[Multiple and faster]php ping ipv4 by socket

本文介绍了一种基于socket_select的高性能ping工具xfping的设计与实现。相较于传统工具，xfping通过优化socket_select的使用方式显著减少了ping操作的整体耗时，并支持批量ping操作。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

前文

在之前【读源码】workerman中的2种Timer中，我就已经接触到了stream_select，其中基于该函数实现的微秒级延迟更是让我大开眼界，甚至于有人另外将其简化成一个定时器。而有另外一个有相似用法的函数是socket_select，在[udpate]php ping ipv4 by socket中实现xping的实现中也有用到，而之后，我就一直思考是否也可以用workerman中事件的思路实现更高性能的ping呢？在经过workerman启发还有几天的努力，终于还是有点眉目了。

exec ping 和 xping

exec ping

一次只能ping一个ip,并且每次ping会间隔1秒。
所以所花费的时间是：

(1s + (ttl or timeout)) * ping 次数

xping

一次只能ping一个ip，ping间隔可以忽略

所以所花费的时间是：

（(ttl or timeout)) * ping 次数

而 ttl计算和 timeout 恰恰都是同个socket_select阻塞实现的。也就是说每次ping的花费时间是

ttl < ping一次时间 < timeout

大概流程
最大的问题
可以看到，运行是线性的，时间也是线性增加的。并且大部分时间都是花在socket_select，其阻塞的时间太浪费了

xfping新思路

socket_select 是用于检测在限定时间内有被修改的套接字。那么我的思路是，把其等待的时间缩小，先发下个ping包，再一起等回包。其流程则会变成：
在这里插入图片描述

可以发现，按这个思路整体运行时间将大大减少，那么开干。

主要会有几个变化

新的timeout机制
socket_select 单纯用于检测套接字状态了，那timeout机制则需另外设计
非阻塞的socket_recvfrom
多个回包需要socket_recvfrom多次读取，如果设置为阻塞，那么会阻塞至下个回包，影响退出其他部分运行
TTL计算
之前的单个ping周期甚至可以不用去检测数据的正确与否，而并发ping则需要明确每个回包的对应关系，才可以准确计算出TTL
结束机制
之前socket_select 的阻塞和超时可以视为一个ping的结束，现在需要通过回包和超时的计数去判断ping 任务是否结束

xfping 示例

类exec ping 配置

代码

(xfping::init())
    ->setDebug(0)
    ->setCallbackDnsError(function($host){
        echo 'DnsError :'.$host.PHP_EOL;
    })
    ->setCallbackTimeOut(function($ip){
        echo 'timeout :'.$ip.PHP_EOL;
    })
    ->setCallbackOneIp(function($ip,$ret){
       echo formet($ip,$ret).PHP_EOL;
    })
    ->setCallbackSingle(function($ip,$seq,$t){
        echo 'from ip='.$ip.' seq='.$seq.' t_ms='.($t*1000).PHP_EOL;
    })
    ->setCallback(function ($ret,$t){
        echo 'ret '.PHP_EOL;
        foreach ($ret as $ip=>$r){
            echo formet($ip,$r).PHP_EOL;
        }
        echo 'total time_ms '.$t;
})->doit('127.0.0.1',4,1000,1000);
// ping 4 次 127.0.0.1 ，1s 超时，每次间隔1s

结果

from ip=127.0.0.1 seq=0 t_ms=0.3049373626709
from ip=127.0.0.1 seq=1 t_ms=0.26607513427734
from ip=127.0.0.1 seq=2 t_ms=0.24986267089844
from ip=127.0.0.1 seq=3 t_ms=0.26988983154297
ip=127.0.0.1 send=4 recive=4 loss=0.00%  min=0.25ms max=0.30ms avg=0.27ms
ret
ip=127.0.0.1 send=4 recive=4 loss=0.00%  min=0.25ms max=0.30ms avg=0.27ms
total time_ms 3022.8109359741

批量ping

代码

(xfping::init())
    ->setDebug(0)
    ->setCallbackDnsError(function($host){
        echo 'DnsError :'.$host.PHP_EOL;
    })
    ->setCallbackTimeOut(function($ip){
        echo 'timeout :'.$ip.PHP_EOL;
    })
// 不输出 OneIp ping 和 Single ping
//    ->setCallbackOneIp(function($ip,$ret){
//       echo formet($ip,$ret).PHP_EOL;
//    })
//    ->setCallbackSingle(function($ip,$seq,$t){
//        echo 'from ip='.$ip.' seq='.$seq.' t_ms='.($t*1000).PHP_EOL;
//    })

    ->setCallback(function ($ret,$t){
        echo 'ret '.PHP_EOL;
        foreach ($ret as $ip=>$r){
            echo formet($ip,$r).PHP_EOL;
        }
        echo 'total time_ms '.$t;
})->doit('127.0.0.1;127.0.0.2;127.0.0.3',1,1000,10);
//分别ping 2 次 127.0.0.1 、127.0.0.2、127.0.0.3 ，1s 超时，每次间隔10ms

结果

ret
ip=127.0.0.1 send=2 recive=2 loss=0.00%  min=0.26ms max=0.30ms avg=0.28ms
ip=127.0.0.2 send=2 recive=2 loss=0.00%  min=0.26ms max=0.26ms avg=0.26ms
ip=127.0.0.3 send=2 recive=2 loss=0.00%  min=0.25ms max=0.26ms avg=0.26ms
total time_ms 72.15690612793