的認爲網絡編程與Socket編程等價，一個tcp鏈接的說法等價於一個socket。數據庫

PHP中的API

PHP中有以socket開頭的一套函數API用於Socket編程，PHP5引入「流」的抽象概念後，以stream開頭的一套API也能夠用於網絡編程。二者的主要區別是：編程

流是PHP中的核心概念，因此stream開頭的函數老是可用；sockets是PHP的一個拓展，雖然大部分狀況下都默認啓用；
socket系列函數相對底層，而stream系列函數是高層的抽象。

若是你想體驗原味Socket編程，用socket開頭的API比較適合；不然建議使用流函數。有關流的知識，請參考本人以前的博文：PHP回顧之流。json

接下來咱們用流函數實現一個簡單的TCP客戶端和服務端。服務器

客戶端

客戶端網絡編程能夠歸結爲簡單的三步：cookie

鏈接服務端（connect）；
收發消息（receive/send）；
關閉鏈接（close）。

下面是客戶端的代碼，發送10條消息到服務端：網絡

// client.php
$host = "127.0.0.1";
$port = 8000;

$socket = @stream_socket_client("tcp://{$host}:{$port}", $errno, $errMsg);
if ($socket === false) {
    throw new \RuntimeException("unable to create socket: " . $errMsg);
}
fwrite(STDOUT, "success connect to server: [{$host}:{$port}]...\n");

foreach (range(1, 10) as $i) {
    if ($i % 5 === 0) {
        $method = "broadcast";
    } else {
        $method = "echo";
    }
    $args = [sprintf("The %dth greeting", $i)];
    $message = json_encode([
        "method" => $method,
        "args" => $args,
    ]);
    fwrite(STDOUT, "\nsend to server: $message\n");
    $len = @fwrite($socket, $message);
    if ($len === 0) {
        fwrite(STDOUT, "socket closed\n");
        break;
    }

    $msg = @fread($socket, 4096);
    if ($msg) {
        fwrite(STDOUT, "receive server: $msg\n");
    }
    elseif (feof($socket)) {
       fwrite(STDOUT, "socket closed\n");
       break;
    }

    sleep(2);
}

fwrite(STDOUT, "close connnection...\n");
fclose($socket);

客戶端已經搞定，接下來看服務端。session

服務端

服務端編程也很簡單，四步搞定：

監聽端口（listen）；
接受新鏈接（accept）；
收發網絡消息（receive/send）；
循環第二步和第三步（loop）。

因爲服務端通常是長時間運行，除非重啓或進程被殺死，極少會主動關閉服務。另外服務端通常須要長時間運行，因此應當運行在CLI模式下（短連的客戶端代碼能夠在web中使用，例如代替CURL獲取網頁內容，鏈接redis/MQ等）。

咱們簡單的將收到的消息返回客戶端（Echo服務器）：

// server.php
$port = 8000;
$socket = @stream_socket_server("tcp://0.0.0.0:$port", $errno, $errMsg);
if ($socket === false) {
    throw new \RuntimeException("fail to listen on port: {$port}!");
}
fwrite(STDOUT, "socket server listen on port: {$port}" . PHP_EOL);

while (true) {
    $client = @stream_socket_accept($socket);
    if ($client == false) {
        continue;
    }

    fwrite(STDOUT, "client:" . (int)$client . " connnected.\n");
    @fwrite($client, "Welcome aboard!\n");

    while (true) {
        $msg = @fread($client, 4096);
        if ($msg) {
            fwrite(STDOUT, "\nreceive client: $msg\n");
            // echo
            @fwrite($client, $msg);
        } elseif (feof($client)) {
            fwrite(STDOUT, "client:" . (int)$client . " disconnnect!\n");
            fclose($client);
            break;
        }
    }
}

先啓動服務端腳本：php server.php，而後打開新的窗口啓動客戶端：php client.php。能夠看到消息被正確的發送和接收。客戶端退出後，可屢次從新運行客戶端腳本查看效果。

併發

同時運行兩個或以上客戶端，會發現第二個起卡住，前面的客戶端退出後才繼續運行。回顧服務端代碼，能夠看到accept一個客戶端後，服務端就專心爲其服務，直到斷開才服務下一個。

同時服務多個客戶端，這纔是咱們指望的。默認狀況下socket處於阻塞模式，無數據時fread函數會一直等待，致使程序不能抽身服務其餘客戶端。要同時服務多個客戶端，第一步是設置非阻塞模式，第二步是更改輪詢方式。流函數中的stream_set_blocking和stream_select兩個函數是咱們想要的。

將服務端的代碼更改以下：

// server.php
<?php
$port = 8000;
$socket = @stream_socket_server("tcp://0.0.0.0:$port", $errno, $errMsg);
if ($socket === false) {
    throw new \RuntimeException("fail to listen on port: {$port}!");
}
fwrite(STDOUT, "socket server listen on port: {$port}" . PHP_EOL);
stream_set_blocking($socket, false);

$clients = [];
$changed = [];
while (true) {
    checkMessage();
    fwrite(STDOUT, "\nnew read message\n");
    accept();
    handleMessage();
}

function checkMessage() {
    global $socket, $changed, $clients;
    $changed = array_merge([$socket], $clients);
    $write = null;
    $except = null;
    stream_select($changed, $write, $except, null);
}

function accept() {
    global $socket, $changed, $clients;
    if (!in_array($socket, $changed)) {
        return;
    }

    while ($client = @stream_socket_accept($socket, 0)) {
        $clients[] = $client;

        fwrite(STDOUT, "client:" . (int)$client . " connnected.\n");
        fwrite($client, "welcome aboard!");
        stream_set_blocking($client, false);

        $key = array_search($client, $changed);
        unset($changed[$key]);
    }
}

function handleMessage() {
    global $changed, $clients;
    foreach ($changed as $key => $client) {
        while (true) {
            $msg = @fread($client, 4096);
            if ($msg) {
                fwrite(STDOUT, "receive client " . (int)$client . " message: $msg\n");
                $json = json_decode($msg, true);
                if ($json) {
                    $method = $json["method"];
                    if ($method === 'echo') {
                        @fwrite($client, $msg);
                    } else {
                        foreach ($clients as $cl) {
                            @fwrite($cl, "message from " . (int)$client . ": $msg");
                        }
                    }
                }
            } else {
                if (feof($client)) {
                    fwrite(STDOUT, "\nclient " . (int)$client . " closed.\n");
                    fclose($client);
                    $key = array_search($client, $clients);
                    unset($clients[$key]);
                }
                break;
            }
        }
    }
}

而後啓動服務端：php server.php，再同時啓動多個客戶端，或者用多個進程同時發送消息（需安裝pcntl拓展）：

// client.php
for ($index = 0; $index < 10; ++ $index) {
    $pid = pcntl_fork();
    if ($pid < 0) {
        fwrite(STDERR, "fail to fork!\n");
        exit;
    }

    if ($pid === 0) {
        connectServer();  // connectServer就是上文中client.php中的代碼
        exit;
    }
}
// 父進程先退出，不會出現殭屍進程，忽略孤兒進程的處理

啓動客戶端後，能夠看到服務端正確的同時處理多個客戶端，這正是咱們期待的。