最近做了一个活动是手机摇一摇抽奖。主要技术使用到了workerman,先简单的说一下workerman。然后在说websoket。
workerman是一个高性能的PHP socket 服务器框架,workerman基于PHP多进程以及libevent事件轮询库,PHP开发者只要实现一两个接口,便可以开发出自己的网络应用,例如Rpc服务、聊天室服务器、手机游戏服务器等。
workerman的目标是让PHP开发者更容易的开发出基于socket的高性能的应用服务,而不用去了解PHP socket以及PHP多进程细节。 workerman本身是一个PHP多进程服务器框架,具有PHP进程管理以及socket通信的模块,所以不依赖php-fpm、nginx或者apache等这些容器便可以独立运行
WebSocket是什么
WebSocket一种在单个 TCP 连接上进行全双工通讯的协议。WebSocket通信协议于2011年被IETF定为标准RFC 6455,并被RFC7936所补充规范,WebSocketAPI被W3C定为标准。 WebSocket 是独立的、创建在 TCP 上的协议,和 HTTP 的唯一关联是使用 HTTP 协议的101状态码进行协议切换,使用的 TCP 端口是80,可以用于绕过大多数防火墙的限制。 WebSocket 使得客户端和服务器之间的数据交换变得更加简单,允许服务端直接向客户端推送数据而不需要客户端进行请求,在 WebSocket API 中,浏览器和服务器只需要完成一次握手,两者之间就直接可以创建持久性的连接,并允许数据进行双向传送。 目前常见的浏览器如 Chrome、IE、Firefox、Safari、Opera 等都支持 WebSocket,同时需要服务端程序支持 WebSocket
WebSocket技术背景
现在,很多网站为了实现推送技术,所用的技术都是轮询。轮询是在特定的的时间间隔(如每1秒),由浏览器对服务器发出HTTP request,然后由服务器返回最新的数据给客户端的浏览器。这种传统的模式带来很明显的缺点,即浏览器需要不断的向服务器发出请求,然而HTTP request的header是非常长的,里面包含的数据可能只是一个很小的值,这样会占用很多的带宽和服务器资源。
长链接
HTTP持久连接(HTTP persistent connection,也称作HTTP keep-alive或HTTP connection reuse)是使用同一个TCP连接来发送和接收多个HTTP请求/应答,而不是为每一个新的请求/应答打开新的连接的方法。
在 HTTP 1.0 中, 没有官方的 keepalive 的操作。通常是在现有协议上添加一个指数。如果浏览器支持 keep-alive,它会在请求的包头中添加: Connection: Keep-Alive 然后当服务器收到请求,作出回应的时候,它也添加一个头在响应中: Connection: Keep-Alive
图2 请求响应 Connection: Keep-Alive参数
这样做,连接就不会中断,而是保持连接。当客户端发送另一个请求时,它会使用同一个连接。这一直继续到客户端或服务器端认为会话已经结束,其中一方中断连接。
在 HTTP 1.1 中 所有的连接默认都是持续连接,除非特殊声明不支持。HTTP 持久连接不使用独立的 keepalive 信息,而是仅仅允许多个请求使用单个连接。然而, Apache 2.0 httpd 的默认连接过期时间 是仅仅15秒,对于 Apache 2.2 只有5秒。短的过期时间的优点是能够快速的传输多个web页组件,而不会绑定多个服务器进程或线程太长时间。
长连接的优势
较少的CPU和内存的使用(由于同时打开的连接的减少了) 允许请求和应答的HTTP管线化 降低网络阻塞 (TCP连接减少了) 减少了后续请求的延迟(无需再进行握手) 报告错误无需关闭TCP连接 根据RFC 2616 (47页),用户客户端与任何服务器和代理服务器之间不应该维持超过2个链接。代理服务器应该最多使用2×N个持久连接到其他服务器或代理服务器,其中N是同时活跃的用户数。这个指引旨在提高HTTP响应时间并避免阻塞。
长连接的劣势
对于现在的广泛普及的宽带连接来说,Keep-Alive也许并不像以前一样有用。web服务器会保持连接若干秒(Apache中默认15秒),这与提高的性能相比也许会影响性能。对于单个文件被不断请求的服务(例如图片存放网站),Keep-Alive可能会极大的影响性能,因为它在文件被请求之后还保持了不必要的连接很长时间。
WebSocket优点
Header 服务器与客户端之间交换的数据包档头很小,大概只有2字节。(早期版本7.0) 服务器推送 服务器可以主动传送数据给客户端。
WebSocket的握手协议
在实现websocket连线过程中,需要透过浏览器发出websocket连线请求,然后服务器发出回应,这个过程通常称为“握手”(handshaking)。后期的版本大多属于功能上的扩充,例如使用第7版的握手协议同样也适用于第8版的握手协议。
WebSocket例子
为第13版且浏览器为Chrome的例子 浏览器请求:
GET / HTTP/1.1 Upgrade: websocket Connection: Upgrade Host: example.com Origin: null Sec-WebSocket-Key: sN9cRrP/n9NdMgdcy2VJFQ== Sec-WebSocket-Version: 13
服务器回应:
HTTP/1.1 101 Switching Protocols Upgrade: websocket Connection: Upgrade Sec-WebSocket-Accept: fFBooB7FAkLlXgRSz0BT3v4hq5s= Sec-WebSocket-Origin: null Sec-WebSocket-Location: ws://example.com/
WebSocket原理
”Upgrade:WebSocket”表示这是一个特殊的 HTTP 请求,请求的目的就是要将客户端和服务器端的通讯协议从 HTTP 协议升级到 WebSocket 协议。在请求中的“Sec-WebSocket-Key”是随机的,服务器端会用这些数据来构造出一个SHA-1的信息摘要。把“Sec-WebSocket-Key”加上一个魔幻字符串“258EAFA5-E914-47DA-95CA-C5AB0DC85B11”。使用SHA-1加密,之后进行BASE-64编码,将结果做为“Sec-WebSocket-Accept”头的值,返回给客户端。以表明服务器端获取了客户端的请求,同意创建 WebSocket 连接。一旦连接建立,客户端和服务器端就可以通过这个通道双向传输数据了。
下面画了一个图演示 client 和 server 之间建立 websocket 连接时握手部分,这个部分在 node 中可以十分轻松的完成,因为 node 提供的 net 模块已经对 socket 套接字做了封装处理,开发者使用的时候只需要考虑数据的交互而不用处理连接的建立。而 php 没有,从 socket 的连接、建立、绑定、监听等,这些都需要我们自己去操作,所以有必要拿出来再说一说。
① 和 ② 实际上就是一个 HTTP 的请求和响应,只不过我们在处理的过程中我们拿到的是没有经过解析的字符串
GET /chat HTTP/1.1 Host: server.example.com
Origin: http://example.com
我们往常看到的请求是这个样子,当这东西到了服务器端,我们可以通过一些代码库直接拿到这些信息。
一、php 中处理 websocket
WebSocket 连接是由客户端主动发起的,所以一切要从客户端出发。第一步是要解析拿到客户端发过来的 Sec-WebSocket-Key 字符串。
GET /chat HTTP/1.1Host: server.example.com
Upgrade: websocket
Connection: UpgradeSec-WebSocket-Key: dGhlIHNhbXBsZSBub25jZQ==Origin: http://example.comSec-WebSocket-Protocol: chat, superchat
Sec-WebSocket-Version: 13
首先 php 建立一个 socket 连接,监听端口的信息。
1. socket 连接的建立
关于 socket 套接字的建立,相信很多大学修过计算机网络的人都知道了,下面是一张连接建立的过程:
// 建立一个 socket 套接字
$master = socket_create(AF_INET, SOCK_STREAM, SOL_TCP);
socket_set_option($master, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, 1);
socket_bind($master, $address, $port);
socket_listen($master);
上面几行代码并未建立连接,只不过这些代码是建立一个 socket 套接字必须要写的东西。由于处理过程稍微有复杂,所以我把各种处理写进了一个类中,方便管理和调用。
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