本文旨在帮助初学者掌握在PHP中使用WebSocket的关键概念和技术。我们将深入讨论从建立连接、绑定到监听等各方面的操作，并提供易于理解和实践的指导。
一、socket协议的简介
WebSocket是什么，有什么优点
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
HTTP/1.0和HTTP/1.1协议在每次请求-响应周期中都需要建立和关闭连接，这在实时通信场景下效率较低。虽然HTTP/1.1引入了持久连接（keep-alive），但仍然存在着单向通信的限制，服务器无法主动向客户端推送数据，这对于实时通信是不利的。
相比之下，WebSocket协议通过建立一次握手连接后，可以实现持久化连接，并且支持全双工通信。这意味着服务器和客户端之间可以在同一个连接上双向发送数据，服务器可以主动向客户端推送消息，从而实现了实时通信的要求。
通过使用WebSocket，开发者可以建立一个稳定的、低延迟的双向通信通道，适用于需要实时交互和推送消息的应用场景，比如在线聊天、实时数据更新等。
二、介绍client与server之间的socket连接原理
client与server之间的Socket连接原理是建立在TCP/IP协议栈之上的。在介绍Socket连接原理之前，我们先来理解一下Socket的概念：
Socket是应用层与传输层之间的接口，它允许应用程序通过网络进行通信。在TCP/IP协议中，Socket是通过IP地址和端口号来唯一标识的。
下面是client与server之间Socket连接的简要原理：
1. 建立连接（Connection Establishment）：
客户端（client）向服务器（server）发起连接请求。客户端需要知道服务器的IP地址和端口号。
服务器在指定端口上监听（listen）传入的连接请求。
服务器接受连接请求，创建一个新的套接字（socket），用于与客户端通信。
一旦连接建立成功，客户端和服务器之间就可以通过各自的套接字进行数据交换。
2. 数据传输（Data Transfer）：
一旦连接建立，客户端和服务器可以通过各自的套接字发送和接收数据。
数据通过套接字的读取和写入操作进行传输，使用TCP协议确保可靠的数据传输。
3. 关闭连接（Connection Termination）：
当通信结束或者需要关闭连接时，客户端或服务器可以发起关闭连接的请求。
发起关闭连接的一方发送一个终止连接的请求，另一方确认，并且双方的套接字被关闭。
Socket连接的建立和维护是通过TCP协议来实现的，它提供了可靠的、全双工的数据传输通道，使得客户端和服务器能够进行双向通信。在实际应用中，开发者需要使用编程语言提供的Socket API来实现Socket连接，这样就可以在应用程序中创建、管理和控制Socket连接，实现数据的发送和接收。
socket建立连接原理图
三、PHP中建立socket的过程讲解
1、在PHP中，client与server之间建立socket通信，首先在PHP中创建socket并监听端口信息，代码如下：
//传相应的IP与端口进行创建socket操作
function WebSocket($address,$port){
$server = socket_create(AF_INET, SOCK_STREAM, SOL_TCP);
socket_set_option($server, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, 1);//1表示接受所有的数据包
socket_bind($server, $address, $port);
socket_listen($server);
return $server;
}
2、设计一个循环挂起WebSocket通道，进行数据的接收、处理和发送
//对创建的socket循环进行监听，处理数据
function run(){
//死循环，直到socket断开
while(true){
$changes=$this->sockets;
$write=NULL;
$except=NULL;
/*
//这个函数是同时接受多个连接的关键，我的理解它是为了阻塞程序继续往下执行。
socket_select ($sockets, $write = NULL, $except = NULL, NULL);
$sockets可以理解为一个数组，这个数组中存放的是文件描述符。当它有变化（就是有新消息到或者有客户端连接/断开）时，socket_select函数才会返回，继续往下执行。
$write是监听是否有客户端写数据，传入NULL是不关心是否有写变化。
$except是$sockets里面要被排除的元素，传入NULL是”监听”全部。
最后一个参数是超时时间
如果为0：则立即结束
如果为n>1: 则最多在n秒后结束，如遇某一个连接有新动态，则提前返回
如果为null：如遇某一个连接有新动态，则返回
*/
socket_select($changes,$write,$except,NULL);
foreach($changes as $sock){
//如果有新的client连接进来，则
if($sock==$this->master){
//接受一个socket连接
$client=socket_accept($this->master);
//给新连接进来的socket一个唯一的ID
$key=uniqid();
$this->sockets[]=$client; //将新连接进来的socket存进连接池
$this->users[$key]=array(
'socket'=>$client, //记录新连接进来client的socket信息
'shou'=>false //标志该socket资源没有完成握手
);
//否则1.为client断开socket连接，2.client发送信息
}else{
$len=0;
$buffer='';
//读取该socket的信息，注意：第二个参数是引用传参即接收数据，第三个参数是接收数据的长度
do{
$l=socket_recv($sock,$buf,1000,0);
$len+=$l;
$buffer.=$buf;
}while($l==1000);
//根据socket在user池里面查找相应的$k,即健ID
$k=$this->search($sock);
//如果接收的信息长度小于7，则该client的socket为断开连接
if($lensockets和$this->users里面进行删除
$this->send2($k);
continue;
}
//判断该socket是否已经握手
if(!$this->users[$k]['shou']){
//如果没有握手，则进行握手处理
$this->woshou($k,$buffer);
}else{
//走到这里就是该client发送信息了，对接受到的信息进行uncode处理
$buffer = $this->uncode($buffer,$k);
if($buffer==false){
continue;
}
//如果不为空，则进行消息推送操作
$this->send($k,$buffer);
}
}
}
}
}
3、以上服务器端完成的WebSocket的前期工作后，就等着client连接进行，client创建WebSocket很简单，代码如下：
var ws = new WebSocket("ws://IP:端口");
//握手监听函数
ws.onopen=function(){
//状态为1证明握手成功，然后把client自定义的名字发送过去
if(so.readyState==1){
//握手成功后对服务器发送信息
so.send('type=add&ming='+n);
}
}
//错误返回信息函数
ws.onerror = function(){
console.log("error");
};
//监听服务器端推送的消息
ws.onmessage = function (msg){
console.log(msg);
}
//断开WebSocket连接
ws.onclose = function(){
ws = false;
}
四、聊天室实例代码
1、PHP部分
run();
//下面是sock类
class Sock{
public $sockets; //socket的连接池，即client连接进来的socket标志
public $users; //所有client连接进来的信息，包括socket、client名字等
public $master; //socket的resource，即前期初始化socket时返回的socket资源
private $sda=array(); //已接收的数据
private $slen=array(); //数据总长度
private $sjen=array(); //接收数据的长度
private $ar=array(); //加密key
private $n=array();
public function __construct($address, $port){
//创建socket并把保存socket资源在$this->master
$this->master=$this->WebSocket($address, $port);
//创建socket连接池
$this->sockets=array($this->master);
}
//对创建的socket循环进行监听，处理数据
function run(){
//死循环，直到socket断开
while(true){
$changes=$this->sockets;
$write=NULL;
$except=NULL;
/*
//这个函数是同时接受多个连接的关键，我的理解它是为了阻塞程序继续往下执行。
socket_select ($sockets, $write = NULL, $except = NULL, NULL);
$sockets可以理解为一个数组，这个数组中存放的是文件描述符。当它有变化（就是有新消息到或者有客户端连接/断开）时，socket_select函数才会返回，继续往下执行。
$write是监听是否有客户端写数据，传入NULL是不关心是否有写变化。
$except是$sockets里面要被排除的元素，传入NULL是”监听”全部。
最后一个参数是超时时间
如果为0：则立即结束
如果为n>1: 则最多在n秒后结束，如遇某一个连接有新动态，则提前返回
如果为null：如遇某一个连接有新动态，则返回
*/
socket_select($changes,$write,$except,NULL);
foreach($changes as $sock){
//如果有新的client连接进来，则
if($sock==$this->master){
//接受一个socket连接
$client=socket_accept($this->master);
//给新连接进来的socket一个唯一的ID
$key=uniqid();
$this->sockets[]=$client; //将新连接进来的socket存进连接池
$this->users[$key]=array(
'socket'=>$client, //记录新连接进来client的socket信息
'shou'=>false //标志该socket资源没有完成握手
);
//否则1.为client断开socket连接，2.client发送信息
}else{
$len=0;
$buffer='';
//读取该socket的信息，注意：第二个参数是引用传参即接收数据，第三个参数是接收数据的长度
do{
$l=socket_recv($sock,$buf,1000,0);
$len+=$l;
$buffer.=$buf;
}while($l==1000);
//根据socket在user池里面查找相应的$k,即健ID
$k=$this->search($sock);
//如果接收的信息长度小于7，则该client的socket为断开连接
if($lensockets和$this->users里面进行删除
$this->send2($k);
continue;
}
//判断该socket是否已经握手
if(!$this->users[$k]['shou']){
//如果没有握手，则进行握手处理
$this->woshou($k,$buffer);
}else{
//走到这里就是该client发送信息了，对接受到的信息进行uncode处理
$buffer = $this->uncode($buffer,$k);
if($buffer==false){
continue;
}
//如果不为空，则进行消息推送操作
$this->send($k,$buffer);
}
}
}
}
}
//指定关闭$k对应的socket
function close($k){
//断开相应socket
socket_close($this->users[$k]['socket']);
//删除相应的user信息
unset($this->users[$k]);
//重新定义sockets连接池
$this->sockets=array($this->master);
foreach($this->users as $v){
$this->sockets[]=$v['socket'];
}
//输出日志
$this->e("key:$k close");
}
//根据sock在users里面查找相应的$k
function search($sock){
foreach ($this->users as $k=>$v){
if($sock==$v['socket'])
return $k;
}
return false;
}
//传相应的IP与端口进行创建socket操作
function WebSocket($address,$port){
$server = socket_create(AF_INET, SOCK_STREAM, SOL_TCP);
socket_set_option($server, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, 1);//1表示接受所有的数据包
socket_bind($server, $address, $port);
socket_listen($server);
$this->e('Server Started : '.date('Y-m-d H:i:s'));
$this->e('Listening on : '.$address.' port '.$port);
return $server;
}
/*
* 函数说明：对client的请求进行回应，即握手操作
* @$k clien的socket对应的健，即每个用户有唯一$k并对应socket
* @$buffer 接收client请求的所有信息
*/
function woshou($k,$buffer){
//截取Sec-WebSocket-Key的值并加密，其中$key后面的一部分258EAFA5-E914-47DA-95CA-C5AB0DC85B11字符串应该是固定的
$buf = substr($buffer,strpos($buffer,'Sec-WebSocket-Key:')+18);
$key = trim(substr($buf,0,strpos($buf,"rn")));
$new_key = base64_encode(sha1($key."258EAFA5-E914-47DA-95CA-C5AB0DC85B11",true));
//按照协议组合信息进行返回
$new_message = "HTTP/1.1 101 Switching Protocolsrn";
$new_message .= "Upgrade: websocketrn";
$new_message .= "Sec-WebSocket-Version: 13rn";
$new_message .= "Connection: Upgradern";
$new_message .= "Sec-WebSocket-Accept: " . $new_key . "rnrn";
socket_write($this->users[$k]['socket'],$new_message,strlen($new_message));
//对已经握手的client做标志
$this->users[$k]['shou']=true;
return true;
}
//解码函数
function uncode($str,$key){
$mask = array();
$data = '';
$msg = unpack('H*',$str);
$head = substr($msg[1],0,2);
if ($head == '81' && !isset($this->slen[$key])) {
$len=substr($msg[1],2,2);
$len=hexdec($len);//把十六进制的转换为十进制
if(substr($msg[1],2,2)=='fe'){
$len=substr($msg[1],4,4);
$len=hexdec($len);
$msg[1]=substr($msg[1],4);
}else if(substr($msg[1],2,2)=='ff'){
$len=substr($msg[1],4,16);
$len=hexdec($len);
$msg[1]=substr($msg[1],16);
}
$mask[] = hexdec(substr($msg[1],4,2));
$mask[] = hexdec(substr($msg[1],6,2));
$mask[] = hexdec(substr($msg[1],8,2));
$mask[] = hexdec(substr($msg[1],10,2));
$s = 12;
$n=0;
}else if($this->slen[$key] > 0){
$len=$this->slen[$key];
$mask=$this->ar[$key];
$n=$this->n[$key];
$s = 0;
}
$e = strlen($msg[1])-2;
for ($i=$s; $i 255 && $len > $dlen+intval($this->sjen[$key])){
$this->ar[$key]=$mask;
$this->slen[$key]=$len;
$this->sjen[$key]=$dlen+intval($this->sjen[$key]);
$this->sda[$key]=$this->sda[$key].$data;
$this->n[$key]=$n;
return false;
}else{
unset($this->ar[$key],$this->slen[$key],$this->sjen[$key],$this->n[$key]);
$data=$this->sda[$key].$data;
unset($this->sda[$key]);
return $data;
}
}
//与uncode相对
function code($msg){
$frame = array();
$frame[0] = '81';
$len = strlen($msg);
if($len ord_hex($msg);
$data = implode('',$frame);
return pack("H*", $data);
}
function ord_hex($data) {
$msg = '';
$l = strlen($data);
for ($i= 0; $iusers[$k]['name']=$g['ming'];
$ar['type']='add';
$ar['name']=$g['ming'];
$key='all';
}else{
//发送信息行为，其中$g['key']表示面对大家还是个人，是前段传过来的信息
$ar['nrong']=$g['nr'];
$key=$g['key'];
}
//推送信息
$this->send1($k,$ar,$key);
}
//对新加入的client推送已经在线的client
function getusers(){
$ar=array();
foreach($this->users as $k=>$v){
$ar[]=array('code'=>$k,'name'=>$v['name']);
}
return $ar;
}
//$k 发信息人的socketID $key接受人的 socketID ，根据这个socketID可以查找相应的client进行消息推送，即指定client进行发送
function send1($k,$ar,$key='all'){
$ar['code1']=$key;
$ar['code']=$k;
$ar['time']=date('m-d H:i:s');
//对发送信息进行编码处理
$str = $this->code(json_encode($ar));
//面对大家即所有在线者发送信息
if($key=='all'){
$users=$this->users;
//如果是add表示新加的client
if($ar['type']=='add'){
$ar['type']='madd';
$ar['users']=$this->getusers(); //取出所有在线者，用于显示在在线用户列表中
$str1 = $this->code(json_encode($ar)); //单独对新client进行编码处理，数据不一样
//对新client自己单独发送，因为有些数据是不一样的
socket_write($users[$k]['socket'],$str1,strlen($str1));
//上面已经对client自己单独发送的，后面就无需再次发送，故unset
unset($users[$k]);
}
//除了新client外，对其他client进行发送信息。数据量大时，就要考虑延时等问题了
foreach($users as $v){
socket_write($v['socket'],$str,strlen($str));
}
}else{
//单独对个人发送信息，即双方聊天
socket_write($this->users[$k]['socket'],$str,strlen($str));
socket_write($this->users[$key]['socket'],$str,strlen($str));
}
}
//用户退出向所用client推送信息
function send2($k){
$this->close($k);
$ar['type']='rmove';
$ar['nrong']=$k;
$this->send1(false,$ar,'all');
}
//记录日志
function e($str){
//$path=dirname(__FILE__).'/log.txt';
$str=$str."n";
//error_log($str,3,$path);
//编码处理
echo iconv('utf-8','gbk//IGNORE',$str);
}
}
?>
2、client部分
HTML5 websocket 网页聊天室 javascript php body,p{margin:0px; padding:0px; font-size:14px; color:#333; font-family:Arial, Helvetica, sans-serif;} #ltian,.rin{width:98%; margin:5px auto;} #ltian{border:1px #ccc solid;overflow-y:auto; overflow-x:hidden; position:relative;} #ct{margin-right:111px; height:100%;overflow-y:auto;overflow-x: hidden;} #us{width:110px; overflow-y:auto; overflow-x:hidden; float:right; border-left:1px #ccc solid; height:100%; background-color:#F1F1F1;} #us p{padding:3px 5px; color:#08C; line-height:20px; height:20px; cursor:pointer; overflow:hidden; white-space:nowrap; text-overflow:ellipsis;} #us p:hover,#us p:active,#us p.ck{background-color:#069; color:#FFF;} #us p.my:hover,#us p.my:active,#us p.my{color:#333;background-color:transparent;} button{float:right; width:80px; height:35px; font-size:18px;} input{width:100%; height:30px; padding:2px; line-height:20px; outline:none; border:solid 1px #CCC;} .rin p{margin-right:160px;} .rin span{float:right; padding:6px 5px 0px 5px; position:relative;} .rin span img{margin:0px 3px; cursor:pointer;} .rin span form{position:absolute; width:25px; height:25px; overflow:hidden; opacity:0; top:5px; right:5px;} .rin span input{width:180px; height:25px; margin-left:-160px; cursor:pointer} #ct p{padding:5px; line-height:20px;} #ct a{color:#069; cursor:pointer;} #ct span{color:#999; margin-right:10px;} .c2{color:#999;} .c3{background-color:#DBE9EC; padding:5px;} .qp{position:absolute; font-size:12px; color:#666; top:5px; right:130px; text-decoration:none; color:#069;} #ems{position:absolute; z-index:5; display:none; top:0px; left:0px; max-width:230px; background-color:#F1F1F1; border:solid 1px #CCC; padding:5px;} #ems img{width:44px; height:44px; border:solid 1px #FFF; cursor:pointer;} #ems img:hover,#ems img:active{border-color:#A4B7E3;} #ems a{color:#069; border-radius:2px; display:inline-block; margin:2px 5px; padding:1px 8px; text-decoration:none; background-color:#D5DFFD;} #ems a:hover,#ems a:active,#ems a.ck{color:#FFF; background-color:#069;} .tc{text-align:center; margin-top:5px;}
if(typeof(WebSocket)=='undefined'){ alert('你的浏览器不支持 WebSocket ，推荐使用Google Chrome 或者 Mozilla Firefox'); } (function(){ var key='all',mkey; var users={}; var url='ws://127.0.0.1:8000'; var so=false,n=false; var lus=A.$('us'),lct=A.$('ct'); function st(){ n=prompt('请给自己取一个响亮的名字：'); n=n.substr(0,16); if(!n){ return ; } //创建socket，注意URL的格式：ws://ip:端口 so=new WebSocket(url); //握手监听函数 so.onopen=function(){ //状态为1证明握手成功，然后把client自定义的名字发送过去 if(so.readyState==1){ so.send('type=add&ming='+n); } } //握手失败或者其他原因连接socket失败，则清除so对象并做相应提示操作 so.onclose=function(){ so=false; lct.appendChild(A.$$('退出聊天室')); } //数据接收监听，接收服务器推送过来的信息，返回的数据给msg，然后进行显示 so.onmessage=function(msg){ eval('var da='+msg.data); var obj=false,c=false; if(da.type=='add'){ var obj=A.$$('
'+da.name+''); lus.appendChild(obj); cuser(obj,da.code); obj=A.$$('
['+da.time+']欢迎'+da.name+'加入'); c=da.code; }else if(da.type=='madd'){ mkey=da.code; da.users.unshift({'code':'all','name':'大家'}); for(var i=0;i<da.users.length;i++){ var obj=A.$$('
'+da.users[i].name+''); lus.appendChild(obj); if(mkey!=da.users[i].code){ cuser(obj,da.users[i].code); }else{ obj.className='my'; document.title=da.users[i].name; } } obj=A.$$('
['+da.time+']欢迎'+da.name+'加入'); users.all.className='ck'; } if(obj==false){ if(da.type=='rmove'){ var obj=A.$$('
['+da.time+']'+users[da.nrong].innerHTML+'退出聊天室'); lct.appendChild(obj); users[da.nrong].del(); delete users[da.nrong]; }else{ da.nrong=da.nrong.replace(/{\(d+)}/g,function(a,b){ return '
'; }).replace(/^data:image/png;base64,.{50,}$/i,function(a){ return '
'; }); //da.code 发信息人的code if(da.code1==mkey){ obj=A.$$('
['+da.time+']'+users[da.code].innerHTML+'对我说：'+da.nrong+''); c=da.code; }else if(da.code==mkey){ if(da.code1!='all') obj=A.$$('
['+da.time+']我对'+users[da.code1].innerHTML+'说：'+da.nrong+''); else obj=A.$$('
['+da.time+']我对'+users[da.code1].innerHTML+'说：'+da.nrong+''); c=da.code1; }else if(da.code==false){ obj=A.$$('
['+da.time+']'+da.nrong+''); }else if(da.code1){ obj=A.$$('
['+da.time+']'+users[da.code].innerHTML+'对'+users[da.code1].innerHTML+'说：'+da.nrong+''); c=da.code; } } } if(c){ obj.children[1].onclick=function(){ users.onclick(); } } lct.appendChild(obj); lct.scrollTop=Math.max(0,lct.scrollHeight-lct.offsetHeight); } } A.$('sd').onclick=function(){ if(!so){ return st(); } var da=A.$('nrong').value.trim(); if(da==''){ alert('内容不能为空'); return false; } A.$('nrong').value=''; so.send('nr='+esc(da)+'&key='+key); } A.$('nrong').onkeydown=function(e){ var e=e||event; if(e.keyCode==13){ A.$('sd').onclick(); } } function esc(da){ da=da.replace(/,'/g,'>').replace(/"/g,'"'); return encodeURIComponent(da); } function cuser(t,code){ users=t; t.onclick=function(){ t.parentNode.children.rcss('ck',''); t.rcss('','ck'); key=code; } } A.$('ltian').style.height=(document.documentElement.clientHeight - 70)+'px'; st(); var bq=A.$('imgbq'),ems=A.$('ems'); var l=80,r=4,c=5,s=0,p=Math.ceil(l/(r*c)); var pt='sk/'; bq.onclick=function(e){ var e=e||event; if(!so){ return st(); } ems.style.display='block'; document.onclick=function(){ gb(); } ct(); try{e.stopPropagation();}catch(o){} } for(var i=0;i<p;i++){ var a=A.$$(''+(i+1)+''); ems.children[1].appendChild(a); ef(a,i); } ems.children[1].children[0].className='ck'; function ct(){ var wz=bq.weiz(); with(ems.style){ top=wz.y-242+'px'; left=wz.x+bq.offsetWidth-235+'px'; } } function ef(t,i){ t.onclick=function(e){ var e=e||event; s=i*r*c; ems.children[0].innerHTML=''; hh(); this.parentNode.children.rcss('ck',''); this.rcss('','ck'); try{e.stopPropagation();}catch(o){} } } function hh(){ var z=Math.min(l,s+r*c); for(var i=s;i<z;i++){ var a=A.$$('
'); hh1(a,i); ems.children[0].appendChild(a); } ct(); } function hh1(t,i){ t.onclick=function(e){ var e=e||event; A.$('nrong').value+='{\'+i+'}'; if(!e.ctrlKey){ gb(); } try{e.stopPropagation();}catch(o){} } } function gb(){ ems.style.display=''; A.$('nrong').focus(); document.onclick=''; } hh(); A.on(window,'resize',function(){ A.$('ltian').style.height=(document.documentElement.clientHeight - 70)+'px'; ct(); }) var fimg=A.$('upimg'); var img=new Image(); var dw=400,dh=300; A.on(fimg,'change',function(ev){ if(!so){ st(); return false; } if(key=='all'){ alert('由于资源限制 发图只能私聊'); return false; } var f=ev.target.files[0]; if(f.type.match('image.*')){ var r = new FileReader(); r.onload = function(e){ img.setAttribute('src',e.target.result); }; r.readAsDataURL(f); } }); img.onload=function(){ ih=img.height,iw=img.width; if(iw/ih > dw/dh && iw > dw){ ih=ih/iw*dw; iw=dw; }else if(ih > dh){ iw=iw/ih*dh; ih=dh; } var rc = A.$$('canvas'); var ct = rc.getContext('2d'); rc.width=iw; rc.height=ih; ct.drawImage(img,0,0,iw,ih); var da=rc.toDataURL(); so.send('nr='+esc(da)+'&key='+key); } })();
到此这篇关于PHP WebSocket的技术解析与使用指南详解的文章就介绍到这了,更多相关PHP WebSocket内容请搜索IT俱乐部以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持IT俱乐部！
