PHP实现系统编程(四)--- 本地套接字(Unix Domain Socket)

Socket API一开始是为了解决网络通讯而设计的,而后来在此之上又衍生出一种叫做本地套接字(Unix Domain Socket)的技术,本地套接字顾名思义,只支持本地的两个进程之间进行通信,虽然网络套接字(Internet Domain Socket)也可以通过本地回环地址(127.0.0.1)来实现本地进程间通信,但由于本地套接字不需要经过网络协议栈,封包拆包、计算校验和等操作,所以效率上相比网络套接字有一定的优势。由于本地套接字性能高、稳定、支持非血缘关系的进程间通讯,所以本地套接字也是当下使用最广泛的IPC(进程间通信)的机制之一。

Nginx 与 PHP-FPM 之间使用网络套接字(127.0.0.1:9000)和使用本地套接字两种通信方式的性能对比 

一般我们都是让 PHP-FPM 监听 127.0.0.1:9000 ,显然这时 Nginx 与 PHP-FPM 是通过网络套接字来实现通讯的,其实,如果 Nginx和 PHP-FPM运行在同一台服务器上,我们还可以让 PHP-FPM监听本地套接字,接下来就针对这两种方式的性能做一简单的比较。

这里我的Nginx开启两个worker进程

[root@localhost ~]# ps -ef | grep nginx
root      1838     1  0 22:48 ?        00:00:00 nginx: master process /usr/sbin/nginx -c /etc/nginx/nginx.conf
nginx     1839  1838  0 22:48 ?        00:00:00 nginx: worker process                   
nginx     1840  1838  0 22:48 ?        00:00:00 nginx: worker process                   
root      1851  1797  0 22:49 pts/0    00:00:00 grep nginx

 

使用网络套接字,Nginx和PHP-FPM配置分别如下:

PHP实现系统编程(四)--- 本地套接字(Unix Domain Socket)_第1张图片


PHP实现系统编程(四)--- 本地套接字(Unix Domain Socket)_第2张图片 


压力测试test.php脚本


压测结果:

PHP实现系统编程(四)--- 本地套接字(Unix Domain Socket)_第3张图片



再来看看 Nginx和PHP-FPM 用本地套接字方式的通信,Nginx 和 PHP-FPM 的配置稍作修改:

PHP实现系统编程(四)--- 本地套接字(Unix Domain Socket)_第4张图片


PHP实现系统编程(四)--- 本地套接字(Unix Domain Socket)_第5张图片


压测结果:

PHP实现系统编程(四)--- 本地套接字(Unix Domain Socket)_第6张图片


以上测试都是多次压测后取得结果,从结果可以看到,本地套接字要比网络套接字的QPS平均高了100多,和我们预期基本一致。


PHP的本地套接字编程

其实PHP的本地套接字编程和网络套接字基本一致,只是传的参数不一样。

PHP为socket编程提供了两套API,一套是 socket_* 系列方法,这在我们前面的系列文章里演示过了,另一套是 stream_socket_* 系列方法,而后者使用起来更加的方便,这里我们采用后者来演示。

stream_socket_*  方法列表:

•stream_socket_accept — 接受由 stream_socket_server 创建的套接字连接
•stream_socket_client — Open Internet or Unix domain socket connection
•stream_socket_enable_crypto — Turns encryption on/off on an already connected socket
•stream_socket_get_name — 获取本地或者远程的套接字名称
•stream_socket_pair — 创建一对完全一样的网络套接字连接流
•stream_socket_recvfrom — Receives data from a socket, connected or not
•stream_socket_sendto — Sends a message to a socket, whether it is connected or not
•stream_socket_server — Create an Internet or Unix domain server socket
•stream_socket_shutdown — Shutdown a full-duplex connection

具体方法的使用请参阅PHP手册,这里直接演示代码:

server端代码:



client端代码:



运行

server端:

[root@localhost html]# php stream_server.php 
read data: hello unix domain socket
read data: are you ok?
read data: I'm fine!
PHP Warning:  stream_socket_accept(): accept failed: Connection timed out in /usr/share/nginx/html/stream_server.php on line 13
PHP Warning:  stream_socket_accept(): accept failed: Connection timed out in /usr/share/nginx/html/stream_server.php on line 13
PHP Warning:  stream_socket_accept(): accept failed: Connection timed out in /usr/share/nginx/html/stream_server.php on line 13
PHP Warning:  stream_socket_accept(): accept failed: Connection timed out in /usr/share/nginx/html/stream_server.php on line 13
PHP Warning:  stream_socket_accept(): accept failed: Connection timed out in /usr/share/nginx/html/stream_server.php on line 13
PHP Warning:  stream_socket_accept(): accept failed: Connection timed out in /usr/share/nginx/html/stream_server.php on line 13

client端:

[root@localhost html]# php stream_client.php 
hello unix domain socket
read ok!
are you ok?
read ok!
I'm fine! 
read ok!
^C

以上是一个最简单的本地套接字的代码演示,细心的读者可能注意到了server端报的warning,服务器如果长时间没有客户端过来连接,超过了stream_socket_accept 方法设置的timeout,服务器端便会报这个警告,事实上,真正的服务端代码是不会是像这样写的,因为这种方式同一时间只能处理一个客户端连接,如果要实现并发,一种方式就是使用IO多路复用,如同 socket_* 系列方法中有socket_select 方法 (参考系列文章第一篇http://blog.csdn.net/zhang197093/article/details/77366407),stream_socket_* 系列方法提供了 stream_select 方法来实现多路复用,使用方法也很相似。

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

The stream_select() function accepts arrays of streams and waits for them to change status. Its operation is equivalent to that of the socket_select() function except in that it acts on streams.

详细的方法介绍请参考PHP手册 : http://php.net/manual/zh/function.stream-select.php

优化后的代码如下:


此时这个server就不会有前面那个Warning了,并且支持并发

[root@localhost html]# php stream_server.php 
read data: hello world
read data: hello unix domain socket
read data: harry up
read data: 
read data: 
read data: I'm another client
客户端关闭
客户端关闭
read data: I'm the third client
客户端关闭

That‘s all!

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