如何用PHP websocket實現(xiàn)網(wǎng)頁實時聊天
最近艱難地“擠”出了一點時間，完善了很早之前做的 websocket “請求-原樣返回”服務器，用js完善了下客戶端功能，把過程和思路分享給大家，順便也普及一下 websocket 相關(guān)的知識，當然現(xiàn)在討論 websocket 的文章也特別多，有些理論性的東西我也就略過了，給出參考文章供大家選擇閱讀。
正文開始前，先貼一張聊天室的效果圖（請不要在意CSS渣的頁面）：
WebSocket 不是一門技術(shù)，而是一種全新的協(xié)議。它應用 TCP 的 Socket（套接字），為網(wǎng)絡應用定義了一個新的重要的能力：客戶端和服務器端的雙全工傳輸和雙向通信。是繼 Java applets、 XMLHttpRequest、 Adobe Flash,、ActiveXObject、 各類 Comet 技術(shù)之后，服務器推送客戶端消息的新趨勢。
與http的關(guān)系在網(wǎng)絡分層上，websocket 與 http 協(xié)議都是應用層的協(xié)議，它們都是基于 tcp 傳輸層的，但是 websocket 在建立連接時，是借用 http 的 101 switch protocol 來達到協(xié)議轉(zhuǎn)換（Upgrade）的，從 HTTP 協(xié)議切換成 WebSocket 通信協(xié)議,這個動作協(xié)議中稱“握手”；
握手成功后，websocket 就使用自己的協(xié)議規(guī)定的方式進行通訊，跟 http 就沒有關(guān)系了。
握手以下是一個我自己的瀏覽器發(fā)送的典型的握手 http 頭：
服務器收到握手請求后，提取出請求頭中的 “Sec-WebSocket-Key” 字段，追回一個固定的字符串 ‘258EAFA5-E914-47DA-95CA-C5AB0DC85B11’， 然后進行 sha1 加密，最后轉(zhuǎn)換為 base64 編碼，作為 key 以 “Sec-WebSocket-Accept” 字段返回給客戶端，客戶端匹配此 key 后，便建立了連接，完成了握手；
數(shù)據(jù)傳輸websocket 有自己規(guī)定的數(shù)據(jù)傳輸格式，稱為 幀（Frame），下圖是一個數(shù)據(jù)幀的結(jié)構(gòu)，其中單位為bit：
0 1 2 3
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1
+-+-+-+-+-------+-+-------------+-------------------------------+
|F|R|R|R| opcode|M| Payload len | Extended payload length |
|I|S|S|S| (4) |A| (7) | (16/64) |
|N|V|V|V| |S| | (if payload len==126/127) |
| |1|2|3| |K| | |
+-+-+-+-+-------+-+-------------+ - - - - - - - - - - - - - - - +
| Extended payload length continued, if payload len == 127 |
+ - - - - - - - - - - - - - - - +-------------------------------+
| |Masking-key, if MASK set to 1 |
+-------------------------------+-------------------------------+
| Masking-key (continued) | Payload Data |
+-------------------------------- - - - - - - - - - - - - - - - +
: Payload Data continued ... :
+ - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - +
| Payload Data continued ... |
+---------------------------------------------------------------+
具體每個字段是什么意思，有興趣的可以看一下這篇文章 The WebSocket Protocol 5.數(shù)據(jù)幀 感覺自己對二進制的操作還不是很靈活，也就沒有挑戰(zhàn)自己寫算法解析數(shù)據(jù)了，下面的數(shù)據(jù)幀解析和封裝都是使用的網(wǎng)上的算法。
不過，我工作中寫支付網(wǎng)關(guān)中還是會經(jīng)常用到數(shù)據(jù)的進制操作的，這個一定是要仔細研究總結(jié)一下的，嗯，先記下。
PHP 實現(xiàn) websocket 服務器PHP 實現(xiàn) websocket 的話，主要是應用 PHP 的 socket 函數(shù)庫：
PHP 的 socket 函數(shù)庫跟 C 語言的 socket 函數(shù)非常類似，以前翻過一遍 APUE, 所以覺得還挺好理解。在 PHP 手冊中看一遍 socket 函數(shù)，我想大家也能對 php 的 socket 編程有一定的認識。
下面會在代碼中對所用函數(shù)進行簡單的注釋。
文件描述符忽然提及’文件描述符’，大家可能會有些奇怪。
但作為服務器，是必須要對已經(jīng)連接的 socket 進行存儲和識別的。每一個 socket 代表一個用戶，如何關(guān)聯(lián)和查詢用戶信息與 socket 的對應就是一個問題了，這里便應用了關(guān)于文件描述符的一點小技巧。
我們知道 linux 是’萬物皆文件’的，C 語言的 socket 的實現(xiàn)便是一個個的’文件描述符‘ ，這個文件描述符一般是打開文件的順序遞增的 int 數(shù)值，從 0 一直遞增（當然系統(tǒng)是有限制的）。每一個 socket 都對應一個文件，讀寫 socket 都是操作對應的文件，所以也能像文件系統(tǒng)一樣應用 read 和 write 函數(shù)。
tips: linux 中， 標準輸入對應的是文件描述符 0；標準輸出對應的文件描述符是 1； 標準錯誤對應的文件描述符是 2；所以我們可以使用 0 1 2對輸入輸出重定向。
那么類似于 C socket 的 PHP socket 自然也繼承了這一點，它創(chuàng)建的 socket 也是類型于 int 值為 4 5 之類的資源類型。 我們可以使用 (int) 或 intval() 函數(shù)把 socket 轉(zhuǎn)換為一個唯一的ID，從而可以實現(xiàn)用一個 ’類索引數(shù)組‘ 來存儲 socket 資源和對應的用戶信息；
結(jié)果類似：
$connected_sockets = array( (int)$socket => array(’resource’ => $socket,’name’ => $name,’ip’ => $ip,’port’ => $port,... ))創(chuàng)建服務器socket
下面是一段創(chuàng)建服務器 socket 的代碼：
// 創(chuàng)建一個 TCP socket, 此函數(shù)的可選值在官方文檔中寫得十分詳細，這里不再提了$this->master = socket_create(AF_INET, SOCK_STREAM, SOL_TCP);// 設置IP和端口重用,在重啟服務器后能重新使用此端口;socket_set_option($this->master, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, 1);// 將IP和端口綁定在服務器socket上;socket_bind($this->master, $host, $port);// listen函數(shù)使主動連接套接口變?yōu)楸贿B接套接口，使得此 socket 能被其他 socket 訪問，從而實現(xiàn)服務器功能。后面的參數(shù)則是自定義的待處理socket的最大數(shù)目，并發(fā)高的情況下，這個值可以設置大一點，雖然它也受系統(tǒng)環(huán)境的約束。socket_listen($this->master, self::LISTEN_SOCKET_NUM);
這樣，我們就得到一個服務器 socket，當有客戶端連接到此 socket 上時，它將改變狀態(tài)為可讀，那就看接下來服務器的處理邏輯了。
服務器邏輯這里著重講一下 socket_select($read, $write, $except, $tv_sec [, $tv_usec]):
select 函數(shù)使用傳統(tǒng)的 select 模型，可讀、寫、異常的 socket 會被分別放入 $socket, $write, $except 數(shù)組中,然后返回 狀態(tài)改變的 socket 的數(shù)目，如果發(fā)生了錯誤，函數(shù)將會返回 false.
需要注意的是最后兩個時間參數(shù)，它們只有單位不同，可以搭配使用，用來表示 socket_select 阻塞的時長，為0時此函數(shù)立即返回，可以用于輪詢機制。 為 NULL 時，函數(shù)會一直阻塞下去, 這里我們置 $tv_sec 參數(shù)為null，讓它一直阻塞，直到有可操作的 socket 返回。
下面是服務器的主要邏輯：
$write = $except = NULL;$sockets = array_column($this->sockets, ’resource’); // 獲取到全部的 socket 資源$read_num = socket_select($sockets, $write, $except, NULL);foreach ($sockets as $socket) {// 如果可讀的是服務器 socket, 則處理連接邏輯; if ($socket == $this->master) { socket_accept($this->master); // socket_accept() 接受 請求 “正在 listen 的 socket（像我們的服務器 socket ）” 的連接, 并一個客戶端 socket, 錯誤時返回 false; self::connect($client); continue; }// 如果可讀的是其他已連接 socket ,則讀取其數(shù)據(jù),并處理應答邏輯} else { // 函數(shù) socket_recv() 從 socket 中接受長度為 len 字節(jié)的數(shù)據(jù)，并保存在 $buffer 中。 $bytes = @socket_recv($socket, $buffer, 2048, 0); if ($bytes < 9) {// 當客戶端忽然中斷時，服務器會接收到一個 8 字節(jié)長度的消息（由于其數(shù)據(jù)幀機制，8字節(jié)的消息我們認為它是客戶端異常中斷消息），服務器處理下線邏輯，并將其封裝為消息廣播出去$recv_msg = $this->disconnect($socket); } else {// 如果此客戶端還未握手，執(zhí)行握手邏輯if (!$this->sockets[(int)$socket][’handshake’]) { self::handShake($socket, $buffer); continue;} else { $recv_msg = self::parse($buffer);} } // 廣播消息 $this->broadcast($msg);} }}
這里只是服務器處理消息的基礎代碼，日志記錄和異常處理都略過了，而且還有些數(shù)據(jù)幀解析和封裝的方法，各位也不一定看愛，有興趣的可以去 github 上支持一下我的源碼~~
此外，為了便于服務器與客戶端的交互，我自己定義了 json 類型的消息格式，形似：
$msg = [ ’type’ => $msg_type, // 有普通消息，上下線消息，服務器消息 ’from’ => $msg_resource, // 消息來源 ’content’ => $msg_content, // 消息內(nèi)容 ’user_list’ => $uname_list, // 便于同步當前在線人數(shù)與姓名 ];客戶端創(chuàng)建客戶端
前端我們使用 js 調(diào)用 Websocket 方法很簡單就能創(chuàng)建一個 websocket 連接，服務器會為幫我們完成連接、握手的操作，js 使用事件機制來處理瀏覽器與服務器的交互：
// 創(chuàng)建一個 websocket 連接var ws = new WebSocket('ws://127.0.0.1:8080');// websocket 創(chuàng)建成功事件ws.onopen = function () {};// websocket 接收到消息事件ws.onmessage = function (e) { var msg = JSON.parse(e.data);}// websocket 錯誤事件ws.onerror = function () {};
發(fā)送消息也很簡單，直接調(diào)用 ws.send(msg) 方法就行了。
頁面功能頁面部分主要是讓用戶使用起來方便，這里給消息框 textarea 添加了一個鍵盤監(jiān)控事件，當用戶按下回車鍵時直接發(fā)送消息；
function confirm(event) { var key_num = event.keyCode; if (13 == key_num) {send(); } else {return false; }}
還有用戶打開客戶端時生成一個默認唯一用戶名；
然后是一些對數(shù)據(jù)的解析構(gòu)造，對客戶端頁面的更新，這里就不再??鋁耍?行巳さ目梢鑰叢綽搿?/p>用戶名異步處理
這里不得不提一下用戶登陸時確定用戶名時的一個小問題，我原來是想在客戶端創(chuàng)建一個連接后直接發(fā)送用戶名到服務器，可是控制臺里報出了 “websocket 仍在連接中或已關(guān)閉” 的錯誤信息。
Uncaught DOMException: Failed to execute ’send’ on ’WebSocket’: Still in CONNECTING state.
考慮到連接可能還沒處理好，我就實現(xiàn)了 sleep 方法等了一秒再發(fā)送用戶名，可是錯誤仍然存在。
后來忽然想到 js 的單線程阻塞機制，才明白使用 sleep 一直阻塞也是沒有用的，利用好 js 的事件機制才是正道：于是在服務器端添加邏輯，在握手成功后，向客戶端發(fā)送握手已成功的消息；客戶端先將用戶名存入一個全局變量，接收到服務器的握手成功的提醒消息后再發(fā)送用戶名，于是成功在第一時間更新用戶名。
總結(jié)聊天室擴展方向
簡易聊天室已經(jīng)完成，當然還要給它帶有希望的美好未來，希望有人去實現(xiàn)
頁面美化（信息添加顏色等） 服務器識別 ’@’ 字符而只向某一個 socket 寫數(shù)據(jù)實現(xiàn)聊天室的私聊 多進程（使用 redis 等緩存數(shù)據(jù)庫來實現(xiàn)資源的共享） 消息記錄數(shù)據(jù)庫持久化（log 日志還是不方便分析）以上就是如何用PHP websocket實現(xiàn)網(wǎng)頁實時聊天的詳細內(nèi)容，更多關(guān)于用PHP websocket實現(xiàn)網(wǎng)頁實時聊天的資料請關(guān)注好吧啦網(wǎng)其它相關(guān)文章！
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