PHP Socket 编程之9个主要函数的使用之测试案例

php的socket编程算是比较难以理解的东西吧，不过，我们只要理解socket几个函数之间的关系，以及它们所扮演的角色，那么理解起来应该不是很难了，在笔者看来，socket编程，其实就是建立一个网络服务的客户端和服务端，这和mysql的客户端和服务端是一样的，你只要理解mysql的客户端和服务端是怎么一回事，你就应该能够理解下面我要讲的东西吧。

关于socket编程所涉及到的网络协议，什么TCP啊，UDP啊，什么socket三次握手等等，这些网络协议网上有很详细的解释，这里不讲，只截个socket建立套接的过程图让你瞧瞧：

socket是怎么建立连接的呢？上面已经提到过了，它建立连接的过程是与mysql的客户端和服务端的连接本质是一样的。而它与mysql不同的是，mysql的服务端和客户端都已经为我们编辑好了，我们只要应用就行了。但是，关键时刻来啦，socket它什么东西都没有提供给我们，唯一提供给我们的就是：几十个socket函数。

参考Socket根据官方文档：http://php.net/manual/zh/book.sockets.php

PHP Socket 编程之8个主要函数分别是：

• socket_create — 创建一个套接字（通讯节点）作用：创建一个socket套接字，说白了，就是一个网络数据流。返回值：一个套接字，或者是false，参数错误发出E_WARNING警告socket_create创建并返回一个套接字，也称作一个通讯节点。一个典型的网络连接由2个套接字构成，一个运行在客户端，另一个运行在服务器端。
• socket_bind — 给套接字绑定名字

• socket_connect — 开启一个套接字连接 返回true 或false
• socket_listen —监听一个套接字，返回值为true或者false

• socket_accept — 接收套接字的资源信息，成功返回套接字的信息资源，失败为false
• socket_read — 作用：读取套接字的资源信息，返回值：成功把套接字的资源转化为字符串信息，失败为false
• socket_send — 发送数据
• socket_write — 作用：把数据写入套接字中  返回值：成功返回字符串的字节长度，失败为false
• socket_close — 关闭套接字资源

 一、服务端php代码：server.php

 <?php
 /*
  * AF_INET    IPv4 网络协议。TCP 和 UDP 都可使用此协议。
  * SOCK_STREAM    提供一个顺序化的、可靠的、全双工的、基于连接的字节流。支持数据传送流量控制机制。TCP 协议即基于这种流式套接字。
  * tcp    Transmission Control Protocol 是一个可靠的、基于连接的、面向数据流的全双工协议。
  * TCP 能够保障所有的数据包是按照其发送顺序而接收的。如果任意数据包在通讯时丢失，
  * TCP 将自动重发数据包直到目标主机应答已接收。因为可靠性和性能的原因，TCP 在数据传输层使用 8bit 字节边界。
  * 因此，TCP 应用程序必须允许传送部分报文的可能。
  * */
 $socket = socket_create(AF_INET,SOCK_STREAM,SOL_TCP);
 /*绑定接收的套接流主机和端口,与客户端相对应*/
 if(socket_bind($socket,'localhost',8888) == false){
     echo 'server bind faild:'.socket_strerror(socket_last_error());
     /*这里的127.0.0.1是在本地主机测试，你如果有多台电脑，可以写IP地址*/
 }
 //监听套接流 允许多少个客户端来排队连接
 if(socket_listen($socket,4)==false){
     echo 'server listen fail:'.socket_strerror(socket_last_error());
 }
 //让服务器无限获取客户端传过来的信息
 do{
     /*接收客户端传过来的信息*/
     $accept_resource = socket_accept($socket);
     /*socket_accept的作用就是接受socket_bind()所绑定的主机发过来的套接流*/

     if($accept_resource !== false){

         socket_getpeername($accept_resource, $addr, $port);  //获取连接过来的客户端ip地址和端口
         echo "client connect server: IP=$addr, Port=$port " . PHP_EOL;

         while (1)
         {
             /*读取客户端传过来的资源，并转化为字符串*/
             $string = socket_read($accept_resource,1024);
             /*socket_read的作用就是读出socket_accept()的资源并把它转化为字符串*/
             echo 'read data from client:'.$string.PHP_EOL;//PHP_EOL为php的换行预定义常量
             if($string != false){
                 //回写给客户端
                 $data = 'server receive data is: '.$string;
                 $data = strtoupper($data);  //小写转大写
                 /*向socket_accept的套接流写入信息，也就是回馈信息给socket_bind()所绑定的主机客户端*/
                 //socket_write($accept_resource,$data,strlen($data));
                 socket_write($accept_resource,$data);
                 /*socket_write的作用是向socket_create的套接流写入信息，或者向socket_accept的套接流写入信息*/
             }else{
                 //客户端关闭
                 socket_close($accept_resource);
                 echo "client close" . PHP_EOL;
                 break;
             }
         }
         /*socket_close的作用是关闭socket_create()或者socket_accept()所建立的套接流*/
        // socket_close($accept_resource);
     }

 }while(true);

 socket_close($socket);
 ?>

开始启动服务：

我们用telnet来测试：

但其实这个TCP服务器是有问题的，它一次只能处理一个客户端的连接和数据传输，这是因为一个客户端连接过来后，进程就去负责读写客户端数据，当客户端没有传输数据时，tcp服务器处于阻塞读状态，无法再去处理其他客户端的连接请求了。

1）解决这个问题的一种办法就是采用多进程服务器，每当一个客户端连接过来，服务器开一个子进程专门负责和该客户端的数据传输，

而父进程仍然监听客户端的连接，但是起进程的代价是昂贵的，这种多进程的机制显然支撑不了高并发。

2）另一个解决办法是使用IO多路复用机制，使用php为我们提供的socket_select方法，它可以监听多个socket，

如果其中某个socket状态发生了改变，比如从不可写变为可写，从不可读变为可读，这个方法就会返回，从而我们就可以去处理这个socket，处理客户端的连接，读写操作等等。

来看php文档中对该socket_select的介绍

socket_select — Runs the select() system call on the given arrays of sockets with a specified timeout

该函数定义如下：

int socket_select ( array &$read , array &$write , array &$except , int $tv_sec [, int$tv_usec = 0 ] )

大致翻译下：

socket_select  ---  在给定的几组sockets数组上执行 select() 系统调用，用一个特定的超时时间。

socket_select() 接受几组sockets数组作为参数，并监听它们改变状态

这些基于BSD scokets 能够识别这些socket资源数组实际上就是文件描述符集合。

三个不同的socket资源数组会被同时监听。

这三个资源数组不是必传的， 你可以用一个空数组或者NULL作为参数，不要忘记这三个数组是以引用的方式传递的，在函数返回后，这些数组的值会被改变。

socket_select() 调用成功返回这三个数组中状态改变的socket总数，如果设置了timeout，并且在timeout之内都没有状态改变，这个函数将返回0，出错时返回FALSE，

可以用socket_last_error() 获取错误码。

二、使用 socket_select() 优化之前 phptcpserver.php 代码：

 <?php
 /*
  * AF_INET    IPv4 网络协议。TCP 和 UDP 都可使用此协议。
  * SOCK_STREAM    提供一个顺序化的、可靠的、全双工的、基于连接的字节流。支持数据传送流量控制机制。TCP 协议即基于这种流式套接字。
  * tcp    Transmission Control Protocol 是一个可靠的、基于连接的、面向数据流的全双工协议。
  * TCP 能够保障所有的数据包是按照其发送顺序而接收的。如果任意数据包在通讯时丢失，
  * TCP 将自动重发数据包直到目标主机应答已接收。因为可靠性和性能的原因，TCP 在数据传输层使用 8bit 字节边界。
  * 因此，TCP 应用程序必须允许传送部分报文的可能。
  * */
 $servsock = socket_create(AF_INET,SOCK_STREAM,SOL_TCP);
 /*绑定接收的套接流主机和端口,与客户端相对应*/
 if(socket_bind($servsock,'localhost',8888) == false){
     echo 'server bind faild:'.socket_strerror(socket_last_error());
     /*这里的127.0.0.1是在本地主机测试，你如果有多台电脑，可以写IP地址*/
 }
 //监听套接流 允许多少个客户端来排队连接
 if(socket_listen($servsock,4)==false){
     echo 'server listen fail:'.socket_strerror(socket_last_error());
 }

 /* 要监听的三个sockets数组 */
 $read_socks     = array();
 $write_socks    = array();
 $except_socks   = NULL;  // 注意 php 不支持直接将NULL作为引用传参，所以这里定义一个变量

 $read_socks[] = $servsock;
 //让服务器无限获取客户端传过来的信息
 do{

     /* 这两个数组会被改变，所以用两个临时变量 */
     $tmp_reads  = $read_socks;
     $tmp_writes = $write_socks;
     // int socket_select ( array &$read , array &$write , array &$except , int $tv_sec [, int $tv_usec = 0 ] )
     $count = socket_select($tmp_reads, $tmp_writes, $except_socks, NULL);  // timeout 传 NULL 会一直阻塞直到有结果返回

     foreach ($tmp_reads as $read)
     {
         if ($read == $servsock)
         {
             /* 有新的客户端连接请求 */
             $connsock = socket_accept($servsock);  //响应客户端连接， 此时不会造成阻塞
             if ($connsock)
             {
                 socket_getpeername($connsock, $addr, $port);  //获取远程客户端ip地址和端口
                 echo "client connect server: ip = $addr, port = $port" . PHP_EOL;

                 // 把新的连接sokcet加入监听
                 $read_socks[]  = $connsock;
                 $write_socks[] = $connsock;
             }
         }else{
             /* 客户端传输数据 */
             $data = socket_read($read, 1024);  //从客户端读取数据, 此时一定会读到数组而不会产生阻塞
             if($data === ''){
                 //移除对该 socket 监听
                 foreach ($read_socks as $key => $val)
                 {
                     if ($val == $read) unset($read_socks[$key]);
                 }
                 //移除回写 socket 监听
                 foreach ($write_socks as $key => $val)
                 {
                     if ($val == $read) unset($write_socks[$key]);
                 }
                 socket_close($read);
                 echo "client close" . PHP_EOL;
             }else{
                 //如果data不为空 返回给对方客户端
                 socket_getpeername($read, $addr, $port);  //获取远程客户端ip地址和端口
                 echo "read from client # $addr:$port # " . $data;

                 $data = strtoupper($data);  //小写转大写
                 $data = "from server:".$data;
                 if (in_array($read, $tmp_writes))
                 {
                     //如果该客户端可写 把数据回写给客户端
                     socket_write($read, $data);
                 }
             }
         }
     }

 }while(true);
 //最后关闭连接
 socket_close($socket);
 ?>

现在，这个TCP服务器就可以支持多个客户端同时连接了！分别启用2个 telnet 来测试

测试服务输出如下：

三、稍微修改上面的服务器返回，返回一个HTTP响应头和一个简单的HTTP响应体，这样就摇身一变成了一个最简单的HTTP服务器

 <?php
 /*
  * AF_INET    IPv4 网络协议。TCP 和 UDP 都可使用此协议。
  * SOCK_STREAM    提供一个顺序化的、可靠的、全双工的、基于连接的字节流。支持数据传送流量控制机制。TCP 协议即基于这种流式套接字。
  * tcp    Transmission Control Protocol 是一个可靠的、基于连接的、面向数据流的全双工协议。
  * TCP 能够保障所有的数据包是按照其发送顺序而接收的。如果任意数据包在通讯时丢失，
  * TCP 将自动重发数据包直到目标主机应答已接收。因为可靠性和性能的原因，TCP 在数据传输层使用 8bit 字节边界。
  * 因此，TCP 应用程序必须允许传送部分报文的可能。
  * */
 $servsock = socket_create(AF_INET,SOCK_STREAM,SOL_TCP);
 /*绑定接收的套接流主机和端口,与客户端相对应*/
 if(socket_bind($servsock,'localhost',8888) == false){
     echo 'server bind faild:'.socket_strerror(socket_last_error());
     /*这里的127.0.0.1是在本地主机测试，你如果有多台电脑，可以写IP地址*/
 }
 //监听套接流 允许多少个客户端来排队连接
 if(socket_listen($servsock,4)==false){
     echo 'server listen fail:'.socket_strerror(socket_last_error());
 }

 /* 要监听的三个sockets数组 */
 $read_socks     = array();
 $write_socks    = array();
 $except_socks   = NULL;  // 注意 php 不支持直接将NULL作为引用传参，所以这里定义一个变量

 $read_socks[] = $servsock;
 //让服务器无限获取客户端传过来的信息
 do{

     /* 这两个数组会被改变，所以用两个临时变量 */
     $tmp_reads  = $read_socks;
     $tmp_writes = $write_socks;
     // int socket_select ( array &$read , array &$write , array &$except , int $tv_sec [, int $tv_usec = 0 ] )
     $count = socket_select($tmp_reads, $tmp_writes, $except_socks, NULL);  // timeout 传 NULL 会一直阻塞直到有结果返回

     foreach ($tmp_reads as $read)
     {
         if ($read == $servsock)
         {
             /* 有新的客户端连接请求 */
             $connsock = socket_accept($servsock);  //响应客户端连接， 此时不会造成阻塞
             if ($connsock)
             {
                 socket_getpeername($connsock, $addr, $port);  //获取远程客户端ip地址和端口
                 echo "client connect server: ip = $addr, port = $port" . PHP_EOL;

                 // 把新的连接sokcet加入监听
                 $read_socks[]  = $connsock;
                 $write_socks[] = $connsock;
             }
         }else{
             /* 客户端传输数据 */
             $data = socket_read($read, 1024);  //从客户端读取数据, 此时一定会读到数组而不会产生阻塞
             if($data === ''){
                 //移除对该 socket 监听
                 foreach ($read_socks as $key => $val)
                 {
                     if ($val == $read) unset($read_socks[$key]);
                 }
                 //移除回写 socket 监听
                 foreach ($write_socks as $key => $val)
                 {
                     if ($val == $read) unset($write_socks[$key]);
                 }
                 socket_close($read);
                 echo "client close" . PHP_EOL;
             }else{
                 //如果data不为空 返回给对方客户端
                 socket_getpeername($read, $addr, $port);  //获取远程客户端ip地址和端口
                 echo "read from client # $addr:$port # " . $data;

                 $data = strtoupper($data);  //小写转大写
                 $data = "from server:".$data;
                 $len  = strlen($data)+1;
                 //增加http响应头 和响应体
                 $response = "HTTP/1.1 200 OK\r\n";
                 $response .= "Server: DaoKrHttpServer\r\n";
                 $response .= "Content-Type: text/html\r\n";
                 $response .= "Content-Length: $len\r\n\r\n";
                 $response .= "$data\n";

                 if (in_array($read, $tmp_writes))
                 {
                     //如果该客户端可写 把数据回写给客户端
                     //socket_write($read, $data);
                     //如果该客户端可写 把数据回写给客户端
                     socket_write($read, $response);
                     socket_close($read);  // 主动关闭客户端连接
                     //关闭后删掉当前的读取监听
                     foreach ($read_socks as $key => $val)
                     {
                         if ($val == $read) unset($read_socks[$key]);
                     }
                     //关闭后删掉当前的回写监听
                     foreach ($write_socks as $key => $val)
                     {
                         if ($val == $read) unset($write_socks[$key]);
                     }
                 }
             }
         }
     }

 }while(true);
 //最后关闭连接
 socket_close($socket);
 ?>

重新启动该服务器，用curl模拟请求该http服务器：

 root@DK:/home/daokr# curl 127.0.0.1:
 from server:GET / HTTP/1.1
 HOST: 127.0.0.1:
 USER-AGENT: CURL/7.47.
 ACCEPT: */*

服务端返回：

4）使用apache 的ab命令来压力测试下我们的程序；如果没有安装请安装

  nginx压力测试方法：
  #ab命令
  #安装ab
  #Centos系统
  yum install apr-util
  #Ubuntu系统
  sudo apt-get install apache2-utils  

执行命令：

ab -c  -n  http://127.0.0.1:8888/

输出结果：

root@DK:/home/daokr# ab -n 100 -c 10 http://127.0.0.1:8888/
This is ApacheBench, Version 2.3 <$Revision: 1706008 $>
Copyright 1996 Adam Twiss, Zeus Technology Ltd, http://www.zeustech.net/
Licensed to The Apache Software Foundation, http://www.apache.org/

Benchmarking 127.0.0.1 (be patient).....done

Server Software: DaoKrHttpServer
Server Hostname: 127.0.0.1
Server Port: 8888

Document Path: /
Document Length: 95 bytes

Concurrency Level: 10
Time taken for tests: 0.212 seconds
Complete requests: 100
Failed requests: 0
Total transferred: 18400 bytes
HTML transferred: 9500 bytes
Requests per second: 471.32 [#/sec] (mean)
Time per request: 21.217 [ms] (mean)
Time per request: 2.122 [ms] (mean, across all concurrent requests)
Transfer rate: 84.69 [Kbytes/sec] received

Connection Times (ms)
min mean[+/-sd] median max
Connect: 0 0 0.7 0 7
Processing: 0 6 28.6 1 205
Waiting: 0 6 28.5 1 204
Total: 0 6 28.6 1 205

Percentage of the requests served within a certain time (ms)
50% 1
66% 2
75% 2
80% 2
90% 4
95% 6
98% 204
99% 205
100% 205 (longest request)
root@DK:/home/daokr#

5）另一个压力测试工具

debian和ubuntu用户可以通过apt-get install siege来安装siege.

siege是一个跟ab.exe相似的http压力测试软件。

我们可以用siege来测试我们的网站和服务器性能。

siege -r 100 -c 10 http://www.domain.com/test.php

-r 是 repeat , -r 100是重复100次测试

-c 10是表示模拟10个用户同时并发连接

最后面是要测试的URL地址。

测试过程中可以随时按CTRL+C中止进程，siege会生成一个报告给我们。

我们可以同时根据siege的测试结果和监视服务器的负载情况，对系统压力状况进行一个深入了解和分析。接下来可以帮助我们判断该如何进行下一步操作，是继续优化配置，还是升级硬件。

6）客户端测试代码 client.php

 <?php
 //创建一个socket套接流
 $socket = socket_create(AF_INET,SOCK_STREAM,SOL_TCP);
 /****************设置socket连接选项，这两个步骤你可以省略*************/
 //接收套接流的最大超时时间1秒，后面是微秒单位超时时间，设置为零，表示不管它
 socket_set_option($socket, SOL_SOCKET, SO_RCVTIMEO, array("sec" => 10, "usec" => 0));
 //发送套接流的最大超时时间为6秒
 socket_set_option($socket, SOL_SOCKET, SO_SNDTIMEO, array("sec" => 10, "usec" => 0));
 /****************设置socket连接选项，这两个步骤你可以省略*************/

 //连接服务端的套接流，这一步就是使客户端与服务器端的套接流建立联系
 if(socket_connect($socket,'localhost',8888) == false){
     echo 'connect fail massege:'.socket_strerror(socket_last_error());
 }else{
     //像服务器写数据
     $message = 'l love you my socket';
     //转为GBK编码，处理乱码问题，这要看你的编码情况而定，每个人的编码都不同
     $message = mb_convert_encoding($message,'GBK','UTF-8');
     //向服务端写入字符串信息

     if(socket_write($socket,$message,strlen($message)) == false){
         echo 'fail to write'.socket_strerror(socket_last_error());
     }else{
         echo 'client write  data success'.PHP_EOL;
         //读取服务端返回来的套接流信息
         while($callback = socket_read($socket, 1024)){
             echo '服务器响应返回:'.PHP_EOL.$callback;
         }
     }
 }
 socket_close($socket);//工作完毕，关闭套接流

 ?>