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PHP套接字程式設計(socket)


套接字程式設計,一般使用c或c++。特別的在web應用程式開發中,常用perl實現套接字。除此以外,用php進行套接字程式設計也是一個選擇。Php可以勝任嗎?當然可以。Php是一門高質量的web應用程式開發語言,他的許多特性可以處理眾多的任務,網路程式設計也不例外。

1. 理解套接字
Mail、ftp、telnet、name和finger這些服務都是在一個專用的公開的埠上提供的,通過連線到這些埠,客戶程式就能夠訪問這些服務。這與現實生活是相似的——當需要乾洗衣服的時候,找乾洗店;當需要取錢的時候,去銀行,等等。除了專用於特定伺服器的埠外,計算機還有其它的埠讓程式設計師建立他們自己的伺服器。
埠一般是編號的,通過指定伺服器的埠號,客戶程式可以連線到該埠上。每種伺服器或埠要有特定的協議,為了讓客戶的請求能夠被理解和響應,客戶必須以這種伺服器特有的方式形成客戶請求。
Socket是網路上執行的兩個程式間雙向通訊連線的一端。Socket這個詞的一般意義是自然的或人工的插口,如家用電器的電源插口等。
客戶程式可以向Socket寫請求,伺服器將處理此請求,然後通過Socket把結果返回給客戶。
Socket是一種底層連線。客戶機和伺服器通過寫入到Socket的位元組流進行通訊。它們必須有共同的協議,也就是說,通過Socket相互傳送資訊時所用的語言必須是協定好的。

2. Socket建立連線的過程
建立過程如下:(connection-oriented)
server 方過程 client 方過程

socket() socket()
| |
bind() bind()
| |
listen() |
| |
accept()<------------------connect()
| |
recv()/send() <----------> send()/recv()

3. Php 基本套接字呼叫:
3.1. 基本套接字呼叫
建立套接字--socket();
繫結本機埠--bind();
建立連線--connect(),accept();
偵聽埠--listen();
資料傳輸--send(),recv();
輸入/輸出多路複用--select();
關閉套接字--closesocket()
3.2. php提供的套接字呼叫:
接受連線-—accept connect()
繫結埠—bind ()
關閉套接字—close()
初始化連線—connect()
偵聽埠—listen()
讀取套接字—read()
建立套接字—socket()
寫套接字—write()

4. 基本應用
4.1. 一個簡單的TCP伺服器
1 #!/usr/local/bin/php -q
2
3 <?php
4 /*
5 * We don't want any time-limit for how the long can hang
6 * around, waiting for connections:
7 */
8 set_time_limit(0);
9
10 /* Create a new socket: */
11 if( ($sock = socket( AF_INET, SOCK_STREAM, 0 )) < 0 )
12 {
13 print strerror( $sock ) . "n";
14 exit(1);
15 }
16
17 /* Bind the socket to an address and a port: */
18 if( ($ret = bind( $sock, "10.31.172.77", 10000 )) < 0 )
19 {
20 print strerror( $ret ) . "n";
21 exit(1);
22 }
23
24 /*
25 * Listen for incoming connections on $sock.
26 * The '5' means that we allow 5 queued connections.
27 */
28 if( ($ret = listen( $sock, 5 )) < 0 )
29 {
30 print strerror( $ret ) . "n";
31 }
32
33 /* Accept incoming connections: */
34 if( ($msgsock = accept_connect( $sock )) < 0)
35 {
36 print strerror( $msgsock ) . "n";
37 exit(1);
38 }
39
40 /* Send the welcome-message: */
41 $message = "Welcome to my TCP-server!n";
42 if( ($ret = write( $msgsock, $message, strlen($message)) ) < 0 )
43 {
44 print strerror( $msgsock ) . "n";
45 exit(1);
46 }
47
48 /* Read/Receive some data from the client: */
49 $buf = '';
50 if( ($ret = read( $msgsock, $buf, 128 )) < 0 )
51 {
52 print strerror( $ret ) . "n";
53 exit(1);
54 }
55
56 /* Echo the received data back to the client: */
57 if( ($ret = write( $msgsock, "You said: $bufn", strlen("You said: $bufn")) ) < 0 )
58 {
59 print strerror( $ret ) . "n";
60 exit(1);
61 }
62
63 /* Close the communication-socket: */
64 close( $msgsock );
65
66 /* Close the global socket: */
67 close( $sock );
68 ?>

第8行:使用set_time_limit設定程式執行時間為無限以等待連線;
11-15: 建立一個套接字;
18-22: 把建立的套接字與IP及埠繫結;
28-31: 偵聽埠;
34-38: 接受連線;
41-46: 顯示歡迎資訊;
49-54: 讀取客戶端資訊;
57-61: 向客戶端回顯資訊;
63-67: 關閉套接字
4.2. TCP伺服器的執行
上邊這個tcp伺服器的執行要求php編譯成cgi解釋方式,並且編譯時加入--enable-sockets。
如果你已經編譯成cgi解釋方式執行,但是使用命令php -m列出的專案沒有sockets,則說明你需要重新編譯php。當這些要求達到後你就可以執行這個伺服器了
啟動伺服器:
./filename.php
然後就可以使用telnet登入了。
telnet 10.31.172.77 10000
你的終端上將顯示:
Trying 10.31.172.77...
Connected to 10.31.172.77.
Escape character is '^]'.
Welcome to my TCP server!
然後輸入一些東西,並回車:
Hello
You said: Hello
Connection closed by foreign host

你也可以修改一下這個程式,讓它像phpmanual上的那個例子,只有當客戶端輸入“quit“的時候才關閉連線。

5. 其他應用
5.1. 聊天室應用
5.1.1. 常見的聊天室實現
一般的聊天室的實現常使用的方法是使用框架頁面,然後對其中一個用於顯示談話內容的框架使用html的方式重新整理,例如:
<meta http-equiv=“refresh” content=”3;http://www.jite.net”>
使用這種方式會導致瀏覽器端不斷的向伺服器端發出請求,當有大量的請求時就會使得伺服器執行效率降低。這樣的聊天室顯然是有設計弊端的。
但是如果使用socket的方式實現聊天室,情況就不同了。
5.1.2. 使用socket實現聊天室
我們要討論的聊天室非常簡單,只是一個原理上的實現。
它是一個 client/server 結構的程式, 首先啟動 server, 然後使用者使用 client 進行連線. client/server 結構的優點是速度快, 缺點是當 server 進行更新時, client 也必需更新.

初始化 server, 使server 進入監聽狀態: (以下只是實現原理,並不涉及具體程式)

$socket = socket( AF_INET,SOCK_STREAM, 0);
// 首先建立一個 socket, 族為 AF_INET, 型別為 SOCK_STREAM.
// AF_INET = ARPA Internet protocols 即使用 TCP/IP 協議族
// SOCK_STREAM 型別提供了順序的, 可靠的, 基於位元組流的全雙工連線.
// 由於該協議族中只有一個協議, 因此第三個引數為 0

 
bind ($sock, $address, $port)
// 再將這個 socket 與某個地址進行繫結.

listen( sockfd, MAX_CLIENT)
// 地址繫結之後, server 進入監聽狀態.
// MAX_CLIENT 是可以同時建立連線的 client 總數.

server 進入 listen 狀態後, 等待 client 建立連線。

Client端要建立連線首先也需要初始化連線:

$socket= socket( AF_INET,SOCK_STREAM,0))
// 同樣的, client 也先建立一個 socket, 其引數與 server 相同.

connect ($socket, $address, $service_port)
// client 使用 connect 建立一個連線.

當 client 建立新連線的請求被送到Server端時, server 使用 accept 來接受該連線:

accept_connect($sock)
// accept 返回一個新的檔案描述符.

在 server 進入 listen 狀態之後, 由於可能有多個使用者請求連線,所以程式需要同時對這些使用者進行操作,並在它們之間實現資訊交換。這在實現上稱為I/O多路複用技術。
I/O多路複用技術的方法就不是本文所要敘述的內容了,如有興趣請參考相關書籍。

5.2. 一個基於web的新聞組瀏覽器
在php中可以使用fsockopen開啟一個tcp socket連線
int fsockopen (string hostname, int port [, int errno [, string errstr [, double timeout]]])
有關此函式的使用請參考php手冊。
訪問新聞組服務,需要使用一個協議叫NNTP,即Network News Transfer Protocol。
這個協議有一個專用的RFC描述,它位於 http://www.w3.org/Protocols/rfc977/rfc977.html。
該文件詳細的說明了如何同一個nntp伺服器對話及如何使用命令完成任務。
5.2.1. 連線一個伺服器
<?php
$cfgServer = "news.php.net";
$cfgPort = 119;
$cfgTimeOut = 10;

// open a socket
if(!$cfgTimeOut)
// without timeout
$usenet_handle = fsockopen($cfgServer, $cfgPort);
else
// with timeout
$usenet_handle = fsockopen($cfgServer, $cfgPort, &$errno, &$errstr, $cfgTimeOut);

if(!$usenet_handle) {
echo "Connexion failedn";
exit();
}
else {
echo "Connectedn";
$tmp = fgets($usenet_handle, 1024);
}
?>

5.2.2. 同伺服器進行對話
在前面,我們已經同伺服器連線上了,假如我們要從某一新聞組中選取10條最近的新聞,該怎麼辦呢?
RFC977指出,選擇一個新聞組使用group命令:
GROUP ggg
<?php

//$cfgUser = "xxxxxx";
//$cfgPasswd = "yyyyyy";
$cfgNewsGroup = "alt.php";

// identification required on private server
if($cfgUser) {
fputs($usenet_handle, "AUTHINFO USER ".$cfgUser."n");
$tmp = fgets($usenet_handle, 1024);

fputs($usenet_handle, "AUTHINFO PASS ".$cfgPasswd."n");
$tmp = fgets($usenet_handle, 1024);

// check error

if($tmp != "281 Okrn") {
echo "502 Authentication errorn";
exit();
}
}

// select newsgroup

fputs($usenet_handle, "GROUP ".$cfgNewsGroup."n");
$tmp = fgets($usenet_handle, 1024);

if($tmp == "480 Authentication required for commandrn") {
echo "$tmpn";
exit();
}

$info = split(" ", $tmp);
$first = $info[2];
$last = $info[3];

print "First : $firstn";
print "Last : $lastn";
?>

5.2.3. 讀取新聞
讀取新聞的命令是article,具體用法請參考RFC977,這裡就不提供例程了。

6. 後記
我以為上次寫了一篇,這次就可以免了。離交稿日期沒幾天了,於榮賦來約稿。程稿倉促,難免有錯,請見諒,並且指出。

7. 參考文獻:
廖斌,《php的守護程式程式設計》;
w3c,《RFC977》;
Daniel Solin,Introduction to Socket Programming with PHP;