PHP Socket 網絡編程

時間  2019-11-09
標籤 php socket 網絡 編程 欄目 PHP 简体版
原文   原文鏈接

前言

在作PHP開發的過程當中，大部分咱們都在和http協議打交道，在ISO模型裏面，http屬於應用層協議，它底層會用到TCP協議。http協議很是簡單，它是一個文本協議，一個請求對應一個響應，客戶端發起一個請求，服務端響應這個請求。http是一個一問一答的對話，每次請求都得從新創建對話（這裏暫不討論Keep-Alive），若是你想經過一個請求進行屢次對話，那就是長鏈接通訊，必須使用TCP或者UDP協議。php

互聯網運行的基石是創建在一些協議上的，目前而言主要是TCP/IP協議族，大部分協議都是公開開放的，計算機遵循這些協議咱們才能通訊，固然也有一些私有協議，私有協議只有本身知道如何去解析，至關來講更安全，好比QQ所用的協議就是本身定義的。在ISO模型裏面，我們經常使用的有http、ftp、ssh、dns等，可是不經常使用的數不勝數，發明一個協議不難，難的是如何設計的更好用，並且你們都喜歡用。html

Socket

Socket並非一個協議，本質上說Socket是對 TCP/IP 協議的封裝，它是一組接口，在設計模式中，Socket 其實就是一個門面（facade）模式，它把複雜的 TCP/IP 協議族隱藏在 Socket 接口後面，對用戶來講，一組簡單的接口就是所有，讓 Socket 去組織數據，以符合指定的協議。編程

下圖展現了Socket在ISO模型裏面大概位置：json

PHP Socket

雖然PHP的強項是處理文本，通常用來寫網頁和http接口，可是官方依然提供了Socket擴展，編譯PHP時在配置中添加--enable-sockets 配置項來啓用，若是使用apt或yum安裝，默認狀況下是已啓用。設計模式

官方文檔裏面列出了大概40個函數，可是經常使用的也就那幾個，跟着文檔，我們一塊兒來學學如何使用，首先聲明一下，本人對Socket編程並不熟悉，若有錯誤的地方，但願你們指出來。數組

我們先看一幅圖，關於TCP客戶端和服務端之間的通訊過程，我們平時寫http接口的時候並未作這麼多工做，那是客戶端給封裝好了：瀏覽器

1.服務端代碼

<?php
set_time_limit(0);

$ip = '127.0.0.1';
$port = 8888;

$sock = socket_create(AF_INET, SOCK_STREAM, SOL_TCP);

socket_bind($sock, $ip, $port);
socket_listen($sock, 4);

echo "Server Started, Listen On $ip:$port\n";

$accept = socket_accept($sock);

socket_write($accept, "Hello World!\n", 8192);

$buf = socket_read($accept, 8192);

echo "Receive Msg： " . $buf . "\n";

socket_close($sock);
複製代碼

簡單說一下,爲便於演示，因此省略了全部的錯誤處理代碼，能夠看到分爲create、bind、listen、accept、write\read、close這幾步，看上去很是簡單！具體參數你們能夠看一下文檔！在服務端啓動以後，當收到一個請求以後，咱們首先返回了一個Hello World\n,而後又讀取了8192個字節的數據，打印出來！最後關閉鏈接。安全

因爲這裏，咱尚未寫客戶端，因此暫時使用curl訪問一下，運行效果以下：swoole

===>服務端：網絡

===>客戶端：

從這個例子裏面咱們能夠看出來，curl發出是一個標準的http請求，實際上它的每一行後面是有\n的，在http協議裏面，這幾行文本實際上是頭（header）,可是在這個例子裏面，對於咱們來講，它就是一段文本而已，服務端只是把它的內容打印出來了,並無去按照http協議去解析。雖然咱們返回了Hello World！\n，可是這也並無按照http協議的格式去作，缺乏響應頭。我只能說curl比較強大，若是使用瀏覽器訪問的話會失敗，提示127.0.0.1 sent an invalid response。

可是稍加改造，咱們就能夠返回一個標準的http響應：

$response = "HTTP/1.1 200 OK\r\n";
$response .= "Server: Socket-Http\r\n";
$response .= "Content-Type: text/html\r\n";
$response .= "Content-Length: 13\r\n\r\n";
$response .= "Hello World!\n";

socket_write($accept, $response, 8192);
複製代碼

這時候若是再用瀏覽器訪問，就能夠看到 Hello World!了，可是這個服務端目前是一次性的，就是說它只能處理一次請求，而後就結束了，正常的服務端是能夠處理屢次請求的，很簡單，加一個死循環就好了！

只貼一下改動的部分，代碼以下：

while (true) {
    $accept = socket_accept($sock);

    $buf = socket_read($accept, 8192);

    echo "Receive Msg： " . $buf . "\n";

    $response = "HTTP/1.1 200 OK\r\n";
    $response .= "Server: Socket-Http\r\n";
    $response .= "Content-Type: text/html\r\n";
    $response .= "Content-Length: 13\r\n\r\n";
    $response .= "Hello World!\n";

    socket_write($accept, $response, 8192);

    socket_close($accept);
}
複製代碼

搖身一變，就是一個http服務了，使用ab測了一下，併發上萬，是否是有點小激動？

然而，之因此這麼快是由於邏輯簡單，假如你在while裏面任何位置加一個 sleep(1) 你就會發現，原來這特麼是串行的，一個個執行的，並非並行，這段腳本一次只能處理一個請求！

解決這個問題方法有不少種，具體能夠參考 PHP併發IO編程之路, 看看前半段就好了，後半段是廣告！該文章總結了3種方法：最先是採用多進程多線程方式，因爲進程線程開銷大，這種方式效率最低。後來演進出master-worker模型，也就是相似如今fpm採用的方式。目前最早進的方式就是異步io多路複用，基於epoll實現的。理論上講C能實現的，PHP都能經過擴展去實現，並且PHP確實提供了相關擴展，其思想和C寫的都差很少，然而今天咱不是說高併發編程的，仍是接着說Socket吧！

2.客戶端代碼

以前的例子裏面咱們使用的是curl訪問的，也可使用瀏覽器或者telnet，這些工具均可以算做是客戶端，客戶端也能夠本身實現。

set_time_limit(0);

$port = 8888;
$ip = '127.0.0.1';

$sock = socket_create(AF_INET, SOCK_STREAM, SOL_TCP);

echo "Connecting $ip:$port\n";

socket_connect($sock, $ip, $port);

$input = "Hello World Socket";

socket_write($sock, $input, strlen($input));

$out = socket_read($sock, 8192);

echo "Receive Msg: $out\n";

socket_close($sock);
複製代碼

這段代碼一樣省略了錯誤處理代碼，能夠看到第一步都是create，可是第二步變成connect，而後是read\write、最後close。

具體運行效果這裏再也不展現，和curl訪問沒多大區別，可是這個客戶端也是一次性的，執行完了就結束！

實例

接下來，咱們來寫一個基於TCP通訊的應用，這個應用很是簡單，就是加減乘除！

(1)服務端代碼：

<?php
set_time_limit(0);

$ip = '127.0.0.1';
$port = 8888;

$sock = socket_create(AF_INET, SOCK_STREAM, SOL_TCP);

socket_bind($sock, $ip, $port);

socket_listen($sock, 4);

echo "Server Started, Listen On $ip:$port\n";

while (true) {
    $accept = socket_accept($sock);

    $buf = socket_read($accept, 8192);

    echo "Receive Msg： " . $buf . "\n";

    $params = json_decode($buf, true);
    $m = $params['m'];
    $a = $params['a'];
    $b = $params['b'];

    switch ($m) {
        case '+';
            $response = $a + $b;
            break;
        case '-';
            $response = $a - $b;
            break;
        case '*';
            $response = $a * $b;
            break;
        case '/';
            $response = $a / $b;
            break;
        default:
            $response = $a + $b;
    }

    socket_write($accept, $response."\n", 8192);

    socket_close($accept);
}
複製代碼

(2)客戶端代碼：

<?php
set_time_limit(0);

$port = 8888;
$ip = '127.0.0.1';

$sock = socket_create(AF_INET, SOCK_STREAM, SOL_TCP);

echo "Connecting $ip:$port\n";

socket_connect($sock, $ip, $port);

$input = json_encode([
    'a' => 15,
    'b' => 10,
    'm' => '+'
]);

socket_write($sock, $input, strlen($input));

$out = socket_read($sock, 8192);

echo "Receive Msg: $out\n";

socket_close($sock);
複製代碼

在這些代碼裏面，我按照本身的需求定義了一個「協議」，我把須要運算的數和方式經過一個json數組傳輸，約定了一個格式，這個協議只有我本身清楚，因此只有我才知道怎麼調用。服務端在接受到參數以後，經過運算得出結果，而後把結果返回給客戶端。

可是這個例子還有問題，客戶端依然是一次性的，參數都被硬編碼在代碼裏面，不夠靈活，最關鍵是沒有用到TCP長鏈接的特性，咱們每次計算都得從新發起請求、從新創建鏈接，實際上，我須要的是一次鏈接，屢次對話，也就是進行屢次計算！

目前爲止，這些演示代碼都沒有複用鏈接，由於在服務端最後我close了這個鏈接，這意味着每次都是一個新的請求，若是是http服務的話尚且能夠用一下，如何去實現一個TCP長鏈接呢？

IO多路複用之select

select系統調用的目的是在一段指定時間內，監聽用戶感興趣的文件描述符上的可讀、可寫和異常事件，雖然這個方式也比較低效，可是不妨瞭解一下，經過這種方式咱們能夠複用鏈接，完整的代碼以下：

<?php
set_time_limit(0);

$ip = '127.0.0.1';
$port = 8888;

$sock = socket_create(AF_INET, SOCK_STREAM, SOL_TCP);

socket_bind($sock, $ip, $port);

socket_listen($sock, 4);

echo "Server Started, Listen On $ip:$port\n";

socket_set_nonblock($sock);

$clients = [];

while (true) {
    $rs = array_merge([$sock], $clients);
    $ws = [];
    $es = [];

    //監聽文件描述符變更
    $ready = socket_select($rs, $ws, $es, 3);
    if (!$ready) {
        continue;
    }

    if (in_array($sock, $rs)) {
        $clients[] = socket_accept($sock);
        $key = array_search($sock, $rs);
        unset($rs[$key]);
    }

    foreach ($rs as $client) {
        $input = socket_read($client, 8096);
        if ($input == null) {
            $key = array_search($client, $clients);
            unset($clients[$key]);
            continue;
        }
        echo "input: " . $input;

        //解析參數，計算結果
        preg_match("/(\d+)(\W)(\d+)/", $input, $params);
        if (count($params) === 4) {
            $a = intval($params[1]);
            $b = intval($params[3]);
            $m = $params[2];
        } else {
            continue;
        }

        switch ($m) {
            case '+';
                $result = $a + $b;
                break;
            case '-';
                $result = $a - $b;
                break;
            case '*';
                $result = $a * $b;
                break;
            case '/';
                $result = $a / $b;
                break;
            default:
                $result = $a + $b;
        }

        $output = "output: $result\n";
        echo $output;
        socket_write($client, $output, strlen($output));
    }
}
複製代碼

而後我使用了telnet鏈接服務端進行操做，運行效果以下，一個基於TCP長鏈接的網絡版簡易計算器：

在這個例子，傳參的「協議」稍微有點變化，只是爲了更方便在telnet裏面交互，可是很容易理解。這裏面最關鍵是定義了一個全局變量用來存儲鏈接資源描述符，而後經過select去監聽變化,最後遍歷整個數組，讀取\寫入數據！

總結

經過上面的簡單介紹，但願你們都對PHP Socket編程有一些瞭解和認識，其實做爲Web開發來講，不多會用到裸TCP去鏈接，大部分時候都是使用基於TCP的http協議，只有涉及到一些對響應速度要求很是高的應用，好比說遊戲、實時通訊、物聯網纔會用到，若是真的用到，不妨嘗試一下Workman、Swoole這些成熟的框架！

相關文章
相關標籤/搜索
每日一句
    每一个你不满意的现在，都有一个你没有努力的曾经。
本站公眾號
   歡迎關注本站公眾號,獲取更多信息
聯繫我們 最近搜索 最新文章 沪ICP备13005482号-10 MyBatis教程 SQL 教程 MySQL教程 Java 教程 Thymeleaf 教程 Hibernate教程 Spring教程 Redis教程