swoole 第3次课-四方云动:连接、心跳、 tcp PS udp、Tcp连接及粘包处理

连接，心跳，tcp，udp 对比及粘包处理

1.连接与长短连接

常识：任何需要从服务中获取数据都是需要建立连接的，并且建立与关闭连接均是会有资源消耗

短连接：一次连接一次交互，简称一次性。场景与例子：如大部分web网页、ajax、http。案例略

长连接：一次连接多次交互，简称连绵不绝。QQ微信聊天、直播、rpc。

xshell中小技巧： pwd命令查看当前路径

端口被占用时，通过命令 netstat -nlap | grep xxxx 查看（xxxx被占用端口）干掉进程 kill -9 id （进程id号）

长连接案例

长连接服务端：tcpServer.php

<?php

//var_dump(swoole_get_local_ip());
echo swoole_get_local_ip()['ens33'].':9503\n';
/*
swoole_get_local_ip() 此函数用于获取本机所有网络接口的 IP 地址
函数原型:function swoole_get_local_ip(): array
返回当前机器的所有网络接口的 IP 地址,结果为数组
返回值类似如下：
Array
(
      [eno1] => 10.10.28.228
      [br-1e72ecd47449] => 172.20.0.1
      [docker0] => 172.17.0.1
)
*/
$server = new Swoole\Server("0.0.0.0", 9503);

$server->on('connect', function ($server, $fd){
echo "connection open: {$fd}\n";
});

$server->on('receive', function ($server, $fd, $reactor_id, $data) {
$server->send($fd, "Swoole: {$data}");
//$server->close($fd);  //客户端多次发送时，注意关闭此行
});
$server->on('close', function ($server, $fd) {
echo "connection close: {$fd}\n";
});

$server->start();

客户端：tcpClient.php

<?php

$client = new Swoole\Client(SWOOLE_SOCK_TCP);

if (!$client->connect('127.0.0.1', 9503, -1)) {
$err=$client->errCode;
//$client->close();
exit("connect failed. Error: {$err}\n");
}

$client->send("hello world\n");

echo $client->recv();

//client->close();  //多次发送，可重复上述发送接收信息，最后关闭，

/************多次发送   start **********/

/*sleep(1);  //防止粘包

$client->send("hello world\n");

echo $client->recv();

sleep(1); //防止粘包

$client->send("hello world\n");

echo $client->recv();*/

//$client->close();  //即使不关闭，服务端也会监测到。因为代码执行送了，没再发包。

/************多次发送   end  **********/

/************保持长连接   start  **********/
while(true){

}
//需要手动关闭连接 xshell ctrl+c
/************保持长连接   end  **********/

运行，打开两个 xshell，进入相应目录，分别运行，结果如图

默认状态：客户端执行完毕，即使没有关闭，服务器检测，将自动关闭，

多次发送：客户端执行完毕，即使没有关闭，服务器检测，将自动关闭，

whiel循环，保持长连接

不断开了，长连接

长连接客户端 tcClinet_keep.php（服务端见上tcpServer.php）

<?php
$client = new Swoole\Client(SWOOLE_SOCK_TCP | SWOOLE_KEEP);
/*
Swoole\Client 支持在 PHP-FPM/Apache 中创建一个 TCP 长连接到服务器端。使用方法：
$client = new Swoole\Client(SWOOLE_SOCK_TCP | SWOOLE_KEEP);
启用 SWOOLE_KEEP 选项后，一个请求结束不会关闭 socket，下一次再进行 connect 时会自动复用
上次创建的连接。如果执行 connect 发现连接已经被服务器关闭，那么 connect 会创建新的连接。
SWOOLE_KEEP 的优势
TCP 长连接可以减少 connect 3 次握手 /close 4 次挥手带来的额外 IO 消耗
降低服务器端 close/connect 次数
局限性：适用于http连接，xshell中不起作用

*/

if (!$client->connect('127.0.0.1', 9503, -1)) {
$err=$client->errCode;
//$client->close();
exit("connect failed. Error: {$err}\n");
}

$client->send("hello world\n");

echo $client->recv();

//client->close();

长连接的客户端关闭而连接始终不断开，消耗大？怎么办---健康检查：心跳

2.健康检查：心跳

长连接的断开检测方法：

服务端保存客户端会话的有效性---轮询机制

存在的问题：长连接的访问客个数不确定，消耗仍然大，采用这个方法的比较少，这里暂不深究

平台上监控所有客户端的网络状况---心跳机制

心跳包：从客户端到服务器这条巨大的链路中会经过无数的路由器，每个路由器都可能会检测多少秒时间内没有数据包，则会自动关闭连接的节能机制。为了让这个可能会出现的节能机制失效,客户端可以设置一个定时器，每隔固定时间发送一个随机字符一字节的数据包，这种数据包就是心跳包。

心跳检测设置参数：

heartbeat_check_interval：此选项表示每隔多久轮循一次，单位为秒。如 heartbeat_check_interval => 60，表示每 60 秒，遍历所有连接，如果该连接在 120 秒内（heartbeat_idle_time 未设置时默认为 interval 的两倍），没有向服务器发送任何数据，此连接将被强制关闭。若未配置，则不会启用心跳，该配置默认关闭

注意：

Server 并不会主动向客户端发送心跳包，而是被动等待客户端发送心跳。服务器端的 heartbeat_check 仅仅是检测连接上一次发送数据的时间，如果超过限制，将切断连接。

heartbeat_check 仅支持 TCP 连接

heartbeat_idle_time：连接最大允许空闲的时间，需要与 heartbeat_check_interval 配合使用

使用实例

array('heartbeat_idle_time'=>600,// 表示一个连接如果600秒内未向服务器发送任何数据，此连接将被强制关闭'heartbeat_check_interval'=>60,// 表示每60秒遍历一次);

注意：如果只设置了 heartbeat_idle_time 未设置 heartbeat_check_interval 底层将不会创建心跳检测线程，PHP 代码中可以调用 heartbeat 方法手工处理超时的连接

案例1 长连接的断开设置

服务端 tcpServer_heart.php

<?php
echo swoole_get_local_ip()['ens33'].':9503\n';

$server = new Swoole\Server("0.0.0.0", 9503);
//set设置参数.这里设置的参数意义为：每隔2s，在3s内，没有给我发送消息的连接
$server->set([
'heartbeat_check_interval'=>2, //检测所有的连接
'heartbeat_idle_time'=>3
]);

$server->on('connect', function ($server, $fd){
echo "connection open: {$fd}\n";
});

$server->on('receive', function ($server, $fd, $reactor_id, $data) {
$server->send($fd, "Swoole: {$data}");
//$server->close($fd);  //客户端多次发送时，注意关闭此行
});
$server->on('close', function ($server, $fd) {
echo "connection close: {$fd}\n";
});

$server->start();

客户端tcpCliet_heart.php

<?php
$client = new Swoole\Client(SWOOLE_SOCK_TCP);
if (!$client->connect('127.0.0.1', 9503, -1)) {
$err=$client->errCode;
//$client->close();
exit("connect failed. Error: {$err}\n");
}
echo date('Y-m-d H:i:s',time())."\n";
$client->send("hello world\n");
echo $client->recv();
//停止1s后往下运行
sleep(1);
echo date('Y-m-d H:i:s',time())."\n";
$client->send("hello world\n");
echo $client->recv();
//停止4s后往下运行
sleep(4);
echo date('Y-m-d H:i:s',time())."\n";
$client->send("hello world\n");
echo $client->recv();
//保持不断开
while(true){

}
//client->close();

运行，打开两个 xshell，进入相应目录，分别运行，结果如图

案例2 长连接的断开-客户端优化定时器

服务器端onReceive方法中的发送消息到客户端，加个换行符，便于在客户端观看效果

$server->on('receive', function ($server, $fd, $reactor_id, $data) {
$server->send($fd, "Swoole: {$data}\n");
//$server->close($fd);  //客户端多次发送时，注意关闭此行
});

客户端：tcpClient_heart_tick.php

<?php
$client = new Swoole\Client(SWOOLE_SOCK_TCP);
if (!$client->connect('127.0.0.1', 9503, -1)) {
$err=$client->errCode;
//$client->close();
exit("connect failed. Error: {$err}\n");
}

swoole_timer_tick(2000,function($timer_id) use ($client){
$client->send(1);
    echo date('Y-m-d H:i:s',time())."\n";
    echo $client->recv();
});

运行，打开两个 xshell，进入相应目录，分别运行，结果如图

注意，上述客户端定时器下面，应用sleep时的问题，会阻塞进程而影响到定时器！

3.tcp PS udp

TCP(Transmission Control Protocol传输控制协议):是一种面向连接的、可靠的、基于字节流的传输层通信协议，使用三次握手协议建立连接、四次挥手断开连接。面向连接意味着两个使用TCP的应用(通常是一个客户端和一个服务器)在彼此交换数据包之前必须先建立一一个TCP连接。在一一个TCP连接中，仅有两方进行彼此通信，广播和多播不能用TCP。TCP协议的作用是，保证数据通信的完整性和可靠性，防止丢包。TCP把连接作为最基本的对象,每-条TCP连接都有两个端点, 这种端点我们叫作套接字(socket),端口号拼接到IP地址即构成了套接字

UDP(User Datagram Protocol用户数据报协议):是OSI(Open System Interconnection开放式系统互联)参考模型中- -种无连接的传输层协议，提供面向事务的简单不可靠信息传送服务。UDP协议的主要作用是将网络数据流量压缩成数据包的形式。

Tcp与udp对比

1)、TCP提供的是面向连接的、可靠的数据流传输; UDP提供的是非面向连接的、不可靠的数据流传输。TCP提供可靠的服务，通过TCP连接传送的数据，无差错、不丢失、不重复，按序到达; UDP尽最大努力交付，即不保证可靠交付。

2)、TCP面向字节流; UDP面向报文。

3)、TCP连接只能是点到点的; UDP支持-对一、一对多多对一和多对多的交互通信。

4)、UDP具有较好的实时性，工作效率比TCP高，适用于对高速传输和实时性有较高的通信或广播通信。

**电话 udp 短信tcp

4.Tcp连接及粘包处理

41）Tcp连接三次握手及四次挥手

SYN：标记位、用于建立会话连接(服务端根据这个确定客户端)

seq：序列号(随机产生)

ACK：服务端生成的确认码

ack：用于校验数据包，即确认码（ack是组装的=ACK+seq)

FIN：用于标识关闭连接

三次握手：

第一次握手：客户端发送网络包，服务端收到了。这样服务端就能得出结论：客户端的发送能力、服务端的接收能力是正常的。

第二次握手：服务端发包，客户端收到了。这样客户端就能得出结论：服务端的接收、发送能力，客户端的接收、发送能力是正常的。不过此时服务器并不能确认客户端的接收能力是否正常。

第三次握手：客户端发包，服务端收到了。这样服务端就能得出结论：客户端的接收、发送能力正常，服务器自己的发送、接收能力也正常

四次挥手

关闭连接时，当服务端收到FIN报文时，很可能并不会立即关闭SOCKET，所以只能先回复一个ACK报文，告诉客户端，"你发的FIN报文我收到了"。只有等到我服务端所有的报文都发送完了，我才能发送FIN报文，因此不能一起发送。故需要四次挥手。

补充：当服务端不发送消息时，客户端始终处于等待状态，连接不会关闭，除非手动关闭！

案例：服务端不发送消息给客户端

服务器端 tcpServer_nianbao.php

<?php
//var_dump(swoole_get_local_ip());
echo swoole_get_local_ip()['ens33'].":9503\n";
$server = new Swoole\Server("0.0.0.0", 9503);
$server->on('connect', function ($server, $fd){
echo "connection open: {$fd}\n";
});
$server->on('receive', function ($server, $fd, $reactor_id, $data) {
//$server->send($fd, "Swoole: {$data}");
    //接收到信息直接输出，不给客户端发送信息
echo '接收到信息:'.$data.",但我不给客户端发送信息，让他等吧\n";
//$server->close($fd); //这里不要关闭，否则没有这个预期的结果
});
$server->on('close', function ($server, $fd) {
echo "connection close: {$fd}\n";
});

$server->start();

客户端：tcpClient_nianbao.php

<?php

$client = new Swoole\Client(SWOOLE_SOCK_TCP);
if (!$client->connect('127.0.0.1', 9503, -1)) {
$err=$client->errCode;
//$client->close();
exit("connect failed. Error: {$err}\n");
}
$client->send("hello world\n");

echo $client->recv();  //这个接收消息语句也必须有，否则会直接关闭

$client->close();

运行：开两个xshell，进入对应目录，分别运行服务器端及客户端，结果如下：客户端一直在等待，连接也持续中

42)粘包的问题

案例：小数据合包问题

服务端： tcpServer.php

<?php
// var_dump();
echo swoole_get_local_ip()['ens33'].":9503\n";
$server = new Swoole\Server("0.0.0.0", 9503);
$server->on('connect', function ($server, $fd){
echo "connection open: {$fd}\n";
});
$server->on('receive', function ($server, $fd, $reactor_id, $data) {
echo "接收到数据：".$data."\n";
$server->send($fd, "Swoole: ok\n");
});
$server->on('close', function ($server, $fd) {
echo "connection close: {$fd}\n";
});
$server->start();

客户端：tcpClient.php

<?php
$client = new Swoole\Client(SWOOLE_SOCK_TCP );
if (!$client->connect('127.0.0.1', 9503, -1)) {
exit("connect failed. Error: {$client->errCode}");
}
for ($i=0; $i < 100; $i++) {
$client->send("hello_world_{$i}|");
}
echo $client->recv();

运行结果:

由运行结果发现：100条小数据，分别合成两条进行发送！

为了便于看的更清楚，更改服务端tcpServer.php接收到信息时的输出，其它不变，代码如下：

$server->on('receive', function ($server, $fd, $reactor_id, $data) {
//echo "接收到数据：".$data."\n";
echo "接收到数据：".$fd."\n";
$server->send($fd, "Swoole: ok\n");
});

运行结果：

案例：大数据拆包问题

服务器端:tcpServer.php

<?php
// var_dump();
echo swoole_get_local_ip()['ens33'].":9503\n";
$server = new Swoole\Server("0.0.0.0", 9503);


$server->on('connect', function ($server, $fd){
echo "connection open: {$fd}\n";
});

$server->on('receive', function ($server, $fd, $reactor_id, $data) {
echo "接收到数据：".$fd."\n";
$server->send($fd, "Swoole: ok\n");
});

$server->on('close', function ($server, $fd) {
echo "connection close: {$fd}\n";
});

$server->start();

客户端:tcpClient.php

<?php
$client = new Swoole\Client(SWOOLE_SOCK_TCP );

if (!$client->connect('127.0.0.1', 9503, -1)) {
exit("connect failed. Error: {$client->errCode}\n");
}
//str_repeat() 把字符串重复指定的次数。这里将123456重复100000次，会得到一个大点的数据
$client->send(str_repeat('123456', 100000));

echo $client->recv();

运行结果，开两个Xshell

由运行结果发现：明明客户端只发送了一次数据，而服务器端偏偏收到了10次数据。这说明，客户端发送的数据，拆分成了10次发送。

tcp数据发送过程

（貌似超出字符限制了）见swoole 第3次课-四方云动:连接、心跳、 tcp PS udp、Tcp连接及粘包处理 (2)

发表于 2020-11-23 07:49
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swoole 第3次课-四方云动:连接、心跳、 tcp PS udp、Tcp连接及粘包处理

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