PHP 實(shí)現(xiàn) WebSocket 協(xié)議原理與應(yīng)用詳解
本文實(shí)例講述了PHP 實(shí)現(xiàn) WebSocket 協(xié)議原理與應(yīng)用。分享給大家供大家參考，具體如下：
下面會(huì)講解一下什么是 WebSocket，以及使用 PHP 實(shí)現(xiàn) WebSocket。
- WebSocket 是什么？
- PHP 實(shí)例
- 應(yīng)用場(chǎng)景
一、WebSocket 是什么
WebSocket 是一種網(wǎng)絡(luò)傳輸協(xié)議，可在單個(gè) TCP 連接上進(jìn)行全雙工通信，位于 OSI 模型的應(yīng)用層。WebSocket 使得客戶端和服務(wù)器之間的數(shù)據(jù)交換變得更加簡(jiǎn)單，允許服務(wù)端主動(dòng)向客戶端推送數(shù)據(jù)。
在 WebSocket API 中，瀏覽器和服務(wù)器只需要完成一次握手，兩者之間就可以創(chuàng)建持久性的連接，并進(jìn)行雙向數(shù)據(jù)傳輸。
特點(diǎn)：網(wǎng)絡(luò)協(xié)議；雙向數(shù)據(jù)傳輸；允許服務(wù)端主動(dòng)向客戶端推送數(shù)據(jù)；
二、PHP 實(shí)例
客戶端代碼 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：未連接
1：連接成功，可通訊
2：正在關(guān)閉
3：連接已關(guān)閉或無(wú)法打開
*/
//創(chuàng)建一個(gè)webSocket 實(shí)例
var webSocket = new WebSocket("ws://127.0.0.1:8083");
webSocket.onerror = function (event){
onError(event);
};
// 打開websocket
webSocket.onopen = function (event){
onOpen(event);
};
//監(jiān)聽消息
webSocket.onmessage = function (event){
onMessage(event);
};
webSocket.onclose = function (event){
onClose(event);
}
//關(guān)閉監(jiān)聽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 = ['未連接','連接成功，可通訊','正在關(guān)閉','連接已關(guān)閉或無(wú)法打開'];
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>
服務(wù)端代碼 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(){
//獲取tcp協(xié)議號(hào)碼。
$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 == $_sock){ //判斷是不是新接入的socket
if(($newClient = socket_accept($_sock)) === false){
die('failed to accept socket: '.socket_strerror($_sock)."\n");
}
$line = trim(socket_read($newClient, 1024));
$this->handshaking($newClient, $line);
//獲取client ip
socket_getpeername ($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);
//在這里業(yè)務(wù)代碼
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";
}
}
}
}
/**
* 握手處理
* @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));
}
/**
* 解析接收數(shù)據(jù)
* @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;
}
/**
* 發(fā)送數(shù)據(jù)
* @param $newClinet 新接入的socket
* @param $msg 要發(fā)送的數(shù)據(jù)
* @return int|string
*/
public function send($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 $ns;
}
/**
* 關(guān)閉socket
*/
public function close(){
return socket_close($this->_sockets);
}
}
$sock = new SocketService();
$sock->run();
先使用命令行運(yùn)行 server.php，然后在瀏覽器打開 index.html 即可運(yùn)行
三、應(yīng)用場(chǎng)景
- 聊天室
- 實(shí)時(shí)推送
- 彈幕
- 多玩家游戲
- 協(xié)同編輯
- 股票基金實(shí)時(shí)報(bào)價(jià)
- 體育實(shí)況更新
- 視頻會(huì)議/聊天
- 基于位置的應(yīng)用
- 在線教育
- 智能家居等需要高實(shí)時(shí)的場(chǎng)景
由輪詢到WebSocket
輪詢
客戶端和服務(wù)器之間會(huì)一直進(jìn)行連接，每隔一段時(shí)間就詢問(wèn)一次?？蛻舳藭?huì)輪詢，有沒(méi)有新消息。這種方式連接數(shù)會(huì)很多，一個(gè)接受，一個(gè)發(fā)送。而且每次發(fā)送請(qǐng)求都會(huì)有Http的Header，會(huì)很耗流量，也會(huì)消耗CPU的利用率。
長(zhǎng)輪詢
長(zhǎng)輪詢是對(duì)輪詢的改進(jìn)版，客戶端發(fā)送HTTP給服務(wù)器之后，有沒(méi)有新消息，如果沒(méi)有新消息，就一直等待。當(dāng)有新消息的時(shí)候，才會(huì)返回給客戶端。在某種程度上減小了網(wǎng)絡(luò)帶寬和CPU利用率等問(wèn)題。但是這種方式還是有一種弊端：例如假設(shè)服務(wù)器端的數(shù)據(jù)更新速度很快，服務(wù)器在傳送一個(gè)數(shù)據(jù)包給客戶端后必須等待客戶端的下一個(gè)Get請(qǐng)求到來(lái)，才能傳遞第二個(gè)更新的數(shù)據(jù)包給客戶端，那么這樣的話，客戶端顯示實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)最快的時(shí)間為2×RTT（往返時(shí)間），而且如果在網(wǎng)絡(luò)擁塞的情況下，這個(gè)時(shí)間用戶是不能接受的，比如在股市的的報(bào)價(jià)上。另外，由于http數(shù)據(jù)包的頭部數(shù)據(jù)量往往很大（通常有400多個(gè)字節(jié)），但是真正被服務(wù)器需要的數(shù)據(jù)卻很少（有時(shí)只有10個(gè)字節(jié)左右），這樣的數(shù)據(jù)包在網(wǎng)絡(luò)上周期性的傳輸，難免對(duì)網(wǎng)絡(luò)帶寬是一種浪費(fèi)。
WebSocket
現(xiàn)在急需的需求是能支持客戶端和服務(wù)器端的雙向通信，而且協(xié)議的頭部又沒(méi)有HTTP的Header那么大，于是，Websocket就誕生了！流量消耗方面，相同的每秒客戶端輪詢的次數(shù)，當(dāng)次數(shù)高達(dá)數(shù)萬(wàn)每秒的高頻率次數(shù)的時(shí)候，WebSocket消耗流量?jī)H為輪詢的幾百分之一。
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