【转】PHP实现系统编程（四）--- 本地套接字（Unix Domain Socket）

原文：http://blog.csdn.net/zhang197093/article/details/78143687?locationNum=6&fps=1

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Socket API一开始是为了解决网络通讯而设计的，而后来在此之上又衍生出一种叫做本地套接字（Unix Domain Socket）的技术，本地套接字顾名思义，只支持本地的两个进程之间进行通信，虽然网络套接字（Internet Domain Socket）也可以通过本地回环地址（127.0.0.1）来实现本地进程间通信，但由于本地套接字不需要经过网络协议栈，封包拆包、计算校验和等操作，所以效率上相比网络套接字有一定的优势。由于本地套接字性能高、稳定、支持非血缘关系的进程间通讯，所以本地套接字也是当下使用最广泛的IPC（进程间通信）的机制之一。

Nginx 与 PHP-FPM 之间使用网络套接字（127.0.0.1:9000）和使用本地套接字两种通信方式的性能对比

一般我们都是让 PHP-FPM 监听 127.0.0.1:9000 ，显然这时 Nginx 与 PHP-FPM 是通过网络套接字来实现通讯的，其实，如果 Nginx和 PHP-FPM运行在同一台服务器上，我们还可以让 PHP-FPM监听本地套接字，接下来就针对这两种方式的性能做一简单的比较。

这里我的Nginx开启两个worker进程

1. [root@localhost ~]# ps -ef | grep nginx
2. root      1838     1  0 22:48 ?        00:00:00 nginx: master process /usr/sbin/nginx -c /etc/nginx/nginx.conf
3. nginx     1839  1838  0 22:48 ?        00:00:00 nginx: worker process
4. nginx     1840  1838  0 22:48 ?        00:00:00 nginx: worker process
5. root      1851  1797  0 22:49 pts/0    00:00:00 grep nginx

使用网络套接字，Nginx和PHP-FPM配置分别如下：

压力测试test.php脚本

1. <?php
2. phpinfo();

压测结果：

再来看看 Nginx和PHP-FPM 用本地套接字方式的通信，Nginx 和 PHP-FPM 的配置稍作修改：

压测结果：

以上测试都是多次压测后取得结果，从结果可以看到，本地套接字要比网络套接字的QPS平均高了100多，和我们预期基本一致。

PHP的本地套接字编程

其实PHP的本地套接字编程和网络套接字基本一致，只是传的参数不一样。

PHP为socket编程提供了两套API，一套是 socket_* 系列方法，这在我们前面的系列文章里演示过了，另一套是 stream_socket_* 系列方法，而后者使用起来更加的方便，这里我们采用后者来演示。

stream_socket_*  方法列表:

1. •stream_socket_accept — 接受由 stream_socket_server 创建的套接字连接
2. •stream_socket_client — Open Internet or Unix domain socket connection
3. •stream_socket_enable_crypto — Turns encryption on/off on an already connected socket
4. •stream_socket_get_name — 获取本地或者远程的套接字名称
5. •stream_socket_pair — 创建一对完全一样的网络套接字连接流
6. •stream_socket_recvfrom — Receives data from a socket, connected or not
7. •stream_socket_sendto — Sends a message to a socket, whether it is connected or not
8. •stream_socket_server — Create an Internet or Unix domain server socket
9. •stream_socket_shutdown — Shutdown a full-duplex connection

具体方法的使用请参阅PHP手册，这里直接演示代码：

server端代码：

1. <?php
2. //stream_server.php
3. $sockfile = '/dev/shm/unix.sock';
4. // 如果sock文件已存在，先尝试删除
5. if (file_exists($sockfile))
6. {
7. unlink($sockfile);
8. }
9. $server = stream_socket_server("unix://$sockfile", $errno, $errstr);
10. if (!$server)
11. {
12. die("创建unix domain socket fail: $errno - $errstr");
13. }
14. while(1)
15. {
16. $conn = stream_socket_accept($server, 5);
17. if ($conn)
18. {
19. while(1)
20. {
21. $msg = fread($conn, 1024);
22. if (strlen($msg) == 0) //客户端关闭
23. {
24. fclose($conn);
25. break;
26. }
27. echo "read data: $msg";
28. fwrite($conn, "read ok!");
29. }
30. }
31. }
32. fclose($server);

client端代码：

1. <?php
2. //stream_client.php
3. $client = stream_socket_client("unix:///dev/shm/unix.sock", $errno, $errstr);
4. if (!$client)
5. {
6. die("connect to server fail: $errno - $errstr");
7. }
8. while(1)
9. {
10. $msg = fread(STDIN, 1024);
11. if ($msg == "quit\n")
12. {
13. break;
14. }
15. fwrite($client, $msg);
16. $rt = fread($client, 1024);
17. echo $rt . "\n";
18. }
19. fclose($client);

运行

server端：

1. [root@localhost html]# php stream_server.php
2. read data: hello unix domain socket
3. read data: are you ok?
4. read data: I'm fine!
5. PHP Warning:  stream_socket_accept(): accept failed: Connection timed out in /usr/share/nginx/html/stream_server.php on line 13
6. PHP Warning:  stream_socket_accept(): accept failed: Connection timed out in /usr/share/nginx/html/stream_server.php on line 13
7. PHP Warning:  stream_socket_accept(): accept failed: Connection timed out in /usr/share/nginx/html/stream_server.php on line 13
8. PHP Warning:  stream_socket_accept(): accept failed: Connection timed out in /usr/share/nginx/html/stream_server.php on line 13
9. PHP Warning:  stream_socket_accept(): accept failed: Connection timed out in /usr/share/nginx/html/stream_server.php on line 13
10. PHP Warning:  stream_socket_accept(): accept failed: Connection timed out in /usr/share/nginx/html/stream_server.php on line 13

client端：

1. [root@localhost html]# php stream_client.php
2. hello unix domain socket
3. read ok!
4. are you ok?
5. read ok!
6. I'm fine!
7. read ok!
8. ^C

以上是一个最简单的本地套接字的代码演示，细心的读者可能注意到了server端报的warning，服务器如果长时间没有客户端过来连接，超过了stream_socket_accept 方法设置的timeout，服务器端便会报这个警告，事实上，真正的服务端代码是不会是像这样写的，因为这种方式同一时间只能处理一个客户端连接，如果要实现并发，一种方式就是使用IO多路复用，如同 socket_* 系列方法中有socket_select 方法 （参考系列文章第一篇http://blog.csdn.net/zhang197093/article/details/77366407），stream_socket_* 系列方法提供了 stream_select 方法来实现多路复用，使用方法也很相似。

1. int stream_select ( array &$read , array &$write , array &$except , int $tv_sec [, int $tv_usec = 0 ] )

The stream_select() function accepts arrays of streams and waits for them to change status. Its operation is equivalent to that of the socket_select() function except in that it acts on streams.

详细的方法介绍请参考PHP手册 : http://php.net/manual/zh/function.stream-select.php

优化后的代码如下：

1. <?php
2. //stream_server.php
3. $sockfile = '/dev/shm/unix.sock';
4. // 如果sock文件已存在，先尝试删除
5. if (file_exists($sockfile))
6. {
7. unlink($sockfile);
8. }
9. $server = stream_socket_server("unix://$sockfile", $errno, $errstr);
10. if (!$server)
11. {
12. die("创建unix domain socket fail: $errno - $errstr");
13. }
14. $listen_reads = array($server);
15. $listen_writes = array();
16. $listen_excepts = NULL;
17. while(1)
18. {
19. $can_reads = $listen_reads;
20. $can_writes = $listen_writes;
21. $num_streams = stream_select($can_reads, $can_writes, $listen_excepts, 0);
22. if ($num_streams)
23. {
24. foreach ($can_reads as &$sock)
25. {
26. if ($server == $sock)
27. {
28. $conn = stream_socket_accept($server, 5); //此时一定存在客户端连接，不会有超时的情况
29. if ($conn)
30. {
31. // 把客户端连接加入监听
32. $listen_reads[] = $conn;
33. $listen_writes[] = $conn;
34. }
35. }
36. else
37. {
38. $msg = fread($sock, 1024);  //此时一定是可读的
39. if (strlen($msg) == 0) //读取到0个字符，说明客户端关闭
40. {
41. fclose($sock);
42. // 从sock监听中移除
43. $key = array_search($sock, $listen_reads);
44. unset($listen_reads[$key]);
45. $key = array_search($sock, $listen_writes);
46. unset($listen_writes[$key]);
47. echo "客户端关闭\n";
48. }
49. else
50. {
51. echo "read data: $msg";
52. // 是否可写
53. if (in_array($sock, $can_writes))
54. {
55. fwrite($conn, "read ok!");
56. }
57. }
58. }
59. }
60. }
61. }
62. fclose($server);

此时这个server就不会有前面那个Warning了，并且支持并发

1. [root@localhost html]# php stream_server.php
2. read data: hello world
3. read data: hello unix domain socket
4. read data: harry up
5. read data:
6. read data:
7. read data: I'm another client
8. 客户端关闭
9. 客户端关闭
10. read data: I'm the third client
11. 客户端关闭

That‘s all！

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