下面我畫了一個圖示範 client 和 server 之間建立 websocket 串連時握手部分,這個部分在 node 中可以十分輕鬆的完成,因為 node 提供的 net 模組已經對 socket 通訊端做了封裝處理,開發人員使用的時候只需要考慮資料的互動而不用處理串連的建立。而 php 沒有,從 socket 的串連、建立、綁定、監聽等,這些都需要我們自己去操作,所以有必要拿出來再說一說。
① 和 ② 實際上就是一個 HTTP 的請求和響應,只不過我們在處理的過程中我們拿到的是沒有經過解析的字串。如:
複製代碼 代碼如下:
GET /chat HTTP/1.1
Host: server.example.com
Origin: http://www.jb51.com
我們往常看到的請求是這個樣子,當這東西到了伺服器端,我們可以通過一些程式碼程式庫直接拿到這些資訊。
一、php 中處理 websocket
WebSocket 串連是由用戶端主動發起的,所以一切要從用戶端出發。第一步是要解析拿到用戶端發過來的 Sec-WebSocket-Key 字串。
複製代碼 代碼如下:
GET /chat HTTP/1.1
Host: server.example.com
Upgrade: websocket
Connection: Upgrade
Sec-WebSocket-Key: dGhlIHNhbXBsZSBub25jZQ==
Origin: http://www.jb51.com
Sec-WebSocket-Protocol: chat, superchat
Sec-WebSocket-Version: 13
client 請求的格式
首先 php 建立一個 socket 串連,監聽連接埠的資訊。
1. socket 串連的建立
關於 socket 通訊端的建立,相信很多大學修過電腦網路的人都知道了,下面是一張串連建立的過程:
複製代碼 代碼如下:
// 建立一個 socket 通訊端
$master = socket_create(AF_INET, SOCK_STREAM, SOL_TCP);
socket_set_option($master, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, 1);
socket_bind($master, $address, $port);
socket_listen($master);
相比 node,這個地方的處理實在是太麻煩了,上面幾行代碼並未建立串連,只不過這些代碼是建立一個 socket 通訊端必須要寫的東西。由於處理過程稍微有複雜,所以我把各種處理寫進了一個類中,方便管理和調用。
複製代碼 代碼如下:
//demo.php
Class WS {
var $master; // 串連 server 的 client
var $sockets = array(); // 不同狀態的 socket 管理
var $handshake = false; // 判斷是否握手
function __construct($address, $port){
// 建立一個 socket 通訊端
$this->master = socket_create(AF_INET, SOCK_STREAM, SOL_TCP)
or die("socket_create() failed");
socket_set_option($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) {
//自動選擇來訊息的 socket 如果是握手 自動選擇主機
$write = NULL;
$except = NULL;
socket_select($this->sockets, $write, $except, NULL);
foreach ($this->sockets as $socket) {
//串連主機的 client
if ($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 (!$this->handshake) {
// 如果沒有握手,先握手回應
//doHandShake($socket, $buffer);
echo "shakeHands\n";
} else {
// 如果已經握手,直接接受資料,並處理
$buffer = decode($buffer);
//process($socket, $buffer);
echo "send file\n";
}
}
}
}
}
}
上面這段代碼是經過我調試了的,沒太大的問題,如果想測試的話,可以在 cmd 命令列中鍵入 php /path/to/demo.php;當然,上面只是一個類,如果要測試的話,還得建立一個執行個體。
複製代碼 代碼如下:
$ws = new WS('localhost', 4000);
用戶端代碼可以稍微簡單點:
複製代碼 代碼如下:
var ws = new WebSocket("ws://localhost:4000");
ws.onopen = function(){
console.log("握手成功");
};
ws.onerror = function(){
console.log("error");
};
運行伺服器代碼,當用戶端串連的時候,我們可以看到:
2. 提取 Sec-WebSocket-Key 資訊
複製代碼 代碼如下:
function getKey($req) {
$key = null;
if (preg_match("/Sec-WebSocket-Key: (.*)\r\n/", $req, $match)) {
$key = $match[1];
}
return $key;
}
這裡比較簡單,直接正則匹配,websocket 資訊頭一定包含 Sec-WebSocket-Key,所以我們匹配起來也比較快捷~
3. 加密 Sec-WebSocket-Key
複製代碼 代碼如下:
function encry($req){
$key = $this->getKey($req);
$mask = "258EAFA5-E914-47DA-95CA-C5AB0DC85B11";
return base64_encode(sha1($key . '258EAFA5-E914-47DA-95CA-C5AB0DC85B11', true));
}
將 SHA-1 加密後的字串再進行一次 base64 加密。如果密碼編譯演算法錯誤,用戶端在進行校檢的時候會直接報錯:
4. 應答 Sec-WebSocket-Accept
複製代碼 代碼如下:
function dohandshake($socket, $req){
// 擷取加密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: " . $acceptKey . "\r\n" .
"\r\n";
// 寫入socket
socket_write(socket,$upgrade.chr(0), strlen($upgrade.chr(0)));
// 標記握手已經成功,下次接受資料採用資料框架格式
$this->handshake = true;
}
這裡千萬要注意,每一個請求和相應的格式,最後有一個空行,也就是 \r\n,開始測試的時候把這東西給弄丟了,糾結了半天。
當用戶端成功校檢key後,會觸發 onopen 函數:
5. 資料幀處理
複製代碼 代碼如下:
// 解析資料幀
function decode($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 $decoded;
}
這裡涉及的編碼問題在前文中已經提到過了,這裡就不贅述,php 對字元處理的函數太多了,也記得不是特別清楚,這裡就沒有詳細的介紹解碼程式,直接把用戶端發送的資料原樣返回,可以算是一個聊天室的模式吧。
複製代碼 代碼如下:
// 返回幀資訊處理
function frame($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 $ns;
}
// 返回資料
function send($client, $msg){
$msg = $this->frame($msg);
socket_write($client, $msg, strlen($msg));
}
用戶端代碼:
複製代碼 代碼如下:
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");
在連通之後發送資料,伺服器原樣返回:
二、注意問題
1. websocket 版本問題
用戶端在握手時的請求中有Sec-WebSocket-Version: 13,這樣的版本標識,這個是一個升級版本,現在的瀏覽器都是使用的這個版本。而以前的版本在資料加密的部分更加麻煩,它會發送兩個key:
複製代碼 代碼如下:
GET /chat HTTP/1.1
Host: server.example.com
Upgrade: websocket
Connection: Upgrade
Origin: http://www.jb51.net
Sec-WebSocket-Protocol: chat, superchat
Sec-WebSocket-Key1: xxxx
Sec-WebSocket-Key2: xxxx
如果是這種版本(比較老,已經沒在使用了),需要通過下面的方式擷取
複製代碼 代碼如下:
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);
}
只能無限吐槽這種驗證方式!相比 nodeJs 的 websocket 操作方式:
複製代碼 代碼如下:
//伺服器程式
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);
2. 資料幀解析代碼
本文沒有給出 decodeFrame 這樣資料幀解析代碼,前文中給出了資料幀的格式,解析純屬體力活。
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