准备做Java的课程设计,一个通讯录。采用C/S架构。客户端用java FX和Java,服务器端用php,采用socket通信。
下面来讲一讲php的socket通信:
讲之前,得先讲一下TCP/IP,UDP。随着互联网应用的日益广泛,相信很多人或多或少都听说过这些协议,那么到底它们是什么呢?
1、什么是TCP/IP、UDP?
TCP/IP(Transmission Control Protocol/Internet Protocol)即传输控制协议/网间协议,是一个工业标准的协议集,它是为广域网(WANs)设计的。TCP/IP协议族包括运输层、网络层、链路层。
UDP(User Data Protocol,用户数据报协议)是与TCP相对应的协议。它是属于TCP/IP协议族中的一种。
下面我们上图直观地展示一下它们的关系:
现在明白它们的关系了吧。那socket到底是什么?又有什么用?
我们经常把socket翻译为套接字,socket是在应用层和传输层之间的一个抽象层,它把TCP/IP层复杂的操作抽象为几个简单的接口供应用层调用已实现进程在网络中通信。
2、socket是什么?有什么用?
Socket是应用层与TCP/IP协议族通信的中间软件抽象层,它是一组接口。在设计模式中,Socket其实就是一个门面模式,它把复杂的TCP/IP协议族隐藏在Socket接口后面,对用户来说,一组简单的接口就是全部,让Socket去组织数据,以符合指定的协议。
既然socket是一组封装好的接口,那我们如何去运用它来通信呢?具体是一个什么流程呢?我们可以详细一下我们打电话的过程。首先我们的电话肯定是处于监听状态的,没错吧。如果不是,那肯定也不会接到别人打的电话。当被人打电话过来时,首先是先拨号,号码是目标,也是唯一的。拨号后电话会开始连接,接通了之后就可以开始交谈,聊完了之后要挂断电话,这样别人才能再打通这个号码。 socket也是一样的,服务器端要先建立socket监听自己电脑某个端口,当有客户端创建socket发起连接请求时接受,这样就可以开始传递信息了,传输完之后再把socket关闭。当然,服务器端也可以主动向客户端发起连接请求然后开始通信。这是区别于ajax,是可以双向通信的。下面看图:
先从服务器端说起。服务器端先初始化Socket,然后与端口绑定(bind),对端口进行监听(listen),调用accept阻塞,等待客户端连接。在这时如果有个客户端初始化一个Socket,然后连接服务器(connect),如果连接成功,这时客户端与服务器端的连接就建立了。客户端发送数据请求,服务器端接收请求并处理请求,然后把回应数据发送给客户端,客户端读取数据,最后关闭连接,一次交互结束
3、socket的相关函数 :
socket_accept() 接受一个Socket连接
socket_bind() 把socket绑定在一个IP地址和端口上
socket_clear_error() 清除socket的错误或最后的错误代码
socket_close() 关闭一个socket资源
socket_connect() 开始一个socket连接
socket_create_listen() 在指定端口打开一个socket监听
socket_create_pair() 产生一对没有差别的socket到一个数组里
socket_create() 产生一个socket,相当于产生一个socket的数据结构
socket_get_option() 获取socket选项
socket_getpeername() 获取远程类似主机的ip地址
socket_getsockname() 获取本地socket的ip地址
socket_iovec_add() 添加一个新的向量到一个分散/聚合的数组
socket_iovec_alloc() 这个函数创建一个能够发送接收读写的iovec数据结构
socket_iovec_delete() 删除一个已分配的iovec
socket_iovec_fetch() 返回指定的iovec资源的数据
socket_iovec_free() 释放一个iovec资源
socket_iovec_set() 设置iovec的数据新值
socket_last_error() 获取当前socket的最后错误代码
socket_listen() 监听由指定socket的所有连接
socket_read() 读取指定长度的数据
socket_readv() 读取从分散/聚合数组过来的数据
socket_recv() 从socket里结束数据到缓存
socket_recvfrom() 接受数据从指定的socket,如果没有指定则默认当前socket
socket_recvmsg() 从iovec里接受消息
socket_select() 多路选择
socket_send() 这个函数发送数据到已连接的socket
socket_sendmsg() 发送消息到socket
socket_sendto() 发送消息到指定地址的socket
socket_set_block() 在socket里设置为块模式
socket_set_nonblock() socket里设置为非块模式
socket_set_option() 设置socket选项
socket_shutdown() 这个函数允许你关闭读、写、或指定的socket
socket_strerror() 返回指定错误号的周详错误
socket_write() 写数据到socket缓存
socket_writev() 写数据到分散/聚合数组
4、socket通信演示:
service.php
//服务器端:
= 5){
break;
};
}
socket_close($msgsock);
} while (true);
socket_close($sock);
?>
在cmd中php service.php
Client.php
//客户端
$in
";
}
while($out = socket_read($socket, 8192)) {
echo "接收服务器回传信息成功!\n";
echo "接受的内容为:",$out;
}
echo "关闭SOCKET...\n";
socket_close($socket);
echo "关闭OK\n";
?>
浏览器访问客户端
5、把socket封装成类:
//ServerSocket.class.php
//客户端socket操作类
server_host=$host;
$this->server_port=$port;
$this->CreateSocket();
}
//创建一个socket并将其用来绑定监听端口
private function createSocket(){
if($this->create_socket = socket_create(AF_INET, SOCK_STREAM, SOL_TCP)==false){
echo "socket_create() failed. reason:".socket_strerror(socket_last_error())."\n";
}
if(socket_bind($this->create_socket,$this->server_host,$this->server_port)==false){
echo "socket_bind()failed. reason:".socket_strerror(socket_last_error($this->create_socket))."\n";
}
if(socket_listen($this->create_socket,5)==false){
echo "socket_listen()failed. reason:".socket_strerror(socket_last_error($this->create_socket))."\n";
}
}
//向目标主机发起连接
public function connectClient(){
if(socket_getpeername($this->create_socket,$this->client_host,$this->client_port)==null){
echo "socket_getpeername()failed. reason:".socket_strerror(socket_last_error($this->create_socket))."\n";
}
if(socket_connect($this->create_socket,$this->client_host,$this->client_port)==false){
echo "socket_connect()failed. reason:".socket_strerror(socket_last_error($this->create_socket))."\n";
}
}
//接受连接获取到一个socket资源,想客户端读取以及传输信息
public function wr(){
do{ //循环防止阻塞延迟
if($this->accept_socket=socket_accept($this->create_socket)==null){
echo "socket_accept()failed. reason:".socket_strerror(socket_last_error($this->create_socket))."\n";
break;
}
$this->get_data = socket_read($this->accept_socket, 8192);
$this->send_data=$this->operateData($this->get_data);
if (socket_write($this->accept_socket,$this->send_data, strlen($this->send_data))==false) {
echo "socket_write() failed reason:" . socket_strerror(socket_last_error($this->accept_socket)) ."\n";
}
socket_close($this->accept_socket);
}while(true);
}
//数据处理
private function operateData(){
return ;
}
//关闭监听socket
private function closeSocket(){
socket_close($this->createSocket);
}
//析构函数
public function __destruct(){
$this->closeSocket();
}
}
//ClientSocket.class.php
//客户端socke操作类
class Socket {
private $host;//连接socket的主机
private $port;//socket的端口号
private $error=array();
private $socket=null;//socket的连接标识
private $queryStr="";//发送的数据
public function __construct($host,$port) {
if(!extension_loaded("sockets")){
exit("请打开socket扩展 ");
}
if(empty($host)) exit("请输入目标地址");
if(empty($port)) exit("请输入有效的端口号");
$this->host=$host;
$this->port=$port;
$this->CreateSocket();//创建连接
}
//创建socket
private function CreateSocket(){
!$this->socket&&$this->socket=socket_create(AF_INET, SOCK_STREAM, SOL_TCP);//创建socket
$r=@socket_connect($this->socket,$this->host,$this->port);
if($r){
return $r;
}else{
$this->error[]=socket_last_error($this->socket);
return false;
}
}
//向socket服务器写入数据并读取
public function wr($contents){
$this->queryStr="";
$this->queryStr=$contents;
!$this->socket&&$this->CreateSocket();
$contents=$this->fliterSendData($contents);
$result=socket_write($this->socket,$contents,strlen($contents));
if(!intval($result)){
$this->error[]=socket_last_error($this->socket);
return false;
}
$response=socket_read($this->socket,12048);
if(false===$response){
$this->error[]=socket_last_error($this->socket);
return false;
}
return $response;
}
//对发送的数据进行过滤
private function fliterSendData($contents){
//对写入的数据进行处理
return $contents;
}
//所有错误信息
public function getError(){
return $this->error;
}
//最后一次错误信息
public function getLastError(){
return $this->error(count($this->error));
}
//获取最后一次发送的消息
public function getLastMsg(){
return $this->queryStr;
}
public function getHost(){
return $this->host;
}
public function getPort(){
return $this->port;
}
//关闭socket连接
private function close(){
$this->socket&&socket_close($this->socket);//关闭连接
$this->socket=null;//连接资源初始化
}
public function __destruct(){
$this->close();
}
}
服务器、客户端交互流程图
TCP状态转换图
socket_create函数
socket_create(family,type,protocol) // 返回:成功为0,出错-1
family指定协议族,type指定套接字类型,protocol指定某个协议类型常值,或者设为0。
AF_INET IPv4协议
AF_INET6 Ipv6协议
AF_LOCAL Unix协议域
AF_ROUTE 路由套接字
AF_KEY 秘钥套接字
type的值有:SOCK_STREAM 字节流套接字
SOCK_DGRAM 数据报套接字
SOCK_SEQPACKET 有序分组套接字
SOCK_RAW 原始套接字
protocol的值有:IPPROTO_CP TCP传输协议
IPPROTO_UDP UDP传输协议
IPPROTO_SCTP SCTP传输协议
socket_connect函数
socket_connect(int sockfd, const struct sockaddr* servaddr, socklen_t addrlen) // 返回:成功为0,出错-1
TCP客户用connect函数来建立一个与TCP服务器连接,sockfd是由socket函数返回的套接字描述符,第二个、第三个参数分别是指向一个套接字地址结构的指针和该结构的大小,套接字结构必须含有服务器的IP地址和端口号。注意:如果connect失败后,就必须close当前的套接字描述符并重新调用socket。客户端在调用connect前不必非得调用bind函数(比如UDP客户端编程中一般就不用调用bind),内核会确定源IP地址,并选择一个临时端口作为源端口。
如果是TCP套接字,调用connect函数将激发TCP的三次握手过程,而且仅在连接建立成功或出错时才返回。注意:connect是在接收到服务端响应的SYN+ACK时的返回的,也就是三次握手的第二次动作之后。
UDP是可以调用connect函数的,但是UDP的connect函数和TCP的connect函数调用确是大相径庭的,这里没有三次握手过程。内核只是检查是否存在立即可知的错误(比如目的地址不可达),记录对端的IP和端口号,然后立即返回调用进程。使用了connect的UDP编程就可不必使用sendto函数了,直接使用write/read即可
socket_bind函数
socket_bind(int sockfd, const struct sockaddr *myaddr, socklen_t addrlen) // 返回:成功为0,出错-1
bind函数把一个本地协议地址赋予一个套接字,它只是把一个协议地址赋予一个套接字,至于协议地址的含义则取决于协议本身。第二个参数指向协议地址结构的指针,第三个参数是协议地址的长度,对于TCP,调用bind函数可以指定一个端口号,或指定一个IP地址,或两者都指定,也可以两者都不指定。
bind函数绑定特定的IP地址必须属于其所在主机的网络接口之一,服务器在启动时绑定它们众所周知的端口,如果一个TCP客户端或服务端未曾调用bind绑定一个端口,当调用connect或listen时,内核就要为响应的套接字选择一个临时端口。让内核选择临时端口对于TCP客户端来说是正常的额,然后对于TCP服务端来说确实罕见的,因为服务端通过他们众所周知的端口被大家认识的。
socket_listen函数
socket_listen(int sockfd, int backlog); // 返回:成功返回0,出错-1
socket创建一个套接字时,它被假设为一个主动套接字,也就是说,它是一个将调用connect发起连接的一个客户套接字。listen函数把一个未连接的套接字转换为一个被动套接字,指示内核应接受指向该套接字的连接请求,调用listen函数将导致套接字从CLOSEE状态转换到LISTEN状态。第二个参数规定了内核应为相应套接字排队的最大连接个数。
socket_accept函数
socket_accept(int sockfd, struct sockaddr *cliaddr, socklen_t *addrlen); // 返回:成功返回已连接描述符(非负),出错-1
accept函数有TCP服务器调用,用于从已完成队列中列头返回下一个已完成连接,如果已完成队列为空,则进程被投入睡眠(如果该套接字为阻塞方式的话)。如果accept成功,那么其返回值是由内核自动生成的一个全新套接字,代表与返回客户的TCP连接,函数的第一个参数为监听套接字,返回值为已连接套接字
三次握手
第一次握手:客户端尝试连接服务器,向服务器发送syn包(同步序列编号Synchronize Sequence Numbers),syn=j,客户端进入SYN_SEND状态等待服务器确认
第二次握手:服务器接收客户端syn包并确认(ack=j+1),同时向客户端发送一个SYN包(syn=k),即SYN+ACK包,此时服务器进入SYN_RECV状态
第三次握手:第三次握手:客户端收到服务器的SYN+ACK包,向服务器发送确认包ACK(ack=k+1),此包发送完毕,客户端和服务器进入ESTABLISHED状态,完成三次握手