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= PHP WebSocket =

'''WebSocket''' 是一种在单个TCP连接上进行全双工通信的协议，允许服务器和客户端之间实时交换数据。在PHP中，WebSocket通常用于构建实时应用程序，如聊天系统、在线游戏或股票行情推送等。

== 简介 ==

传统的HTTP协议是无状态的，每次请求都需要建立新的连接。而WebSocket通过一次握手建立持久连接，实现低延迟的双向通信。PHP可以通过扩展库（如Ratchet或Swoole）实现WebSocket服务器。

=== 核心特点 ===
* '''全双工通信'''：客户端和服务器可以同时发送和接收数据。
* '''低延迟'''：避免HTTP的重复握手开销。
* '''轻量级'''：数据帧头仅2-10字节。

== 工作原理 ==

WebSocket通信分为两个阶段：
1. '''握手阶段'''：客户端通过HTTP Upgrade头请求切换到WebSocket协议。
2. '''数据传输阶段'''：通过帧（Frame）格式交换数据。

<mermaid>
sequenceDiagram
    Client->>Server: HTTP Upgrade请求 (Connection: Upgrade)
    Server->>Client: 101 Switching Protocols
    Note over Client,Server: WebSocket连接建立
    Client->>Server: 发送数据帧
    Server->>Client: 返回数据帧
</mermaid>

== PHP实现方式 ==

=== 使用Ratchet库 ===
Ratchet是PHP的WebSocket库，基于ReactPHP事件循环。

<syntaxhighlight lang="php">
// 安装Ratchet: composer require cboden/ratchet

use Ratchet\MessageComponentInterface;
use Ratchet\ConnectionInterface;
use Ratchet\Server\IoServer;
use Ratchet\Http\HttpServer;
use Ratchet\WebSocket\WsServer;

class MyChat implements MessageComponentInterface {
    protected $clients;

    public function __construct() {
        $this->clients = new \SplObjectStorage;
    }

    public function onOpen(ConnectionInterface $conn) {
        $this->clients->attach($conn);
        echo "New connection! ({$conn->resourceId})\n";
    }

    public function onMessage(ConnectionInterface $from, $msg) {
        foreach ($this->clients as $client) {
            if ($client !== $from) {
                $client->send($msg);
            }
        }
    }

    public function onClose(ConnectionInterface $conn) {
        $this->clients->detach($conn);
        echo "Connection {$conn->resourceId} disconnected\n";
    }

    public function onError(ConnectionInterface $conn, \Exception $e) {
        echo "Error: {$e->getMessage()}\n";
        $conn->close();
    }
}

$server = IoServer::factory(
    new HttpServer(new WsServer(new MyChat())),
    8080
);
$server->run();
</syntaxhighlight>

'''输出示例：'''
<pre>
New connection! (1)
New connection! (2)
Connection 1 disconnected
</pre>

=== 使用Swoole扩展 ===
Swoole提供了更高性能的WebSocket实现：

<syntaxhighlight lang="php">
$server = new Swoole\WebSocket\Server("0.0.0.0", 9501);

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

$server->on('message', function ($server, $frame) {
    foreach ($server->connections as $fd) {
        if ($fd != $frame->fd) {
            $server->push($fd, $frame->data);
        }
    }
});

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

$server->start();
</syntaxhighlight>

== 握手过程详解 ==

WebSocket握手使用HTTP头交换密钥：

<math>
\text{Sec-WebSocket-Accept} = \text{base64}(\text{sha1}(\text{Sec-WebSocket-Key} + \text{258EAFA5-E914-47DA-95CA-C5AB0DC85B11}))
</math>

== 实际应用案例 ==

=== 实时聊天系统 ===
1. 用户A发送消息到WebSocket服务器
2. 服务器广播给所有连接的客户端
3. 用户B实时接收消息

=== 股票行情推送 ===
1. 服务器从数据源获取最新价格
2. 通过WebSocket推送至所有订阅的客户端
3. 网页无需刷新即可更新数据

== 性能优化 ==

* '''连接池管理'''：复用TCP连接
* '''二进制协议'''：使用opcode=2减少数据量
* '''心跳检测'''：定期PING/PONG保持连接

== 安全考虑 ==

* 实施'''wss://'''（WebSocket Secure）
* 验证'''Origin'''头防止CSRF攻击
* 限制帧大小防止内存耗尽

== 常见问题 ==

'''Q: PHP适合高并发WebSocket吗？'''
A: 原生PHP需配合扩展（如Swoole），纯PHP进程模型效率较低。

'''Q: 如何检测连接断开？'''
A: 通过onClose回调或心跳超时机制。

== 参见 ==

* RFC 6455 - WebSocket协议标准
* PHP官方文档中的socket扩展
* HTML5 WebSocket API规范

== 进阶阅读 ==

* WebSocket协议帧格式解析
* 负载均衡下的WebSocket集群
* 与HTTP/2的性能对比分析

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