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Swoole4 [客户端] 同步阻塞客户端

金鹏 Swoole4 2021-12-26 14:12:28 0 1006

导读：Swoole\ClientSwoole\Client以下简称Client，提供了TCP/UDP、socket的客户端的封装代码，使用时仅需newSwoole\Clien...

Swoole\Client

Swoole\Client 以下简称 Client，提供了 TCP/UDP、socket 的客户端的封装代码，使用时仅需 new Swoole\Client 即可。可用于 FPM/Apache 环境。
相对传统的 streams 系列函数，有几大优势：

stream 函数存在超时设置的陷阱和 Bug，一旦没处理好会导致 Server 端长时间阻塞
stream 函数的 fread 默认最大 8192 长度限制，无法支持 UDP 的大包
Client 支持 waitall，在有确定包长度时可一次取完，不必循环读取
Client 支持 UDP Connect，解决了 UDP 串包问题
Client 是纯 C 的代码，专门处理 socket，stream 函数非常复杂。Client 性能更好
Client 支持长连接
可以使用 swoole_client_select 函数实现多个 Client 的并发控制

$client = new Swoole\Client(SWOOLE_SOCK_TCP);
if (!$client->connect('127.0.0.1', 9501, -1)) {
    exit("connect failed. Error: {$client->errCode}\n");
}
$client->send("hello world\n");
echo $client->recv();
$client->close();

不支持 Apache 的 prework 多线程模式

方法

__construct()

构造方法

Swoole\Client::__construct(int $sock_type, int $is_sync = SWOOLE_SOCK_SYNC, string $key);

参数

功能：用于长连接的 Key【默认使用 IP:PORT 作为 key。相同的 key，即使 new 两次也只用一个 TCP 连接】
默认值：IP:PORT
其它值：无
功能：同步阻塞模式，现在只有这一个类型，保留此参数只为了兼容 api
默认值：SWOOLE_SOCK_SYNC
其它值：无
功能：表示 socket 的类型【支持 SWOOLE_SOCK_TCP、SWOOLE_SOCK_TCP6、SWOOLE_SOCK_UDP、SWOOLE_SOCK_UDP6】具体意义参考此节
默认值：无
其它值：无
int $sock_type
int $is_sync
string $key

可以使用底层提供的宏来指定类型，请参考常量定义

在 PHP-FPM/Apache 中创建长连接

$cli = new Swoole\Client(SWOOLE_SOCK_TCP | SWOOLE_KEEP);

加入 SWOOLE_KEEP 标志后，创建的 TCP 连接在 PHP 请求结束或者调用 $cli->close() 时并不会关闭。下一次执行 connect 调用时会复用上一次创建的连接。长连接保存的方式默认是以 ServerHost:ServerPort 为 key 的。可以再第 3 个参数内指定 key。

Client 对象析构会自动调用 close 方法关闭 socket

在 Server 中使用 Client

必须在事件回调函数中使用 Client。
Server 可以用任何语言编写的 socket client 来连接。同样 Client 也可以去连接任何语言编写的 socket server

在 Swoole4+ 协程环境下使用此 Client 会导致退步为同步模型。

connect()

连接到远程服务器。

Swoole\Client->connect(string $host, int $port, float $timeout = 0.5, int $sock_flag = 0): bool

参数

在 UDP 类型时表示是否启用 udp_connect 设定此选项后将绑定 $host 与 $port，此 UDP 将会丢弃非指定 host/port 的数据包。
在 TCP 类型，$sock_flag=1 表示设置为非阻塞 socket，之后此 fd 会变成异步 IO，connect 会立即返回。如果将 $sock_flag 设置为 1，那么在 send/recv 前必须使用 swoole_client_select 来检测是否完成了连接。
功能：设置超时时间
值单位：秒【支持浮点型，如 1.5 表示 1s+500ms】
默认值：0.5
其它值：无
功能：服务器端口
默认值：无
其它值：无
功能：服务器地址【支持自动异步解析域名，$host 可直接传入域名】
默认值：无
其它值：无
string $host
int $port
float $timeout
int $sock_flag

返回值

成功返回 true
失败返回 false，请检查 errCode 属性获取失败原因

同步模式

connect 方法会阻塞，直到连接成功并返回 true。这时候就可以向服务器端发送数据或者收取数据了。

if ($cli->connect('127.0.0.1', 9501)) {
      $cli->send("data");
} else {
      echo "connect failed.";
}

如果连接失败，会返回 false

同步 TCP 客户端在执行 close 后，可以再次发起 Connect 创建新连接到服务器

失败重连

connect 失败后如果希望重连一次，必须先进行 close 关闭旧的 socket，否则会返回 EINPROCESS 错误，因为当前的 socket 正在连接服务器，客户端并不知道是否连接成功，所以无法再次执行 connect。调用 close 会关闭当前的 socket，底层重新创建新的 socket 来进行连接。

启用 SWOOLE_KEEP 长连接后，close 调用的第一个参数要设置为 true 表示强行销毁长连接 socket

if ($socket->connect('127.0.0.1', 9502) === false) {
    $socket->close(true);
    $socket->connect('127.0.0.1', 9502);
}

UDP Connect

默认底层并不会启用 udp connect，一个 UDP 客户端执行 connect 时，底层在创建 socket 后会立即返回成功。这时此 socket 绑定的地址是 0.0.0.0，任何其他对端均可向此端口发送数据包。

如 $client->connect('192.168.1.100', 9502)，这时操作系统为客户端 socket 随机分配了一个端口 58232，其他机器，如 192.168.1.101 也可以向这个端口发送数据包。

未开启 udp connect，调用 getsockname 返回的 host 项为 0.0.0.0

将第 4 项参数设置为 1，启用 udp connect，$client->connect('192.168.1.100', 9502, 1, 1)。这时将会绑定客户端和服务器端，底层会根据服务器端的地址来绑定 socket 绑定的地址。如连接了 192.168.1.100，当前 socket 会被绑定到 192.168.1.* 的本机地址上。启用 udp connect 后，客户端将不再接收其他主机向此端口发送的数据包。

isConnected()

返回 Client 的连接状态

返回 false，表示当前未连接到服务器
返回 true，表示当前已连接到服务器

Swoole\Client->isConnected(): bool

isConnected 方法返回的是应用层状态，只表示 Client 执行了 connect 并成功连接到了 Server，并且没有执行 close 关闭连接。Client 可以执行 send、recv、close 等操作，但不能再次执行 connect 。
这不代表连接一定是可用的，当执行 send 或 recv 时仍然有可能返回错误，因为应用层无法获得底层 TCP 连接的状态，执行 send 或 recv 时应用层与内核发生交互，才能得到真实的连接可用状态。

getSocket()

获取底层的 socket 句柄，返回的对象为 sockets 资源句柄。

此方法需要依赖 sockets 扩展，并且编译时需要开启 --enable-sockets 选项

Swoole\Client->getSocket()

使用 socket_set_option 函数可以设置更底层的一些 socket 参数。

$socket = $client->getSocket();
if (!socket_set_option($socket, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, 1)) {
    echo 'Unable to set option on socket: '. socket_strerror(socket_last_error()) . PHP_EOL;
}

getSockName()

用于获取客户端 socket 的本地 host:port。

必须在连接之后才可以使用

Swoole\Client->getsockname(): array|false

返回值

array('host' => '127.0.0.1', 'port' => 53652);

getPeerName()

获取对端 socket 的 IP 地址和端口

仅支持 SWOOLE_SOCK_UDP/SWOOLE_SOCK_UDP6/SWOOLE_SOCK_UNIX_DGRAM 类型

Swoole\Client->getpeername(): array|false

UDP 协议通信客户端向一台服务器发送数据包后，可能并非由此服务器向客户端发送响应。可以使用 getpeername 方法获取实际响应的服务器 IP:PORT。

此函数必须在 $client->recv() 之后调用

getPeerCert()

获取服务器端证书信息。

Swoole\Client->getPeerCert(): string|false

返回值

成功返回一个 X509 证书字符串信息
失败返回 false

必须在 SSL 握手完成后才可以调用此方法。

可以使用 openssl 扩展提供的 openssl_x509_parse 函数解析证书的信息。

需要在编译 swoole 时启用 --enable-openssl

verifyPeerCert()

验证服务器端证书。

Swoole\Client->verifyPeerCert()

send()

发送数据到远程服务器，必须在建立连接后，才可向对端发送数据。

Swoole\Client->send(string $data): int|false

参数

功能：发送内容【支持二进制数据】
默认值：无
其它值：无
string $data

返回值

成功发送，返回已发数据长度
失败返回 false，并设置 errCode 属性

提示

如果未执行 connect，调用 send 会触发警告
发送的数据没有长度限制
发送的数据太大 Socket 缓存区塞满，程序会阻塞等待可写

sendto()

向任意 IP:PORT 的主机发送 UDP 数据包，仅支持 SWOOLE_SOCK_UDP/SWOOLE_SOCK_UDP6 类型

Swoole\Client->sendto(string $ip, int $port, string $data): bool

参数

功能：要发送的数据内容【不得超过 64K】
默认值：无
其它值：无
功能：目标主机的端口
默认值：无
其它值：无
功能：目标主机的 IP 地址，支持 IPv4/IPv6
默认值：无
其它值：无
string $ip
int $port
string $data

sendfile()

发送文件到服务器，本函数是基于 sendfile 操作系统调用实现

Swoole\Client->sendfile(string $filename, int $offset = 0, int $length = 0): bool

sendfile 不能用于 UDP 客户端和 SSL 隧道加密连接

参数

功能：发送数据的尺寸【默认为整个文件的尺寸】
默认值：无
其它值：无
功能：上传文件的偏移量【可以指定从文件的中间部分开始传输数据。此特性可用于支持断点续传。】
默认值：无
其它值：无
功能：指定要发送文件的路径
默认值：无
其它值：无
string $filename
int $offset
int $length

返回值

如果传入的文件不存在，将返回 false
执行成功返回 true

注意

sendfile 会一直阻塞直到整个文件发送完毕或者发生致命错误

recv()

从服务器端接收数据。

Swoole\Client->recv(int $size = 65535, int $flags = 0): string | false

参数

功能：可设置额外的参数【如 Client::MSG_WAITALL】, 具体哪些参数参考此节
默认值：无
其它值：无
功能：接收数据的缓存区最大长度【此参数不要设置过大，否则会占用较大内存】
默认值：无
其它值：无
int $size
int $flags

返回值

成功收到数据返回字符串
连接关闭返回空字符串
失败返回 false，并设置 $client->errCode 属性

EOF/Length 协议

客户端启用了 EOF/Length 检测后，无需设置 $size 和 $waitall 参数。扩展层会返回完整的数据包或者返回 false，参考协议解析章节。
当收到错误的包头或包头中长度值超过 package_max_length 设置时，recv 会返回空字符串，PHP 代码中应当关闭此连接。

close()

关闭连接。

Swoole\Client->close(bool $force = false): bool

参数

功能：强制关闭连接【可用于关闭 SWOOLE_KEEP 长连接】
默认值：无
其它值：无
bool $force

当一个 swoole_client 连接被 close 后不要再次发起 connect。正确的做法是销毁当前的 Client，重新创建一个 Client 并发起新的连接。

Client 对象在析构时会自动 close。

enableSSL()

动态开启 SSL 隧道加密。

Swoole\Client->enableSSL(): bool

客户端在建立连接时使用明文通信，中途希望改为 SSL 隧道加密通信，可以使用 enableSSL 方法来实现。如果一开始就是 SSL 的请参考参考 SSL 配置。使用 enableSSL 动态开启 SSL 隧道加密，需要满足两个条件：

客户端创建时类型必须为非 SSL
客户端已与服务器建立了连接

调用 enableSSL 会阻塞等待 SSL 握手完成。

示例

$client = new Swoole\Client(SWOOLE_SOCK_TCP);
if (!$client->connect('127.0.0.1', 9501, -1))
{
    exit("connect failed. Error: {$client->errCode}\n");
}
$client->send("hello world\n");
echo $client->recv();
//启用SSL隧道加密
if ($client->enableSSL())
{
    //握手完成，此时发送和接收的数据是加密的
    $client->send("hello world\n");
    echo $client->recv();
}
$client->close();

swoole_client_select

Swoole\Client 的并行处理中用了 select 系统调用来做 IO 事件循环，不是 epoll_wait，与 Event 模块不同的是，此函数是用在同步 IO 环境中的 (如果在 Swoole 的 Worker 进程中调用，会导致 Swoole 自己的 epoll IO 事件循环没有机会执行)。

函数原型：

int swoole_client_select(array &$read, array &$write, array &$error, float $timeout);

swoole_client_select 接受 4 个参数，$read, $write, $error 分别是可读 / 可写 / 错误的文件描述符。
这 3 个参数必须是数组变量的引用。数组的元素必须为swoole_client 对象。
此方法基于 select 系统调用，最大支持 1024 个 socket
$timeout 参数是 select 系统调用的超时时间，单位为秒，接受浮点数
功能与 PHP 原生的 stream_select() 类似，不同的是 stream_select 只支持 PHP 的 stream 变量类型，而且性能差。

调用成功后，会返回事件的数量，并修改 $read/$write/$error 数组。使用 foreach 遍历数组，然后执行 $item->recv/$item->send 来收发数据。或者调用 $item->close() 或 unset($item) 来关闭 socket。

swoole_client_select 返回 0 表示在规定的时间内，没有任何 IO 可用，select 调用已超时。

此函数可以用于 Apache/PHP-FPM 环境

$clients = array();

for($i=0; $i< 20; $i++)
{
    $client = new Swoole\Client(SWOOLE_SOCK_TCP, SWOOLE_SOCK_SYNC); //同步阻塞
    $ret = $client->connect('127.0.0.1', 9501, 0.5, 0);
    if(!$ret)
    {
        echo "Connect Server fail.errCode=".$client->errCode;
    }
    else
    {
        $client->send("HELLO WORLD\n");
        $clients[$client->sock] = $client;
    }
}

while (!empty($clients))
{
    $write = $error = array();
    $read = array_values($clients);
    $n = swoole_client_select($read, $write, $error, 0.6);
    if ($n > 0)
    {
        foreach ($read as $index => $c)
        {
            echo "Recv #{$c->sock}: " . $c->recv() . "\n";
            unset($clients[$c->sock]);
        }
    }
}

属性

errCode

错误码

Swoole\Client->errCode: int

当 connect/send/recv/close 失败时，会自动设置 $swoole_client->errCode 的值。

errCode 的值等于 Linux errno。可使用 socket_strerror 将错误码转为错误信息。

echo socket_strerror($client->errCode);

可参考：Linux 错误码列表

sock

socket 连接的文件描述符。

Swoole\Client->sock;

在 PHP 代码中可以使用

$sock = fopen("php://fd/".$swoole_client->sock);

将 Swoole\Client 的 socket 转换成一个 stream socket。可以调用 fread/fwrite/fclose 等函数进程操作。
Swoole\Server 中的 $fd 不能用此方法转换，因为 $fd 只是一个数字，$fd 文件描述符属于主进程，参考 SWOOLE_PROCESS 模式。
$swoole_client->sock 可以转换成 int 作为数组的 key。

这里需要注意的是：$swoole_client->sock 属性值，仅在 $swoole_client->connect 后才能取到。在未连接服务器之前，此属性的值为 null。

reuse

表示此连接是新创建的还是复用已存在的。与 SWOOLE_KEEP 配合使用。

使用场景

WebSocket 客户端与服务器建立连接后需要进行握手，如果连接是复用的，那就不需要再次进行握手，直接发送 WebSocket 数据帧即可。

if ($client->reuse) {
    $client->send($data);
} else {
    $client->doHandShake();
    $client->send($data);
}

常量

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); $client->connect('127.0.0.1', 9501);

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

Client::MSG_WAITALL

如果设定了 Client::MSG_WAITALL 参数就必须设定准确的 $size，否则会一直等待，直到接收的数据长度达到 $size
未设置 Client::MSG_WAITALL 时，$size 最大为 64K
如果设置了错误的 $size，会导致 recv 超时，返回 false

Client::MSG_DONTWAIT

非阻塞接收数据，无论是否有数据都会立即返回。

Client::MSG_PEEK

窥视 socket 缓存区中的数据。设置 MSG_PEEK 参数后，recv 读取数据不会修改指针，因此下一次调用 recv 仍然会从上一次的位置起返回数据。

Client::MSG_OOB

读取带外数据，请自行搜索 "TCP带外数据 "。

配置

Client 可以使用 set 方法设置一些选项，启用某些特性。

协议解析

协议解析为了解决 TCP 数据包边界问题，相关配置的意义和 Swoole\Server 一致，详情请移步到 Swoole\Server 协议配置章节。

结束符检测

$client->set(array(
    'open_eof_check' => true,
    'package_eof' => "\r\n\r\n",
    'package_max_length' => 1024 * 1024 * 2,
));

长度检测

$client->set(array(
    'open_length_check' => true,
    'package_length_type' => 'N',
    'package_length_offset' => 0, //第N个字节是包长度的值
    'package_body_offset' => 4, //第几个字节开始计算长度
    'package_max_length' => 2000000, //协议最大长度
));

目前支持 open_length_check 和 open_eof_check 2 种自动协议处理功能；
配置好协议解析后，客户端的 recv() 方法将不接受长度参数，每次必然返回一个完整的数据包。

MQTT 协议

启用 MQTT 协议解析，onReceive 回调将收到完整的 MQTT 数据包。

$client->set(array(
     'open_mqtt_protocol' => true, 
));

Socket 缓存区尺寸

包括 socket 底层操作系统缓存区、应用层接收数据内存缓存区、应用层发送数据内存缓冲区。

$client->set(array(
         'socket_buffer_size' => 1024 * 1024 * 2, // 2M缓存区     
));

关闭 Nagle 合并算法

$client->set(array(
     'open_tcp_nodelay' => true, 
));

SSL 相关

SSL/TLS 证书配置

$client->set(array(
     'ssl_cert_file' => $your_ssl_cert_file_path,     
     'ssl_key_file' => $your_ssl_key_file_path, 
));

ssl_verify_peer

验证服务器端证书。

$client->set([
     'ssl_verify_peer' => true, 
]);

启用后会验证证书和主机域名是否对应，如果为否将自动关闭连接

自签名证书

可设置 ssl_allow_self_signed 为 true，允许自签名证书。

$client->set([
     'ssl_verify_peer' => true,     
     'ssl_allow_self_signed' => true, 
]);

ssl_host_name

设置服务器主机名称，与 ssl_verify_peer 配置配合使用或 Client::verifyPeerCert 配合使用。

$client->set([
     'ssl_host_name' => 'www.google.com', 
]);

ssl_cafile

当设置 ssl_verify_peer 为 true 时，用来验证远端证书所用到的 CA 证书。本选项值为 CA 证书在本地文件系统的全路径及文件名。

$client->set([
     'ssl_cafile' => '/etc/CA', 
]);

ssl_capath

如果未设置 ssl_cafile，或者 ssl_cafile 所指的文件不存在时，会在 ssl_capath 所指定的目录搜索适用的证书。该目录必须是已经经过哈希处理的证书目录。

$client->set([
     'ssl_capath' => '/etc/capath/', 
])

ssl_passphrase

本地证书 ssl_cert_file 文件的密码。

示例

$client = new Swoole\Client(SWOOLE_SOCK_TCP | SWOOLE_SSL);

$client->set(array(
    'ssl_cert_file' => __DIR__.'/ca/client-cert.pem',
    'ssl_key_file' => __DIR__.'/ca/client-key.pem',
    'ssl_allow_self_signed' => true,
    'ssl_verify_peer' => true,
    'ssl_cafile' => __DIR__.'/ca/ca-cert.pem',
));
if (!$client->connect('127.0.0.1', 9501, -1))
{
    exit("connect failed. Error: {$client->errCode}\n");
}
echo "connect ok\n";
$client->send("hello world-" . str_repeat('A', $i) . "\n");
echo $client->recv();

package_length_func

设置长度计算函数，与 Swoole\Server 的 package_length_func 使用方法完全一致。与 open_length_check 配合使用。长度函数必须返回一个整数。

返回 0，数据不足，需要接收更多数据
返回 -1，数据错误，底层会自动关闭连接
返回包的总长度值（包括包头和包体的总长度），底层会自动将包拼好后返回给回调函数

默认底层最大会读取 8K 的数据，如果包头的长度较小可能会存在内存复制的消耗。可设置 package_body_offset 参数，底层只读取包头进行长度解析。

示例

$client = new Swoole\Client(SWOOLE_SOCK_TCP);
$client->set(array(
    'open_length_check' => true,
    'package_length_func' => function ($data) {
        if (strlen($data) < 8) {
            return 0;
        }
        $length = intval(trim(substr($data, 0, 8)));
        if ($length <= 0) {
            return -1;
        }
        return $length + 8;
    },
));
if (!$client->connect('127.0.0.1', 9501, -1))
{
    exit("connect failed. Error: {$client->errCode}\n");
}
$client->send("hello world\n");
echo $client->recv();
$client->close();

socks5_proxy

配置 socks5 代理。

仅设置一个选项是无效的，每次必须设置 host 和 port；socks5_username、socks5_password 为可选参数。socks5_port、socks5_password 不允许为 null。

$client->set(array(
    'socks5_host' => '192.168.1.100',
    'socks5_port' => 1080,
    'socks5_username' => 'username',
    'socks5_password' => 'password',
));

http_proxy

配置 HTTP 代理。

http_proxy_port、http_proxy_password 不允许为 null。

基础设置

$client->set(array(
    'http_proxy_host' => '192.168.1.100',
    'http_proxy_port' => 1080,
));

验证设置

$client->set(array(
    'http_proxy_user' => 'test',
    'http_proxy_password' => 'test_123456',
));

bind

仅设置 bind_port 是无效的，请同时设置 bind_port 和 bind_address

机器有多个网卡的情况下，设置 bind_address 参数可以强制客户端 Socket 绑定某个网络地址。
设置 bind_port 可以使客户端 Socket 使用固定的端口连接到外网服务器。

$client->set(array(
     'bind_address' => '192.168.1.100',     
     'bind_port' => 36002, 
));

作用范围

以上 Client 配置项对下面这些客户端同样生效

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