深入淺出講解：php的socket通信原理

對TCP/IP、UDP、Socket編程這些詞你不會很陌生吧？隨著網絡技術的發展，這些詞充斥著我們的耳朵。那麼我想問：

1.  什麼是TCP/IP、UDP？

2.  Socket在哪裡呢？

3.  Socket是什麼呢？

4.  你會使用它們嗎？

什麼是TCP/IP、UDP？

TCP/IP（Transmission Control Protocol/Internet Protocol）即傳輸控制協議/網間協議，是一個工業標准的協議集，它是為廣域網（WANs）設計的。

UDP（User Data Protocol，用戶數據報協議）是與TCP相對應的協議。它是屬於TCP/IP協議族中的一種。

這裡有一張圖，表明了這些協議的關系。

TCP/IP協議族包括運輸層、網絡層、鏈路層。現在你知道TCP/IP與UDP的關系了吧。

Socket在哪裡呢？

在圖1中，我們沒有看到Socket的影子，那麼它到底在哪裡呢？還是用圖來說話，一目了然。

原來Socket在這裡。

Socket是什麼呢？

Socket是應用層與TCP/IP協議族通信的中間軟件抽象層，它是一組接口。在設計模式中，Socket其實就是一個門面模式，它把復雜的TCP/IP協議族隱藏在Socket接口後面，對用戶來說，一組簡單的接口就是全部，讓Socket去組織數據，以符合指定的協議。

你會使用它們嗎？

前人已經給我們做了好多的事了，網絡間的通信也就簡單了許多，但畢竟還是有挺多工作要做的。以前聽到Socket編程，覺得它是比較高深的編程知識，但是只要弄清Socket編程的工作原理，神秘的面紗也就揭開了。

一個生活中的場景。你要打電話給一個朋友，先撥號，朋友聽到電話鈴聲後提起電話，這時你和你的朋友就建立起了連接，就可以講話了。等交流結束，掛斷電話結束此次交談。 生活中的場景就解釋了這工作原理，也許TCP/IP協議族就是誕生於生活中，這也不一定。

先從服務器端說起。服務器端先初始化Socket，然後與端口綁定(bind)，對端口進行監聽(listen)，調用accept阻塞，等待客戶端連接。在這時如果有個客戶端初始化一個Socket，然後連接服務器(connect)，如果連接成功，這時客戶端與服務器端的連接就建立了。客戶端發送數據請求，服務器端接收請求並處理請求，然後把回應數據發送給客戶端，客戶端讀取數據，最後關閉連接，一次交互結束。

socket相關函數：

----------------------------------------------------------------------------------------------

• socket_accept() 接受一個Socket連接
• socket_bind() 把socket綁定在一個IP地址和端口上
• socket_clear_error() 清除socket的錯誤或者最後的錯誤代碼
• socket_close() 關閉一個socket資源
• socket_connect() 開始一個socket連接
• socket_create_listen() 在指定端口打開一個socket監聽
• socket_create_pair() 產生一對沒有區別的socket到一個數組裡
• socket_create() 產生一個socket，相當於產生一個socket的數據結構
• socket_get_option() 獲取socket選項
• socket_getpeername() 獲取遠程類似主機的ip地址
• socket_getsockname() 獲取本地socket的ip地址
• socket_iovec_add() 添加一個新的向量到一個分散/聚合的數組
• socket_iovec_alloc() 這個函數創建一個能夠發送接收讀寫的iovec數據結構
• socket_iovec_delete() 刪除一個已經分配的iovec
• socket_iovec_fetch() 返回指定的iovec資源的數據
• socket_iovec_free() 釋放一個iovec資源
• socket_iovec_set() 設置iovec的數據新值
• socket_last_error() 獲取當前socket的最後錯誤代碼
• socket_listen() 監聽由指定socket的所有連接
• socket_read() 讀取指定長度的數據
• socket_readv() 讀取從分散/聚合數組過來的數據
• socket_recv() 從socket裡結束數據到緩存
• socket_recvfrom() 接受數據從指定的socket，如果沒有指定則默認當前socket
• socket_recvmsg() 從iovec裡接受消息
• socket_select() 多路選擇
• socket_send() 這個函數發送數據到已連接的socket
• socket_sendmsg() 發送消息到socket
• socket_sendto() 發送消息到指定地址的socket
• socket_set_block() 在socket裡設置為塊模式
• socket_set_nonblock() socket裡設置為非塊模式
• socket_set_option() 設置socket選項
• socket_shutdown() 這個函數允許你關閉讀、寫、或者指定的socket
• socket_strerror() 返回指定錯誤號的詳細錯誤
• socket_write() 寫數據到socket緩存
• socket_writev() 寫數據到分散/聚合數組

案例一：socket通信演示

服務器端：

<?php
//確保在連接客戶端時不會超時
set_time_limit(0);

$ip = '127.0.0.1';
$port = 1935;

/*
 +-------------------------------
 *  @socket通信整個過程
 +-------------------------------
 *  @socket_create
 *  @socket_bind
 *  @socket_listen
 *  @socket_accept
 *  @socket_read
 *  @socket_write
 *  @socket_close
 +--------------------------------
 */

/*----------------  以下操作都是手冊上的  -------------------*/
if(($sock = socket_create(AF_INET,SOCK_STREAM,SOL_TCP)) < 0) {
  echo "socket_create() 失敗的原因是:".socket_strerror($sock)."\n";
}

if(($ret = socket_bind($sock,$ip,$port)) < 0) {
  echo "socket_bind() 失敗的原因是:".socket_strerror($ret)."\n";
}

if(($ret = socket_listen($sock,4)) < 0) {
  echo "socket_listen() 失敗的原因是:".socket_strerror($ret)."\n";
}

$count = 0;

do {
  if (($msgsock = socket_accept($sock)) < 0) {
    echo "socket_accept() failed: reason: " . socket_strerror($msgsock) . "\n";
    break;
  } else {
    
    //發到客戶端
    $msg ="測試成功！\n";
    socket_write($msgsock, $msg, strlen($msg));
    
    echo "測試成功了啊\n";
    $buf = socket_read($msgsock,8192);
    
    
    $talkback = "收到的信息:$buf\n";
    echo $talkback;
    
    if(++$count >= 5){
      break;
    };
    
  
  }
  //echo $buf;
  socket_close($msgsock);

} while (true);

socket_close($sock);
?>

這是socket的服務端代碼。然後運行cmd，注意是自己的程序存放路徑啊。

沒有反映，對現在服務端的程序已經開始運行，端口已經開始監聽了。運行netstat -ano可以查看端口情況，我的是1935端口

看，端口已經處於LISTENING狀態了。接下來我們只要運行客戶端程序即可連接上。上代碼

<?php
error_reporting(E_ALL);
set_time_limit(0);
echo "<h2>TCP/IP Connection</h2>\n";

$port = 1935;
$ip = "127.0.0.1";

/*
 +-------------------------------
 *  @socket連接整個過程
 +-------------------------------
 *  @socket_create
 *  @socket_connect
 *  @socket_write
 *  @socket_read
 *  @socket_close
 +--------------------------------
 */

$socket = socket_create(AF_INET, SOCK_STREAM, SOL_TCP);
if ($socket < 0) {
  echo "socket_create() failed: reason: " . socket_strerror($socket) . "\n";
}else {
  echo "OK.\n";
}

echo "試圖連接 '$ip' 端口 '$port'...\n";
$result = socket_connect($socket, $ip, $port);
if ($result < 0) {
  echo "socket_connect() failed.\nReason: ($result) " . socket_strerror($result) . "\n";
}else {
  echo "連接OK\n";
}

$in = "Ho\r\n";
$in .= "first blood\r\n";
$out = '';

if(!socket_write($socket, $in, strlen($in))) {
  echo "socket_write() failed: reason: " . socket_strerror($socket) . "\n";
}else {
  echo "發送到服務器信息成功！\n";
  echo "發送的內容為:<font color='red'>$in</font> <br>";
}

while($out = socket_read($socket, 8192)) {
  echo "接收服務器回傳信息成功！\n";
  echo "接受的內容為:",$out;
}


echo "關閉SOCKET...\n";
socket_close($socket);
echo "關閉OK\n";
?>

至此客戶端已經連接上服務端了。

案例二：代碼詳解

// 設置一些基本的變量
$host = "192.168.1.99";
$port = 1234;
// 設置超時時間
set_time_limit(0);
// 創建一個Socket
$socket = socket_create(AF_INET, SOCK_STREAM, 0) or die("Could not createsocket\n");
//綁定Socket到端口
$result = socket_bind($socket, $host, $port) or die("Could not bind tosocket\n");
// 開始監聽鏈接
$result = socket_listen($socket, 3) or die("Could not set up socketlistener\n");
// accept incoming connections
// 另一個Socket來處理通信
$spawn = socket_accept($socket) or die("Could not accept incomingconnection\n");
// 獲得客戶端的輸入
$input = socket_read($spawn, 1024) or die("Could not read input\n");
// 清空輸入字符串
$input = trim($input);
//處理客戶端輸入並返回結果
$output = strrev($input) . "\n";
socket_write($spawn, $output, strlen ($output)) or die("Could not write
output\n");
// 關閉sockets
socket_close($spawn);
socket_close($socket);

下面是其每一步驟的詳細說明:

1.第一步是建立兩個變量來保存Socket運行的服務器的IP地址和端口.你可以設置為你自己的服務器和端口(這個端口可以是1到65535之間的數字),前提是這個端口未被使用.

// 設置兩個變量
$host = "192.168.1.99";
$port = 1234;

2.在服務器端可以使用set_time_out()函數來確保PHP在等待客戶端連接時不會超時.

// 超時時間
set_time_limit(0);

3.在前面的基礎上,現在該使用socket_creat()函數創建一個Socket了—這個函數返回一個Socket句柄,這個句柄將用在以後所有的函數中.

// 創建Socket
$socket = socket_create(AF_INET, SOCK_STREAM, 0) or die("Could not create
socket\n");

第一個參數”AF_INET”用來指定域名;

第二個參數”SOCK_STREM”告訴函數將創建一個什麼類型的Socket(在這個例子中是TCP類型)

因此,如果你想創建一個UDP Socket的話,你可以使用如下的代碼:

// 創建 socket
$socket = socket_create(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0) or die("Could not create
socket\n");

4.一旦創建了一個Socket句柄,下一步就是指定或者綁定它到指定的地址和端口.這可以通過socket_bind()函數來完成.

// 綁定 socket to 指定地址和端口
$result = socket_bind($socket, $host, $port) or die("Could not bind to
socket\n");

5.當Socket被創建好並綁定到一個端口後,就可以開始監聽外部的連接了.PHP允許你由socket_listen()函數來開始一個監聽,同時你可以指定一個數字(在這個例子中就是第二個參數:3)

// 開始監聽連接
$result = socket_listen($socket, 3) or die("Could not set up socket
listener\n");

6.到現在,你的服務器除了等待來自客戶端的連接請求外基本上什麼也沒有做.一旦一個客戶端的連接被收到,socket_accept()函數便開始起作用了,它接收連接請求並調用另一個子Socket來處理客戶端–服務器間的信息.

//接受請求鏈接
// 調用子socket 處理信息
$spawn = socket_accept($socket) or die("Could not accept incoming
connection\n");

這個子socket現在就可以被隨後的客戶端–服務器通信所用了.

7.當一個連接被建立後,服務器就會等待客戶端發送一些輸入信息,這寫信息可以由socket_read()函數來獲得,並把它賦值給PHP的$input變量.

// 讀取客戶端輸入
$input = socket_read($spawn, 1024) or die("Could not read input\n");

socker_read的第而個參數用以指定讀入的字節數,你可以通過它來限制從客戶端獲取數據的大小.

注意:socket_read函數會一直讀取殼戶端數據,直到遇見\n,\t或者\0字符.PHP腳本把這寫字符看做是輸入的結束符.

8.現在服務器必須處理這些由客戶端發來是數據(在這個例子中的處理僅僅包含數據的輸入和回傳到客戶端).這部分可以由socket_write()函數來完成(使得由通信socket發回一個數據流到客戶端成為可能)

// 處理客戶端輸入並返回數據
$output = strrev($input) . "\n";
socket_write($spawn, $output, strlen ($output)) or die("Could not write
output\n");

9.一旦輸出被返回到客戶端,父/子socket都應通過socket_close()函數來終止

// 關閉 sockets
socket_close($spawn);
socket_close($socket);

以上就是本文的全部內容，希望對大家的學習有所幫助，也希望大家多多支持。