PHP 实现 WebSocket 协议原理与应用详解_PHP教程

本文实例讲述了PHP 实现 WebSocket 协议原理与应用。分享给大家供大家参考，具体如下：

下面会讲解一下什么是 WebSocket，以及使用 PHP 实现 WebSocket。

WebSocket 是什么？
PHP 实例
应用场景

一、WebSocket 是什么

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；

二、PHP 实例

客户端代码 index.html

				?

									<!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 = new WebSocket("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 = "<p>close</p>";

									  console.log("error"+event.data);

									 };

									 function onOpen(event){

									  console.log("open:"+sockState());

									  document.getElementById("msg").innerHTML = "<p>Connect to Service</p>";

									 };

									 function onMessage(event){

									  console.log("onMessage");

									  document.getElementById("msg").innerHTML += "<p>response:"+event.data+"</p>"

									 };

									 function onClose(event){

									  document.getElementById("msg").innerHTML = "<p>close</p>";

									  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[webSocket.readyState];

									 }

									 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 += "<p>request"+msg+"</p>"

									 };

									 function close(event){

									  webSocket.close();

									 }

									 </script>

									 </body>

									</html>

服务端代码 server.php

				?

									<?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();

先使用命令行运行 server.php，然后在浏览器打开 index.html 即可运行

三、应用场景

聊天室
实时推送
弹幕
多玩家游戏
协同编辑
股票基金实时报价
体育实况更新
视频会议/聊天
基于位置的应用
在线教育
智能家居等需要高实时的场景

由轮询到WebSocket

轮询

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。

长轮询

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。