当前位置:首页 > PHP教程 > php高级应用 > 列表

PHP 实现 WebSocket 协议原理与应用详解

发布:smiling 来源: PHP粉丝网  添加日期:2022-03-01 09:18:37 浏览: 评论:0 

这篇文章主要介绍了PHP 实现 WebSocket 协议,结合具体实例形式较为详细的分析了websocket协议原理、以及PHP具体应用相关操作技巧,需要的朋友可以参考下。

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

  1. <!doctype html> 
  2. <html lang="en"
  3.  <head> 
  4.  <meta charset="UTF-8"
  5.  <meta name="viewport" content="width=device-width,initial-scale=1, maximum-scale=1, user-scalable=no"
  6.  <title>websocket</title> 
  7.  </head> 
  8.  <body> 
  9.  <input id="text" value=""
  10.  <input type="submit" value="send" onclick="start()"
  11.  <input type="submit" value="close" onclick="close()"
  12. <div id="msg"></div> 
  13.  <script> 
  14.  /** 
  15.  0:未连接 
  16.  
  17. 1:连接成功,可通讯 
  18.  
  19. 2:正在关闭 
  20.  
  21. 3:连接已关闭或无法打开 
  22. */ 
  23.  
  24.  //创建一个webSocket 实例 
  25.  var webSocket = new WebSocket("ws://127.0.0.1:8083"); 
  26.  
  27.  
  28.  webSocket.onerror = function (event){ 
  29.   onError(event); 
  30.  }; 
  31.  
  32.  // 打开websocket 
  33.  webSocket.onopen = function (event){ 
  34.   onOpen(event); 
  35.  }; 
  36.  
  37.  //监听消息 
  38.  webSocket.onmessage = function (event){ 
  39.   onMessage(event); 
  40.  }; 
  41.  
  42.  
  43.  webSocket.onclose = function (event){ 
  44.   onClose(event); 
  45.  } 
  46.  
  47.  //关闭监听websocket 
  48.  function onError(event){ 
  49.   document.getElementById("msg").innerHTML = "<p>close</p>"
  50.   console.log("error"+event.data); 
  51.  }; 
  52.  
  53.  function onOpen(event){ 
  54.   console.log("open:"+sockState()); 
  55.   document.getElementById("msg").innerHTML = "<p>Connect to Service</p>"
  56.  }; 
  57.  function onMessage(event){ 
  58.   console.log("onMessage"); 
  59.   document.getElementById("msg").innerHTML += "<p>response:"+event.data+"</p>" 
  60.  }; 
  61.  
  62.  function onClose(event){ 
  63.   document.getElementById("msg").innerHTML = "<p>close</p>"
  64.   console.log("close:"+sockState()); 
  65.   webSocket.close(); 
  66.  } 
  67.  
  68.  function sockState(){ 
  69.   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']; 
  70.    return status[webSocket.readyState]; 
  71.  } 
  72.  
  73.  
  74.  
  75.  function start(event){ 
  76.   console.log(webSocket); 
  77.   var msg = document.getElementById('text').value; 
  78.   document.getElementById('text').value = ''
  79.   console.log("send:"+sockState()); 
  80.   console.log("msg="+msg); 
  81.   webSocket.send("msg="+msg); 
  82.   document.getElementById("msg").innerHTML += "<p>request"+msg+"</p>" 
  83.  }; 
  84.  
  85.  function close(event){ 
  86.   webSocket.close(); 
  87.  } 
  88.  </script> 
  89.  </body> 
  90. </html> 

服务端代码 server.php

  1. <?php 
  2. /** 
  3.  * Created by xwx 
  4.  * Date: 2017/10/18 
  5.  * Time: 14:33 
  6.  */ 
  7.  
  8. class SocketService 
  9.  private $address = '0.0.0.0'
  10.  private $port = 8083; 
  11.  private $_sockets
  12.  public function __construct($address = ''$port=''
  13.  { 
  14.    if(!emptyempty($address)){ 
  15.     $this->address = $address
  16.    } 
  17.    if(!emptyempty($port)) { 
  18.     $this->port = $port
  19.    } 
  20.  } 
  21.  
  22.  public function service(){ 
  23.   //获取tcp协议号码。 
  24.   $tcp = getprotobyname("tcp"); 
  25.   $sock = socket_create(AF_INET, SOCK_STREAM, $tcp); 
  26.   socket_set_option($sock, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, 1); 
  27.   if($sock < 0) 
  28.   { 
  29.    throw new Exception("failed to create socket: ".socket_strerror($sock)."\n"); 
  30.   } 
  31.   socket_bind($sock$this->address, $this->port); 
  32.   socket_listen($sock$this->port); 
  33.   echo "listen on $this->address $this->port ... \n"
  34.   $this->_sockets = $sock
  35.  } 
  36.  
  37.  public function run(){ 
  38.   $this->service(); 
  39.   $clients[] = $this->_sockets; 
  40.   while (true){ 
  41.    $changes = $clients
  42.    $write = NULL; 
  43.    $except = NULL; 
  44.    socket_select($changes$write$except, NULL); 
  45.    foreach ($changes as $key => $_sock){ 
  46.     if($this->_sockets == $_sock){ //判断是不是新接入的socket 
  47.      if(($newClient = socket_accept($_sock)) === false){ 
  48.       die('failed to accept socket: '.socket_strerror($_sock)."\n"); 
  49.      } 
  50.      $line = trim(socket_read($newClient, 1024)); 
  51.      $this->handshaking($newClient$line); 
  52.      //获取client ip 
  53.      socket_getpeername ($newClient$ip); 
  54.      $clients[$ip] = $newClient
  55.      echo "Client ip:{$ip} \n"
  56.      echo "Client msg:{$line} \n"
  57.     } else { 
  58.      socket_recv($_sock$buffer, 2048, 0); 
  59.      $msg = $this->message($buffer); 
  60.      //在这里业务代码 
  61.      echo "{$key} clinet msg:",$msg,"\n"
  62.      fwrite(STDOUT, 'Please input a argument:'); 
  63.      $response = trim(fgets(STDIN)); 
  64.      $this->send($_sock$response); 
  65.      echo "{$key} response to Client:".$response,"\n"
  66.     } 
  67.    } 
  68.   } 
  69.  } 
  70.  
  71.  /** 
  72.   * 握手处理 
  73.   * @param $newClient socket 
  74.   * @return int 接收到的信息 
  75.   */ 
  76.  public function handshaking($newClient$line){ 
  77.  
  78.   $headers = array(); 
  79.   $lines = preg_split("/\r\n/"$line); 
  80.   foreach($lines as $line
  81.   { 
  82.    $line = chop($line); 
  83.    if(preg_match('/\A(\S+): (.*)\z/'$line$matches)) 
  84.    { 
  85.     $headers[$matches[1]] = $matches[2]; 
  86.    } 
  87.   } 
  88.   $secKey = $headers['Sec-WebSocket-Key']; 
  89.   $secAccept = base64_encode(pack('H*', sha1($secKey . '258EAFA5-E914-47DA-95CA-C5AB0DC85B11'))); 
  90.   $upgrade = "HTTP/1.1 101 Web Socket Protocol Handshake\r\n" . 
  91.    "Upgrade: websocket\r\n" . 
  92.    "Connection: Upgrade\r\n" . 
  93.    "WebSocket-Origin: $this->address\r\n" . 
  94.    "WebSocket-Location: ws://$this->address:$this->port/websocket/websocket\r\n"
  95.    "Sec-WebSocket-Accept:$secAccept\r\n\r\n"
  96.   return socket_write($newClient$upgradestrlen($upgrade)); 
  97.  } 
  98.  
  99.  /** 
  100.   * 解析接收数据 
  101.   * @param $buffer 
  102.   * @return null|string 
  103.   */ 
  104.  public function message($buffer){ 
  105.   $len = $masks = $data = $decoded = null; 
  106.   $len = ord($buffer[1]) & 127; 
  107.   if ($len === 126) { 
  108.    $masks = substr($buffer, 4, 4); 
  109.    $data = substr($buffer, 8); 
  110.   } else if ($len === 127) { 
  111.    $masks = substr($buffer, 10, 4); 
  112.    $data = substr($buffer, 14); 
  113.   } else { 
  114.    $masks = substr($buffer, 2, 4); 
  115.    $data = substr($buffer, 6); 
  116.   } 
  117.   for ($index = 0; $index < strlen($data); $index++) { 
  118.    $decoded .= $data[$index] ^ $masks[$index % 4]; 
  119.   } 
  120.   return $decoded
  121.  } 
  122.  
  123.  /** 
  124.   * 发送数据 
  125.   * @param $newClinet 新接入的socket 
  126.   * @param $msg 要发送的数据 
  127.   * @return int|string 
  128.   */ 
  129.  public function send($newClinet$msg){ 
  130.   $msg = $this->frame($msg); 
  131.   socket_write($newClinet$msgstrlen($msg)); 
  132.  } 
  133.  
  134.  public function frame($s) { 
  135.   $a = str_split($s, 125); 
  136.   if (count($a) == 1) { 
  137.    return "\x81" . chr(strlen($a[0])) . $a[0]; 
  138.   } 
  139.   $ns = ""
  140.   foreach ($a as $o) { 
  141.    $ns .= "\x81" . chr(strlen($o)) . $o
  142.   } 
  143.   return $ns
  144.  } 
  145.  
  146.  /** 
  147.   * 关闭socket 
  148.   */ 
  149.  public function close(){ 
  150.   return socket_close($this->_sockets); 
  151.  } 
  152.  
  153. $sock = new SocketService(); 
  154. $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。

WebSocket

现在急需的需求是能支持客户端和服务器端的双向通信,而且协议的头部又没有HTTP的Header那么大,于是,Websocket就诞生了!流量消耗方面,相同的每秒客户端轮询的次数,当次数高达数万每秒的高频率次数的时候,WebSocket消耗流量仅为轮询的几百分之一。

Tags: WebSocket协议 PHP协议原理

分享到: