PHP 記事の詳細 WebSocket-PHPチュートリアル-php.cn

PHP 記事の詳細 WebSocket

以下に、クライアントとサーバー間の WebSocket 接続を確立するときのハンドシェイク部分を示す図を描きました。この部分は、ノードによって提供されるネットモジュールが含まれているため、ノード内で非常に簡単に完了できます。すでに Socket ソケットはカプセル化されているため、これを使用する場合、開発者は接続の確立に取り組むことなく、データの相互作用を考慮するだけで済みます。しかし、PHPではそうではなく、ソケットの接続、確立、バインディング、監視などを自分で操作する必要があるため、改めて話をする必要があります。

    +--------+    1.发送Sec-WebSocket-Key        +---------+
    |        | --------------------------------> |        |
    |        |    2.加密返回Sec-WebSocket-Accept  |        |
    | client | <-------------------------------- | server |
    |        |    3.本地校验                      |        |
    |        | --------------------------------> |        |
    +--------+                                   +--------+

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私が書いた前回の記事を読んだ学生は、上の図を比較的包括的に理解しているはずです。 ①と②は実際にはHTTPリクエストとレスポンスですが、処理中に取得するのは解析されていない文字列です。例:

GET /chat HTTP/1.1
Host: server.example.com
Origin: http://example.com

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私たちが通常目にするリクエストは次のようになります。これがサーバーに到達すると、いくつかのコードライブラリを通じてこの情報を直接取得できます。

1. php での WebSocket の処理

WebSocket 接続はクライアントによって開始されるため、すべてはクライアントから開始する必要があります。最初のステップは、クライアントから送信された Sec-WebSocket-Key 文字列を解析することです。

GET /chat HTTP/1.1
Host: server.example.com
Upgrade: websocket
Connection: Upgrade
Sec-WebSocket-Key: dGhlIHNhbXBsZSBub25jZQ==
Origin: http://example.com
Sec-WebSocket-Protocol: chat, superchat
Sec-WebSocket-Version: 13

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クライアントリクエストの形式については前回の記事でも触れていますが、まずphpはソケット接続を確立し、ポート情報を監視します。

1. ソケット接続の確立

ソケットの確立については、大学でコンピュータネットワークを勉強したことがある方はご存知かと思いますが、以下のような手順で接続を確立します。

// 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);

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ここの処理はnodeに比べて非常に面倒で、上記のコードは接続を確立するものではありませんが、ソケットを確立するために必要なコードです。について書く。処理プロセスが少し複雑なので、管理や呼び出しを容易にするために、さまざまな処理をクラスに記述しました。

//demo.php
Class WS {
    var $master;  // 连接 server 的 client
    var $sockets = array(); // 不同状态的 socket 管理
    var $handshake = false; // 判断是否握手

    function __construct($address, $port){
        // 建立一个 socket 套接字
        $this->master = socket_create(AF_INET, SOCK_STREAM, SOL_TCP)   
            or die("socket_create() failed");
        socket_set_option($this->master, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, 1)  
            or die("socket_option() failed");
        socket_bind($this->master, $address, $port)                    
            or die("socket_bind() failed");
        socket_listen($this->master, 2)                               
            or die("socket_listen() failed");

        $this->sockets[] = $this->master;

        // debug
        echo("Master socket  : ".$this->master."\n");

        while(true) {
            //自动选择来消息的 socket 如果是握手 自动选择主机
            $write = NULL;
            $except = NULL;
            socket_select($this->sockets, $write, $except, NULL);

            foreach ($this->sockets as $socket) {
                //连接主机的 client 
                if ($socket == $this->master){
                    $client = socket_accept($this->master);
                    if ($client < 0) {
                        // debug
                        echo "socket_accept() failed";
                        continue;
                    } else {
                        //connect($client);
                        array_push($this->sockets, $client);
                        echo "connect client\n";
                    }
                } else {
                    $bytes = @socket_recv($socket,$buffer,2048,0);
                    if($bytes == 0) return;
                    if (!$this->handshake) {
                        // 如果没有握手，先握手回应
                        //doHandShake($socket, $buffer);
                        echo "shakeHands\n";
                    } else {
                        // 如果已经握手，直接接受数据，并处理
                        $buffer = decode($buffer);
                        //process($socket, $buffer); 
                        echo "send file\n";
                    }
                }
            }
        }
    }
}

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demo.php ハンドシェイク接続テストコード

上記のコードは私がデバッグしたものです。いいえ、これは大きなものです。これをテストしたい場合は、cmd コマンドラインに

php /path/to/demo.php と入力します。もちろん、上記は単なるクラスです。テストしたい場合は、新しいインスタンスを作成する必要があります。

$ws = new WS('localhost', 4000);

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クライアントコードはもう少し単純にすることができます:

var ws = new WebSocket("ws://localhost:4000");
ws.onopen = function(){
    console.log("握手成功");
};
ws.onerror = function(){
    console.log("error");
};

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サーバーコードを実行します。クライアントが接続すると、次のことがわかります:

上記のコードを通して、通信プロセス全体を明確に見ることができます。 1 つ目は接続を確立することです。ノードのこのステップは net モジュールと http モジュールにカプセル化されており、握手するかどうかを決定します。握手しない場合は、shakeHands を行います。ここでのハンドシェイクについては、これが実行されたことを示すために単語を直接エコーし、ハンドシェイクのアルゴリズムについては先ほど触れましたので、ここに直接書きました。

2. Sec-WebSocket-Key 情報の抽出

function getKey($req) {
    $key = null;
    if (preg_match("/Sec-WebSocket-Key: (.*)\r\n/", $req, $match)) { 
        $key = $match[1]; 
    }
    return $key;
}

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これは比較的単純で、直接的な正規の照合であり、WebSocket 情報ヘッダーには Sec-WebSocket-Key が含まれている必要があるため、すぐに照合できます~

3. Sec-WebSocket-Key の暗号化

function encry($req){
    $key = $this->getKey($req);
    $mask = "258EAFA5-E914-47DA-95CA-C5AB0DC85B11";

    return base64_encode(sha1($key . '258EAFA5-E914-47DA-95CA-C5AB0DC85B11', true));
}

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SHA-1 暗号化文字列を Base64 で再度暗号化します。暗号化アルゴリズムが間違っている場合、クライアントはチェック時にエラーを直接報告します:

4. Sec-WebSocket-Accept

function dohandshake($socket, $req){
    // 获取加密key
    $acceptKey = $this->encry($req);
    $upgrade = "HTTP/1.1 101 Switching Protocols\r\n" .
               "Upgrade: websocket\r\n" .
               "Connection: Upgrade\r\n" .
               "Sec-WebSocket-Accept: " . $acceptKey . "\r\n" .
               "\r\n";

    // 写入socket
    socket_write(socket,$upgrade.chr(0), strlen($upgrade.chr(0)));
    // 标记握手已经成功，下次接受数据采用数据帧格式
    $this->handshake = true;
}

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に応答します。ここで、各リクエストと対応するフォーマットの最後には

\r\n という空白行があることに注意してください。テストを開始したときにこれを紛失し、長い間苦労しました。

クライアントがキーのチェックに成功すると、onopen 関数がトリガーされます:

5. 数据帧处理

// 解析数据帧
function decode($buffer)  {
    $len = $masks = $data = $decoded = null;
    $len = ord($buffer[1]) & 127;

    if ($len === 126)  {
        $masks = substr($buffer, 4, 4);
        $data = substr($buffer, 8);
    } else if ($len === 127)  {
        $masks = substr($buffer, 10, 4);
        $data = substr($buffer, 14);
    } else  {
        $masks = substr($buffer, 2, 4);
        $data = substr($buffer, 6);
    }
    for ($index = 0; $index < strlen($data); $index++) {
        $decoded .= $data[$index] ^ $masks[$index % 4];
    }
    return $decoded;
}

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这里涉及的编码问题在前文中已经提到过了，这里就不赘述，php 对字符处理的函数太多了，也记得不是特别清楚，这里就没有详细的介绍解码程序，直接把客户端发送的数据原样返回，可以算是一个聊天室的模式吧。

// 返回帧信息处理
function frame($s) {
    $a = str_split($s, 125);
    if (count($a) == 1) {
        return "\x81" . chr(strlen($a[0])) . $a[0];
    }
    $ns = "";
    foreach ($a as $o) {
        $ns .= "\x81" . chr(strlen($o)) . $o;
    }
    return $ns;
}

// 返回数据
function send($client, $msg){
    $msg = $this->frame($msg);
    socket_write($client, $msg, strlen($msg));
}

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客户端代码：

var ws = new WebSocket("ws://localhost:4000");
ws.onopen = function(){
    console.log("握手成功");
};
ws.onmessage = function(e){
    console.log("message:" + e.data);
};
ws.onerror = function(){
    console.log("error");
};
ws.send("李靖");

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在连通之后发送数据，服务器原样返回：

二、注意问题

1. websocket 版本问题

客户端在握手时的请求中有Sec-WebSocket-Version: 13，这样的版本标识，这个是一个升级版本，现在的浏览器都是使用的这个版本。而以前的版本在数据加密的部分更加麻烦，它会发送两个key：

GET /chat HTTP/1.1
Host: server.example.com
Upgrade: websocket
Connection: Upgrade
Origin: http://example.com
Sec-WebSocket-Protocol: chat, superchat
Sec-WebSocket-Key1: xxxx
Sec-WebSocket-Key2: xxxx

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如果是这种版本（比较老，已经没在使用了），需要通过下面的方式获取

function encry($key1,$key2,$l8b){ //Get the numbers preg_match_all('/([\d]+)/', $key1, $key1_num); preg_match_all('/([\d]+)/', $key2, $key2_num);

    $key1_num = implode($key1_num[0]);
    $key2_num = implode($key2_num[0]);
    //Count spaces
    preg_match_all('/([ ]+)/', $key1, $key1_spc);
    preg_match_all('/([ ]+)/', $key2, $key2_spc);

    if($key1_spc==0|$key2_spc==0){ $this->log("Invalid key");return; }
    //Some math
    $key1_sec = pack("N",$key1_num / $key1_spc);
    $key2_sec = pack("N",$key2_num / $key2_spc);

    return md5($key1_sec.$key2_sec.$l8b,1);
}

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只能无限吐槽这种验证方式！相比 nodeJs 的 websocket 操作方式：

//服务器程序
var crypto = require('crypto');
var WS = '258EAFA5-E914-47DA-95CA-C5AB0DC85B11';
require('net').createServer(function(o){
    var key;
    o.on('data',function(e){
        if(!key){
            //握手
            key = e.toString().match(/Sec-WebSocket-Key: (.+)/)[1];
            key = crypto.createHash('sha1').update(key + WS).digest('base64');
            o.write('HTTP/1.1 101 Switching Protocols\r\n');
            o.write('Upgrade: websocket\r\n');
            o.write('Connection: Upgrade\r\n');
            o.write('Sec-WebSocket-Accept: ' + key + '\r\n');
            o.write('\r\n');
        }else{
            console.log(e);
        };
    });
}).listen(8000);

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多么简洁，多么方便！有谁还愿意使用 php 呢。。。。