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PHP实现WebSocket教程

WebSocket 是什么?

摘抄网上的一些解释:

WebSocket 协议是基于 TCP 的一种新的网络协议。它实现了浏览器与服务器全双工(full-duplex)通信——允许服务器主动发送信息给客户端。

WebSocket 通信协议于2011年被 IETF 定为标准 RFC 6455,并被 RFC7936 所补充规范。

—— 百度百科

WebSocket 是一个持久化的协议,这是相对于 http 非持久化来说的。

举个简单的例子,http1.0 的生命周期是以 request 作为界定的,也就是一个 request,一个 response,对于 http 来说,本次 client 与 server 的会话到此结束;而在 http1.1 中,稍微有所改进,即添加了 keep-alive,也就是在一个 http 连接中可以进行多个 request 请求和多个 response 接受操作。然而在实时通信中,并没有多大的作用,http 只能由 client 发起请求,server 才能返回信息,即 server 不能主动向 client 推送信息,无法满足实时通信的要求。而 WebSocket 可以进行持久化连接,即 client 只需进行一次握手,成功后即可持续进行数据通信,值得关注的是 WebSocket 实现 client 与 server 之间全双工通信,即 server 端有数据更新时可以主动推送给 client 端。

上图是一个演示client和server之间建立WebSocket连接时握手部分

client 建立 WebSocket 时向服务器端请求的信息

GET /chat HTTP/1.1 
Host: server.example.com 
Upgrade: websocket //告诉服务器现在发送的是WebSocket协议
Connection: Upgrade 
Sec-WebSocket-Key: x3JJHMbDL1EzLkh9GBhXDw== //是一个Base64 encode的值,这个是浏览器随机生成的,用于验证服务器端返回数据是否是WebSocket助理
Sec-WebSocket-Protocol: chat, superchat 
Sec-WebSocket-Version: 13 
Origin: http://example.com

服务器获取到 client 请求的信息后,根据 WebSocket 协议对数据进行处理并返回,其中要对 Sec-WebSocket-Key 进行加密等操作

HTTP/1.1 101 Switching Protocols 
  Upgrade: websocket //依然是固定的,告诉客户端即将升级的是Websocket协议,而不是mozillasocket,lurnarsocket或者shitsocket
  Connection: Upgrade 
  Sec-WebSocket-Accept: HSmrc0sMlYUkAGmm5OPpG2HaGWk= //这个则是经过服务器确认,并且加密过后的 Sec-WebSocket-Key,也就是client要求建立WebSocket验证的凭证
  Sec-WebSocket-Protocol: chat

PHP 服务端

<?phpif(($socket = socket_create(AF_INET,SOCK_STREAM,SOL_TCP)) < 0) {
echo "socket_create() 失败的原因是:".socket_strerror($sock)."\n";
}
if(($ret = socket_bind($socket,'127.0.0.1','9090')) < 0) {
echo "socket_bind() 失败的原因是:".socket_strerror($ret)."\n";
}
if(($ret = socket_listen($socket,3)) < 0) {
echo "socket_listen() 失败的原因是:".socket_strerror($ret)."\n";
}$all_sockets = [$socket];// socket 集合do {
$copy_sockets = $all_sockets; // 单独拷贝一份// 因为客户端是长连接,如果客户端非正常断开,服务端会在 socket_accept 阻塞,现在使用 select 非阻塞模式 socket
if(socket_select($copy_sockets, $write, $except, 0) === false)
exit('sosket_select error!');// 接收第一次 socket 连入,连入后移除服务端 socket
if(in_array($socket, $copy_sockets)) {
$client = socket_accept($socket);
if($client) {
$buf = socket_read($client, 1024);
echo $buf;// 匹配 Sec-Websocket-Key 标识
if (preg_match("/Sec-WebSocket-Key: (.*)\r\n/i",$buf,$match)) {
// 需要将 Sec-WebSocket-Key 值累加字符串,并依次进行 SHA-1 加密和 base64 加密
$key = base64_encode(sha1($match[1] . '258EAFA5-E914-47DA-95CA-C5AB0DC85B11',true));
// 拼凑响应内容
$res= "HTTP/1.1 101 Switching Protocol".PHP_EOL
."Upgrade: WebSocket".PHP_EOL
."Connection: Upgrade".PHP_EOL
."WebSocket-Location: ws://127.0.0.1:9090".PHP_EOL
."Sec-WebSocket-Accept: " . $key .PHP_EOL.PHP_EOL;// 注意这里,需要两个换行
// 向客户端应答 Sec-WebSocket-Accept
socket_write($client, $res, strlen($res));
// 向客户端发送消息
socket_write($client, buildMsg('socket ok'), 1024);// 加入客户端 socket
$all_sockets[] = $client;
}
// 移除服务端 socket
$key = array_search($socket, $copy_sockets);
unset($copy_sockets[$key]);// socket_close($client);
}
}// 循环所有客户端 sockets
foreach ($copy_sockets as $s) {
// 获取客户端发给服务端的内容
$buf = socket_read($s, 8024);
echo strlen($buf).'---'.PHP_EOL;
// 代表客户端主动关闭
if(strlen($buf) < 9) {
$key = array_search($s, $all_sockets);
unset($all_sockets[$key]);
socket_close($s);
continue;
}
// 输出
echo getMsg($buf).PHP_EOL;
}}while(true);
socket_close($socket);// 编码服务端向客户端发送的内容
function buildMsg($msg) {
$frame = [];
$frame[0] = '81';
$len = strlen($msg);
if ($len < 126) {
$frame[1] = $len < 16 ? '0' . dechex($len) : dechex($len);
} else if ($len < 65025) {
$s = dechex($len);
$frame[1] = '7e' . str_repeat('0', 4 - strlen($s)) . $s;
} else {
$s = dechex($len);
$frame[1] = '7f' . str_repeat('0', 16 - strlen($s)) . $s;
}
$data = '';
$l = strlen($msg);
for ($i = 0; $i < $l; $i++) {
$data .= dechex(ord($msg{$i}));
}
$frame[2] = $data;
$data = implode('', $frame);
return pack("H*", $data);
}// 解析客户端向服务端发送的内容
function getMsg($buffer) {
$res = '';
$len = ord($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++) {
$res .= $data[$index] ^ $masks[$index % 4];
}
return $res;
}

客户端

<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
<meta charset="UTF-8">
<title>Title</title>
<script>
// 创建一个Socket实例
var socket = new WebSocket('ws://localhost:9090');// 打开Socket
socket.onopen = function(event) {
// 发送一个初始化消息
socket.send("init msg");};
socket.onmessage = function(event) {
console.log('收到消息',event);};// 监听Socket的关闭
socket.onclose = function(event) {
console.log('关闭监听',event);
};functionsend()
{
socket.send("client msg");
}
</script>
</head>
<body>
<button onclick="send()">发送消息</button>
</body>
</html>

运行测试:

Client

Server

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