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PHP中如何实现socket服务器

2023-07-05 01:42

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这篇文章主要介绍了PHP中如何实现socket服务器的相关知识,内容详细易懂,操作简单快捷,具有一定借鉴价值,相信大家阅读完这篇PHP中如何实现socket服务器文章都会有所收获,下面我们一起来看看吧。

socket的中文名字叫做套接字,这种东西就是对TCP/IP的“封装”。现实中的网络实际上只有四层而已,从上至下分别是应用层、传输层、网络层、数据链路层。最常用的http协议则是属于应用层的协议,而socket,可以简单粗暴的理解为是传输层的一种东西。如果还是很难理解,那再粗暴地点儿tcp://218.221.11.23:9999,看到没?这就是一个tcp socket。

socket赋予了我们操控传输层和网络层的能力,从而得到更强的性能和更高的效率,socket编程是解决高并发网络服务器的最常用解决和成熟的解决方案。任何一名服务器程序员都应当掌握socket编程相关技能。

在php中,可以操控socket的函数一共有两套,一套是socket_系列的函数,另一套是stream_系列的函数。socket_是php直接将C语言中的socket抄了过来得到的实现,而stream_系则是php使用流的概念将其进行了一层封装。下面用socket_*系函数简单为这一系列文章开个篇。

先来做个最简单socket服务器:

<?php$host = '0.0.0.0';$port = 9999;// 创建一个tcp socket$listen_socket = socket_create( AF_INET, SOCK_STREAM, SOL_TCP );// 将socket bind到IP:port上socket_bind( $listen_socket, $host, $port );// 开始监听socketsocket_listen( $listen_socket );// 进入while循环,不用担心死循环死机,因为程序将会阻塞在下面的socket_accept()函数上while( true ){  // 此处将会阻塞住,一直到有客户端来连接服务器。阻塞状态的进程是不会占据CPU的  // 所以你不用担心while循环会将机器拖垮,不会的   $connection_socket = socket_accept( $listen_socket );  // 向客户端发送一个helloworld  $msg = "helloworld\r\n";  socket_write( $connection_socket, $msg, strlen( $msg ) );  socket_close( $connection_socket );}socket_close( $listen_socket );

将文件保存为server.php,然后执行php server.php运行起来。客户端我们使用telnet就可以了,打开另外一个终端执行telnet 127.0.0.1 9999按下回车即可。运行结果如下:

PHP中如何实现socket服务器

简单解析一下上述代码来说明一下tcp socket服务器的流程:

上面这个案例中,有两个很大的缺陷:

分析了上述问题后,又联想到了前面说的多进程,那我们可以在accpet到一个请求后就fork一个子进程来处理这个客户端的请求,这样当accept了第二个客户端后再fork一个子进程来处理第二个客户端的请求,这样问题不就解决了吗?OK!撸一把代码演示一下:

<?php$host = '0.0.0.0';$port = 9999;// 创建一个tcp socket$listen_socket = socket_create( AF_INET, SOCK_STREAM, SOL_TCP );// 将socket bind到IP:port上socket_bind( $listen_socket, $host, $port );// 开始监听socketsocket_listen( $listen_socket );// 进入while循环,不用担心死循环死机,因为程序将会阻塞在下面的socket_accept()函数上while( true ){  // 此处将会阻塞住,一直到有客户端来连接服务器。阻塞状态的进程是不会占据CPU的  // 所以你不用担心while循环会将机器拖垮,不会的   $connection_socket = socket_accept( $listen_socket );  // 当accept了新的客户端连接后,就fork出一个子进程专门处理  $pid = pcntl_fork();  // 在子进程中处理当前连接的请求业务  if( 0 == $pid ){    // 向客户端发送一个helloworld    $msg = "helloworld\r\n";    socket_write( $connection_socket, $msg, strlen( $msg ) );    // 休眠5秒钟,可以用来观察时候可以同时为多个客户端提供服务    echo time().' : a new client'.PHP_EOL;    sleep( 5 );    socket_close( $connection_socket );    exit;  }}socket_close( $listen_socket );

将代码保存为server.php,然后执行php server.php,客户端依然使用telnet 127.0.0.1 9999,只不过这次我们开启两个终端来执行telnet。重点观察当第一个客户端连接上去后,第二个客户端时候也可以连接上去。运行结果如下:

PHP中如何实现socket服务器

通过接受到客户端请求的时间戳可以看到现在服务器可以同时为N个客户端服务的。但是,接着想,如果先后有1万个客户端来请求呢?这个时候服务器会fork出1万个子进程来处理每个客户端连接,这是会死人的。fork本身就是一个很浪费系统资源的系统调用,1W次fork足以让系统崩溃,即便当下系统承受住了1W次fork,那么fork出来的这1W个子进程也够系统内存喝一壶了,最后是好不容易费劲fork出来的子进程在处理完毕当前客户端后又被关闭了,下次请求还要重新fork,这本身就是一种浪费,不符合社会主义主流价值观。如果是有人恶意攻击,那么系统fork的数量还会呈直线上涨一直到系统崩溃。

所以,我们就再次提出增进型解决方案。我们可以预估一下业务量,然后在服务启动的时候就fork出固定数量的子进程,每个子进程处于无限循环中并阻塞在accept上,当有客户端连接挤进来就处理客户请求,当处理完成后仅仅关闭连接但本身并不销毁,而是继续等待下一个客户端的请求。这样,不仅避免了进程反复fork销毁巨大资源浪费,而且通过固定数量的子进程来保护系统不会因无限fork而崩溃。

<?php$host = '0.0.0.0';$port = 9999;// 创建一个tcp socket$listen_socket = socket_create( AF_INET, SOCK_STREAM, SOL_TCP );// 将socket bind到IP:port上socket_bind( $listen_socket, $host, $port );// 开始监听socketsocket_listen( $listen_socket );// 给主进程换个名字cli_set_process_title( 'phpserver master process' );// 按照数量fork出固定个数子进程for( $i = 1; $i <= 10; $i++ ){  $pid = pcntl_fork();  if( 0 == $pid ){    cli_set_process_title( 'phpserver worker process' );    while( true ){      $conn_socket = socket_accept( $listen_socket );      $msg = "helloworld\r\n";      socket_write( $conn_socket, $msg, strlen( $msg ) );      socket_close( $conn_socket );    }  }}// 主进程不可以退出,代码演示比较粗暴,为了不保证退出直接走while循环,休眠一秒钟// 实际上,主进程真正该做的应该是收集子进程pid,监控各个子进程的状态等等while( true ){  sleep( 1 );}socket_close( $connection_socket );

将文件保存为server.php后php server.php执行,然后再用ps -ef | grep phpserver | grep -v grep来看下服务器进程状态:

PHP中如何实现socket服务器

可以看到master进程存在,除此之外还有10个子进程处于等待服务状态,再同一个时刻可以同时为10个客户端提供服务。我们通过telnet 127.0.0.1 9999来尝试一下,运行结果如下图:

PHP中如何实现socket服务器

关于“PHP中如何实现socket服务器”这篇文章的内容就介绍到这里,感谢各位的阅读!相信大家对“PHP中如何实现socket服务器”知识都有一定的了解,大家如果还想学习更多知识,欢迎关注编程网行业资讯频道。

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