php 进程通信系列（五）socket unix域套接字

PHP Unix域套接字通信

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已于 2022-10-03 23:54:41 修改 · 1.8k 阅读

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于 2022-10-03 23:37:03 首次发布

本文介绍PHP中Unix域套接字的原理与实践，包括无名与命名套接字的区别，通过示例演示了如何利用Unix域套接字进行TCP及UDP类型的进程间通信。

php 进程通信系列（五）socke unix域套接字

常见进程通信方式
Unix socket （套接字）介绍
一些理论基础：
我们来看看php创建无命名本地域 socket 的函数：
命名Unix域【本地域】套接字
- 平常使用到的命名Unix 域套接字
- - 编写Unix 域 tcp 类型进程通信案例
  - 编写Unix 域 udp 类型进程通信案例
结语

常见进程通信方式

在这里插入图片描述

Unix socket （套接字）介绍

现实世界中两个人进行信息交流的整个过程被称作一次通信（Communication），通信的双方被称为端点（Endpoint）。

工具通讯环境的不同，端点之间可以选择不同的工具进行通信，距离近可以直接对话，距离远可以选择打电话、微信聊天。这些工具就被称为 Socket。
在这里插入图片描述

同理，在计算机中也有类似的概念：
在 Unix 中，一次通信由两个端点组成，例如 HTTP 服务端和 HTTP 客户端。
端点之间想要通信，必须借助某些工具，Unix 中端点之间使用 Socket 来进行通信。

Socket 原本是为网络通信而设计的，但后来在 Socket 的框架上发展出一种 IPC 机制，就是 UDS。
Unix Domain Socket（UDS，Unix 域套接字），它还有另一个名字叫 IPC（inter-process communication，进程间通信）。

使用 UDS 的好处显而易见：不需要经过网络协议栈，不需要打包拆包、计算校验和、维护序号和应答等，只是将应用层数据从一个进程拷贝到另一个进程。这是因为，IPC 机制本质上是可靠的通讯，而网络协议是为不可靠的通讯设计的。

UDS 与网络 Socket 最明显的区别在于，网络 Socket 地址是 IP 地址加端口号，而 UDS 的地址是一个 Socket 类型的文件在文件系统中的路径，一般名字以 .sock 结尾。

这个 Socket 文件可以被系统进程引用，两个进程可以同时打开一个 UDS 进行通信，而且这种通信方式只会发生在系统内核里，不会在网络上进行传播。

特别说明：本文中提到的“Socket”、“网络套接字”、“套接字”，如无特殊指明，指的都是同一个东西。

实际上，Socket 通信不仅可以跨网络与不同主机的进程间通信，还可以在同主机上进程间通信，这就是今天介绍的 unix 域套接字。

一些理论基础：

套接字是什么？

套接字也就是socket实际上是一种连接

套接字通信域类型：

ipv4[AF_INET] 是跨机器，通信需要经过网卡，需要绑定IP，端口（绑定的原因是便于寻址，ip主要用于确认通信的机器，端口用于确定与哪个进程通信）

ipv6[AF_INET6] 是跨机器，通信需要经过网卡，需要绑定IP，端口

UNIX[AF_UNIX,AF_LOCAL] unix域也叫本地域，通信的时候不需要绑定ip端口不需要网卡，不经过网络

unix 域套接字有两种与管道类似，分为有命名的【创建好的unix域套接字需要绑定地址，它是一个比较特殊文件，socket 文件】，既能实现父子进程通信，也能实现不同进程间通信

无命名的【创建好的unix域套接字不需要绑定地址】,只能实现血缘关系进程通信，比如父子进程通信

比较常用套接字类型：tcp，udp

tcp：需要连接（三次握手），是可靠的，有序的，错误丢包可重传的，字节流服务

udp：不需要连接，不可靠，数据长度固定的，数据报服务

注意: 本地 socket 的编程接口和 IPv4 、IPv6 套接字编程接口是一致的，可以支持「字节流」和「数据报」两种协议，也就是说unix 域套接字也支持 tpc,upd 两种套接字类型，不过对于unix 域的 upd是可靠的，有序的这个由内核实现；

我们来看看php创建无命名本地域 socket 的函数：

//创建一对无命名的，相互连接的UNIX 域套接字
stream_socket_pair(int $domain, int $type, int $protocol): array|false

三个参数分别代表：

domain 参数用来指定协议族，比如 STREAM_PF_INET 用于 IPV4、STREAM_PF_INET6 用于 IPV6、STREAM_PF_UNIX 用于本机；
type 参数用来指定通信特性，比如 STREAM_SOCK_STREAM 表示的是字节流，对应 TCP、STREAM_SOCK_DGRAM 表示的是数据报，对应 UDP、STREAM_SOCK_RAW 表示的是原始套接字；
protocal 参数原本是用来指定通信协议的，但现在基本废弃。因为协议已经通过前面两个参数指定完成，protocol 目前一般写成 0 即可；

根据创建 socket 类型的不同，通信的方式也就不同：

实现 TCP 字节流通信： socket 类型是 STREAM_PF_INET 和 STREAM_SOCK_STREAM；
实现 UDP 数据报通信：socket 类型是 STREAM_PF_INET 和 STREAM_SOCK_DGRAM；
实现本地进程间通信：
「本地字节流 socket 」类型是 STREAM_PF_UNIX 和 STREAM_SOCK_STREAM。
「本地数据报 socket 」类型是 STREAM_PF_UNIX 和 STREAM_SOCK_DGRAM。

下面我们通过stream_socket_pair() 函数创建父子进程通信例子


<?php
//创建一对连接的、不可区分的套接字流,成功时返回一个包含两个套接字资源的数组
$fd = stream_socket_pair(STREAM_PF_UNIX,STREAM_SOCK_STREAM,STREAM_IPPROTO_IP);
//$fd[0]  可用于读
//$fd[1]  可用于写

$pid = pcntl_fork();//fork 一个子进程
if($pid == 0){
   
   // $pid == 0 表示子进程执行逻辑

    while(1){
   
   // 循环 读取套接字为0的流，读取长度设置为128字节
        $data = fread($fd[0],128);

        if($data){
   
   // 如果读取到数据，使用格式化输出函数打印输出，STDOUT 表示标准化输出资源流
            fprintf(STDOUT,"收到数据：%s\n",$data);
        }

        if(strncasecmp(trim($data),'quit',4)==0){
   
   // strncasecmp 比较字符串是否相同,第三个参数表示用于比较的字符串的长度 ，如果输入的字符串是quit 就结束循环，子进程退出
            break;
        }
   }
    exit(0);
}
if($pid > 0){
   
    //pid 大于0 表示父进程执行逻辑
    while(1){
   
    // 循环读取 STDIN 表示标准输入流，接收数据的长度设置为128字节
       $data = fread(STDIN,128);
       if($data){
   
   //如果有数据，则写入$fd[1] 流,fwrite 函数第三个参数表示写入数据的长度
            fwrite($fd[1],$data,strlen($data));
       }