PHP实现WebSocket实例详解

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 = $all_sockets;   // 单独拷贝一份// 因为客户端是长连接，如果客户端非正常断开，服务端会在 socket_accept 阻塞，现在使用 select 非阻塞模式 socketif(socket_select($copy_sockets, $write, $except, 0) === false)exit(\'sosket_select error!\');// 接收第一次 socket 连入，连入后移除服务端 socketif(in_array($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: \" . $key .PHP_EOL.PHP_EOL;  // 注意这里，需要两个换行// 向客户端应答 Sec-WebSocket-Acceptsocket_write($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 socketsforeach ($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Socketsocket.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);};function  send(){socket.send(\"client msg\");}</script></head><body><button onclick=\"send()\">发送消息</button></body></html>

运行测试：

Client