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Web sockets — PHP 實現
admin
2015年7月10日 17:16 本文熱度 7295

自十月底，html5 宣布定稿之后，新一輪的關于html的討論便開始了，現在這里，我也為大家介紹一種html5標準中提到的新技術 websocket，以及他的 php 實現范例。

WebSocket是HTML5開始提供的一種瀏覽器與服務器間進行全雙工通訊的網絡技術。WebSocket通信協議于2011年被IETF定為標準RFC 6455，WebSocketAPI被W3C定為標準。

在WebSocket API中，瀏覽器和服務器只需要做一個握手的動作，然后，瀏覽器和服務器之間就形成了一條快速通道。兩者之間就直接可以數據互相傳送。

—————-  form wiki

傳統的web程序，都遵循這樣的執行方式，瀏覽器發送一個請求，然后服務器端接收這個請求，處理完成瀏覽器的請求之后，再將處理完成的結果返回給瀏覽器，然后瀏覽器處理返回的html，將其呈現給用戶。如下圖所示：

server

即使后來出現了ajax這樣的新的技術，它實際也是使用javascript的api來向服務器發送請求，然后等待相應的數據。也就是說，在瀏覽器和服務器的交互中，我們每想得到一個得到新的數據（更新頁面，獲得服務器端的最新狀態）就必須要發起一個http請求，建立一條TCP/IP鏈接，當這次請求的數據被瀏覽器接收到之后，就斷開這條TCP/IP連接。

新的websocket技術，在瀏覽器端發起一條請求之后，服務器端與瀏覽器端的請求進行握手應答之后，就建立起一條長久的，雙工的長連接，基于這條連接，我們不必做一些輪詢就能隨時獲得服務器端的狀態，服務器也不必等待瀏覽器端的請求才能向用戶推送數據，可以在這條連接上隨時向以建立websocket連接的用戶 push 數據。

這里是 websocket 協議的 RFC 文檔。

我這里的實現是基于 php sockets的實現，php socket api.

view source
001<?php
002  class WsServer{
003      public  $socket;
004      public  $socketArray;
005      public  $activatedSocketArray;
006      public function __construct($address,$port){
007        $this->socket =  $this->init($address,$port);
008        if($this->socket == null)
009            exit(1);
010         
011      }
012      private function init($address,$port){
013         $wssocket  = socket_create(AF_INET, SOCK_STREAM, SOL_TCP);
014         socket_set_option($wssocket, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, 1);
015         socket_bind($wssocket,$address,$port);
016         if(socket_listen($wssocket)){
017            $this->p("Socket init success");
018            return $wssocket;
019         }else{
020            $this->p("Socket init failure");
021            exit();
022         }
023          
024      }
025      
026      public function run(){
027        $this->socketArray[] = $this->socket;
028        $write  = NULL;
029        $except = NULL;
030        while (true){
031        $this->activatedSocketArray = $this->socketArray;
032        socket_select($this->activatedSocketArray, $write, $except, null);
033         
034        foreach($this->activatedSocketArray as $s){
035         if($s == $this->socket){
036           $client = socket_accept($this->socket);
037           socket_recv($client, $buffer, 2048, 0);
038          
039           // response a handshake response
040           if(socket_write($client, $this->handshakeResponse($buffer))!== false){
041             $this->p('add a socket into the queue');
042             array_push($this->socketArray, $client);
043            }else{
044               $this->p('error on handshake');
045               $this->errorLog(socket_last_error());
046           }
047        }else{
048            socket_recv($s, $buffer, 2048, 0);
049             
050            $frame = $this->parseFrame($buffer);
051            var_dump($frame);
052            $str  = $this->decode($buffer);
053            $str = $this->frame($str);
054            socket_write($s,$str,strlen($str));
055          }
056        }
057         
058        }
059      }
060      /**
061       *  parse the frame
062       * */
063      private function parseFrame($d){
064        $firstByte = ord(substr($d,0,1));
065        $result =array();
066        $result['FIN'] = $this->getBit($firstByte,1);
067        $result['opcode'] = $firstByte & 15;
068        $result['length'] = ord(substr($d,1,1)) & 127;
069        return $result;
070      }
071      private function getBit($m,$n){
072         return  ($n >> ($m-1)) & 1; 
073      }
074      /*
075       *   build the data frame sent to client by server socket. 
076       *
077       * **/
078      function frame($s){
079        $a = str_split($s, 125);
080        if (count($a) == 1){
081            return "\x81" . chr(strlen($a[0])) . $a[0];
082        }
083        $ns = "";
084        foreach ($a as $o){
085            $ns .= "\x81" . chr(strlen($o)) . $o;
086        }
087        return $ns;
088      }
089      /*
090       * decode the client socket input
091       *
092       * **/
093      function decode($buffer) {
094        $len = $masks = $data = $decoded = null;
095        $len = ord($buffer[1]) & 127;
096       
097        if ($len === 126) {
098            $masks = substr($buffer, 4, 4);
099            $data = substr($buffer, 8);
100        }
101        else if ($len === 127) {
102            $masks = substr($buffer, 10, 4);
103            $data = substr($buffer, 14);
104        }
105        else {
106            $masks = substr($buffer, 2, 4);
107            $data = substr($buffer, 6);
108        }
109         
110        for ($index = 0; $index < strlen($data); $index++) {
111            $decoded .= $data[$index] ^ $masks[$index % 4];
112        }
113        return $decoded;
114      }
115    /*
116     * params @requestHeaders : read from request socket
117     * return an array of request
118     *
119     * */
120    function parseHeaders($requsetHeaders){
121        $resule =array();
122        if (preg_match("/GET (.*) HTTP/"              ,$requsetHeaders,$match)) { $resule['reuqest'] = $match[1]; }
123        if (preg_match("/Host: (.*)\r\n/"             ,$requsetHeaders,$match)) { $result['host'] = $match[1]; }
124        if (preg_match("/Origin: (.*)\r\n/"           ,$requsetHeaders,$match)) { $result['origin'] = $match[1]; }
125        if (preg_match("/Sec-WebSocket-Key: (.*)\r\n/",$requsetHeaders,$match)) { $result['key'] = $match[1]; }
126        return $result;
127         
128    }
129    /*
130     * protocol version : 13
131     * generting the key of handshaking
132     * return encrypted key
133     * */
134    function getKey($requestKey){
135        return base64_encode(sha1($requestKey . '258EAFA5-E914-47DA-95CA-C5AB0DC85B11', true));
136         
137    }
138    /**params @parseRequest : request written in socket
139     * return handshakResponse witten in response socket
140     * */
141    function  handshakeResponse($request){
142        $parsedRequest  = $this->parseHeaders($request);
143        $encryptedKey = $this->getKey($parsedRequest['key']);
144        $response  = "HTTP/1.1 101 Switching Protocol\r\n" .
145                    "Upgrade: websocket\r\n" .
146                    "Connection: Upgrade\r\n" .
147                    "Sec-WebSocket-Accept: " .$encryptedKey. "\r\n\r\n";
148        return $response;
149                     
150    }
151    /*
152     * report last_error in socket
153     *
154     * */
155    function errorLog($ms){
156        echo 'Error:\n'.$ms;
157    }
158    /*
159     * print the log
160     *
161     * */
162    private  function p($e){
163        echo $e."\n";
164    }
165   function test(){
166      $read[] = $this->socket;
167      $write = null;
168      $except = null;
169      socket_select($read, $write, $except,null);
170      var_dump($read);
171   }
172  }
173  $w = new WsServer('localhost',4000);
174  $w->run();
175?>

 

這篇文章中對這里的代碼的有些地方做了些相關的解釋

這個類主要實現了對websocket的握手回應，將每一個連接成功的websocket加入到一個數組中之后，就能夠在服務器端對多個websocket 客戶端進行處理。

對websocket的握手請求，在接收到的報文中 會得到一個 Sec-WebSocket-Key 字段，要把“Sec-WebSocket-Key”加上一個魔幻字符串“258EAFA5-E914-47DA-95CA-C5AB0DC85B11”。使用SHA-1加密，之后進行BASE-64編碼，將結果做為“Sec-WebSocket-Accept”頭的值，返回給客戶端。這樣就完成了與客戶端之間的握手。

之后，就能在服務器端監聽客戶端發來的請求了，同時也可以操作在服務端的socket句柄，來向瀏覽器推送消息。


該文章在 2015/7/10 17:16:19 編輯過
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