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2020
09-11

基于Swoole如何搭建TCP服务



本节将会讲解以下3个问题:

  • 通过Swoole如何搭建TCP服务?
  • 通过Swoole如何搭建TCP客户端?
  • 通过Swoole搭建的TCP服务,更深入理解Swoole的事件驱动模式


通过Swoole可以快速创建一个TCP服务,新建一个文件命名为 tcp_server.php,代码如下:

tcp_server.php


在命令行执行如下命令就可以开启TCP服务:

php tcp_server.php

运行完命令后就可以通过 netstat 工具查看服务是否启动成功,如果已经在监听9501端口了,这时就可以使用 telnet/netcat 工具来连接服务器了。

telnet 127.0.0.1 9501
helloServer: hello

netstat工具使用方法:netstat -an | grep 9501

代码逻辑分析:

通过以上代码就可以创建一个TCP服务,监听的端口是9501。它的逻辑很简单,当客户端$socket通过网络发送一个hello字符串时,服务器端会回复一个Server:hello字符串。

Server是异步服务器,所以是同过监听事件的方式来编写程序的。当对应的事件发生时,底层会主动回调指定的函数。如当有洗的TCP连接金额入时,会执行 onConnect 事件回调,当某个连接向服务器发送数据时会回调 onReceive 函数。


注意事项:

  • 服务器可以同时被成千上万个客户端连接,$fd 就是客户端连接的唯一标识符
  • Receive 事件的回调函数中 $from_id 为线程ID
  • 调用 $srver->send() 方法向客户端连接发送数据,参数就是 $fd 柯达护短标识符
  • 调用 $server->close() 方法可以强制关闭某个客户端连接
  • 客户端可能会主动断开连接,此时会触发 onClose 事件回调


无法连接到服务器的简单检测手段:

  • 在linux下,使用 netstat -an | grep 端口,查看端口是否已经被打开处于Listening状态
  • 上一步确认后,再检查防火墙问题
  • 注意服务器所用的IP地址,如果是127.0.0.1回环地址,则客户端只能使用127.0.0.1才能连接上
  • 用的阿里云服务器或者腾讯云服务器,需要再安全权限组进行设置开发的端口


TCP服务已经启动,下面我们要用Swoole搭建TCP客户端来连接TCP服务。新建一个文件,命名为 tcp_client.php,代码如下:

tcp_client.php


上面代码创建了一个TCP的同步客户端,此客户端用于连接 server.php 开启的TCP服务。向服务端发送一个 hello world 字符串,服务器会返回一个 Server:hello world 字符串。


在命令行运行如下命令就可以连接TCP服务:

php tcp_client.php
Serverhello world

这个客户端是同步阻塞的,connect/send/recv 会等待IO完成后再返回。同步阻塞操作并不消耗CPU资源。当IO操作未完成时,当前进程会自动转入 sleep 模式。当IO完成后,操作系统会唤醒当前进程,继续向下执行代码。

流程如下:

  • TCP需要进行3次握手,所以connect至少需要3次网络传输过程
  • 在发送少量数据时,$client->send 都是可以立即返回的。发送大量数据时,socket 缓冲区可能会塞满,send 操作会阻塞。
  • recv 操作会阻塞等待服务器返回数据,recv 耗时等于服务器处理时间+网络传输耗时之和。


TCP客户端还有一种异步非阻塞的实现形式。使用异步模式时,connect 会理解返回 true。但实际上连接并未建立。这时不能在 connect 后立即使用 send 发送数据,需要先通过isConnected() 判断是否连接成功。当连接成功后,系统会自动回调 onConnect 函数。这时才可以使用 send 函数向服务器发送数据。


通过上面的代码我们就实现了TCP服务端和客户端,当服务端和客户端建立TCP连接后,如何维持连接不断开呢?下面我们将介绍一下基于Swoole搭建的TCP服务器心跳维持方案。


正常情况下客户端中断TCP连接时,会发送一个FIN包,进行4次断开握手来通知服务器。但一些异常情况下,如客户端突然断电断网或者网络异常,服务器可能无法得知客户端已断开连接。尤其是异动网络,TCP连接非常不稳定,所以需要一套机制来保证服务器和客户端之间的连接的有效性。


Swoole扩展本身内置了这种机制,开发者只需要配置一个参数即可启用。Swool在每次收到客户端数据会记录一个时间戳,当客户端在一定时间内未向服务器端发送数据,那服务器会自动切断连接。


配置方法如下:

上面的设置就是每5秒侦测一次心跳,一个TCP连接如果再10秒内未向服务器发送数据,连接将会被切断。

通过以上案例我们对Swoole的事件驱动模型有了一定的了解。下面我们将详细介绍Swoole的回调事件。


事件执行顺序

  • 所有事件回调均在 $server->start 后发生
  • 服务器关闭程序终止时最后一次事件是 onShutdown
  • 服务器启动成功后,onStart /onManagerStart / onWorkerStart 会在不同的进程内并发执行
  • onReceive / onConnect / onClose 在 Worker 进程中触发
  • Worker / Task 进程启动/结束时会分别调用一次 onWorkerStart / onWorkerStop
  • onTask 事件仅在 task 进程中发生
  • onFinish 事件仅在 Worker进程中发生


事件函数介绍

  • onStart
  • onShutdown
  • onWorkerStart
  • onWorkerStop
  • onWorkerExit
  • onConnect
  • onReceive
  • onPacket
  • onClose
  • onTask
  • onFinish
  • onPipeMessage
  • onWorkerError
  • onManagerStart
  • onManagerStop

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