基于Swoole&WebSocket&Redis的高性能直播方案及demo |

实现方案

实现的功能是图文直播的形式，直播员post一条数据，在相应客户端无刷显示出来，这里我们使用websocket来实现这个功能，使用异步任务来进行redis的存储以及push数据，也就是说这个websocket的后端实现是以异步Task的方式来进行，这是提高性能的关键。注意，这里只是核心实现的思路以及关键的代码，还有很多需要优化的点，如：

球队的数据应该使用mysql查询，这里是写死的。
重启服务的时候应该清楚掉redis的写入的clients，虽然不影响使用但是会尝试连接之前存储的clients id而出现报错。需要在ws.php的构造方法中查询redis存储客户端id的有序集合中是否有值，有值的或要把值删掉。
每场球赛的直播的之前的数据应该从数据库中提取出来，这里没有对之前的直播数据进行存储。
加入心跳来优化客户端断开连接的情况特别是移动端。
还有很多需要优化的点，这个实现的是核心的部分，其他的都不是大问题。

实现的具体思路：每次客户端连接的时候开启ws的时候把用户的连接的id记录在redis的有序集合中，直播员发布消息的时候进入异步任务，异步任务（高性能的关键）具体做两件事情，一是在redis的有序集合中查出来有哪些客户端连接了，找到连接的客户端之后通过拿到的连接id把数据通过WebSocket来push给页面，当用户断开连接的时候把这个连接的id从redis中有序集合中删除。注

意要需要在WebSocket服务端的添加一个构造方法，来在每次服务器重启的时候查询有序集合中是否有值，有值的话需要把值相应的删除，虽然我们在客户端断开连接的时候删除了客户端的连接id，但是如果服务终止，那么之前连接的WebSocket的用户连接id不会被删除，会导致再次push数据的时候服务端报错，因为服务端这个时候redis有序列表中还有用户的连接id，但是这个时候这些脏数据指向的客户端并实际上并没有连接。

part1 支持WebSocket

首先明确一点，WebSocket是建立在HTTP之下的，也就是说我们可以在HTTP中添加WebSocket。

在直播的场景中，我们需要使用websocket服务来使客户端在没有刷新的情况下显示数据。websocket这个机制是基于的http server的，因此如果起一个websocket的脚本它也会具有http的特性，这样就可以使用ws:localhost:8811来使用ws的协议了，并且http服务也是正常可以使用的，因此在之前的http server的基础上增加ws的支持。

ws.php

说明：

使用swoole开启websocket的同时也会开启Http，因此可以直接使用来替代之前的纯http server
注意document_root’ => “/Users/bingxiong/swoole/hdtocs/thinkphp/public/static”，定义了根目录，也就是说资源必须要在这里的子目录才能够访问
onTask()这里做的是异步任务的分发机制，从而实现代码复用。
在onOpen的时候，也就是客户端打开的时候把客户端连接的id存储在redis中为了push数据给客户端的时候用，也就是我们需要知道有哪些客户端连接了我们的服务器，存在一个有序集合中。
在onClose的时候，把客户端的id从有序集合中删掉
redis有序集合的成员数是2的32次方-1，不用担心数据库爆了

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<?php

/**

* Created by bingxiong.

* Date: 5/19/18

* Time: 7:43 PM

* Description:

class Ws{

CONST HOST="0.0.0.0";

CONST PORT=8811;

public $ws = null;

public function __construct()

{

// 重启的时候要获取sMembers获取看看key有没有值，有的话要删掉

$this->ws = new swoole_websocket_server(self::HOST,self::PORT);

$this->ws->set([

'enable_static_handler' => true, //

'document_root' => "/Users/bingxiong/swoole/hdtocs/thinkphp/public/static",

'worker_num' => 4,

'task_worker_num' => 4,

]);

$this->ws->on("workerstart",[$this,'onWorkerStart']);

$this->ws->on("request",[$this,'onRequest']);

$this->ws->on("open",[$this,'onOpen']);

$this->ws->on("message",[$this,'onMessage']);

$this->ws->on("task",[$this,'onTask']);

$this->ws->on("finish",[$this,'onFinish']);

$this->ws->on("close",[$this,'onClose']);

$this->ws->start();

}

/**

* onWorkerStart的回调

* 加载框架文件

* @param $server

* @param $worker_id

public function onWorkerStart($server, $worker_id){

// 定义应用目录

define('APP_PATH', __DIR__ . '/../application/');

// 加载框架引导文件

require __DIR__ . '/../thinkphp/start.php';

}

/**

* request的回调

* @param $request

* @param $response

public function onRequest($request,$response){

// 将swoole中一些特别的用法装换成原生的php

$_SERVER =[];

if(isset($request->server)){

foreach ($request->server as $k => $v){

$_SERVER[strtoupper($k)] = $v;

}

$_GET = [];

if(isset($request->get)){

foreach ($request->get as $k => $v){

$_GET[$k] = $v;

}

$_FILES = [];

if(isset($request->files)){

foreach ($request->files as $k => $v){

$_FILES[$k] = $v;

}

$_POST = [];

if(isset($request -> post)){

foreach ($request->server as $k => $v){

$_POST[$k] = $v;

}

$_POST['http_server'] = $this->ws;

// 执行框架中的内容

ob_start();

try {

think\Container::get('app', [APP_PATH])

->run()

->send();

}catch (\Exception $e){

// todo

}

$res = ob_get_contents();

ob_end_clean();

$response->end($res);

}

/**

* @param $serv

* @param $taskId

* @param $workerId

* @param $data

* @return string

public function onTask($serv,$taskId,$workerId,$data){

// 分发task任务机制，让不同的任务走不通的逻辑

$obj = new app\common\lib\task\Task;

$method = $data['method'];

$flag = $obj -> $method($data['data'],$serv);

return $flag; // 告诉worker进程

}

/**

* @param $serv

* @param $taskId

* @param $data

public function onFinish($serv,$taskId,$data){

echo "taskId:{$taskId}\n";

echo "finish-data-success:{$data}\n";

}

/**

* 监听ws打开事件

* @param $ws

* @param $request

public function onOpen($ws,$request){

// fd放到redis中 [1,2]

\app\common\lib\redis\Predis::getInstance()->sAdd(config('redis.live_game_key'),$request->fd);

var_dump($request->fd);

}

/**

* 监听ws消息事件

* @param $ws

* @param $frame

public function onMessage($ws,$frame){

echo "server-push-message:{$frame->data}\n";

$ws->push($frame->fd,"server-push:".date("Y-m-d H:i:s"));

}

/**

* 监听关闭事件

* @param $ws

* @param $fd

public function onClose($ws,$fd){

// fd 删除

\app\common\lib\redis\Predis::getInstance()->sRem(config('redis.live_game_key'),$fd);

echo "clientId:{$fd}\n";

}

// 直接new来开启服务

new Ws();

Part 2 拼装数据

Live.php

这里还需要加入tocken
数据是写死的，这里进一步的优化应该使用mysql查出来
拼接好的数据放入$taskData中，注意这里是有一个method来做之前提到的异步任务分发
拼装好数据之后把数据发送给异步任务来执行WebSocket和redis入库

<?php

/**

* Created by bingxiong.

* Date: 5/22/18

* Time: 9:46 PM

* Description:

namespace app\admin\controller;

use app\common\lib\Util;

use app\common\lib\redis\Predis;

class Live

{

public function push(){

if(empty($_GET)){

return Util::show(config('code.error'),'error');

}

// token md5(content)

$teams = [

1 => [

'name' => '马刺',

'logo' => '/live/imgs/team1.png',

4 => [

'name' => '火箭',

'logo' => '/live/imgs/team2.png',

];

$data = [

'type' => intval($_GET['type']),

'title' => !empty($teams[$_GET['team_id']]['name']) ?$teams[$_GET['team_id']]['name'] : '直播员',

'logo' => !empty($teams[$_GET['team_id']]['logo']) ?$teams[$_GET['team_id']]['logo'] : '',

'content' => !empty($_GET['content']) ? $_GET['content'] : '',

'image' => !empty($_GET['image']) ? $_GET['image'] : '',

];

// 赛况数据使用Task异步任务入库redis

$taskData = [

'method' => 'pushLive',

'data' => $data

];

$_POST['http_server']->task($taskData);

return Util::show(config('code.success','ok'));

}

public function sMembers($key){

return $this->redis->sMembers($key);

}

Part 3 WebScoket的JavaScript

live.js

注意是在onMessage中调用push
注意WebSocket的地址ws://127.0.0.1:8811
push()就是接收传过来的data然后拼接html给前端页面
注意push的调用push(evt.data);

var wsUrl="ws://127.0.0.1:8811";

var websocket = new WebSocket(wsUrl);

// 实例化对象的onopen属性

websocket.onopen = function(evt){

//发送一个数据

console.log("Swoole connected success!");

}

// 实例化onmessage

websocket.onmessage = function (evt) {

//在这里调用push

push(evt.data);

console.log("ws-server-return-data:"+evt.data);

}

// 实例化onclose

websocket.onclose = function (evt) {

console.log("close");

}

// 实例化onerror

websocket.onerror = function(evt, e){

console.log("error:"+evt.data);

}

function push(data) {

data = JSON.parse(data);

//拼接html

html = '<div class="frame">';

html += '<h3 class="frame-header">';

html += '<i class="icon iconfont icon-shijian"></i>第'+data.type+'节 01：30';

html += '</h3>';

html += '<div class="frame-item">';

html += '<span class="frame-dot"></span>';

html += '<div class="frame-item-author">';

if(data.logo) {

html += '<img src="'+data.logo+'" width="20px" height="20px" />';

}

html += data.title;

html += '</div>';

html += '<p>'+data.content+'</p>';

html += '</div>';

$('#match-result').prepend(html);

}

part 4 异步任务

Task.php

异步任务通过method都分发到这里
SendSms()方法是之前异步登录异步redis存储验证码的
sMembers()方法是通过有序集合的形式来获取已经连上的客户端id
然后pushLive()直接把数据push给所有用户
其实swoole_server文档中有一个count可以直接获取到连接的客户端id（遍历），这里没有使用这种方式
这里是把连接的id放在redis里面，push数据到客户端的时候在把已经连接的id拿出来push

<?php

/**

* 代表的是 swoole里面后续的所有任务都放到这里来做

* Created by bingxiong.

* Date: 5/19/18

* Time: 8:33 PM

* Description:

namespace app\common\lib\Task;

use app\common\lib\ali\Sms;

use app\common\lib\redis\Predis;

use app\common\lib\Redis;

class Task{

/**

* @param $data

* @param $sevr

* @return bool

public function sendSms($data,$sevr){

try{

$response = Sms::sendSms($data['phone'],$data['code']);

}catch (\Exception $e) {

return false;

}

// 如果发送成功吧验证码记录到redis里面

if($response->Code === "OK"){

Predis::getInstance()->set(Redis::smsKey($data['phone']),$data['code'],config('redis.out_time'));

}else{

return false;

}

return true;

}

/**

* @param $data

* @param $serv swoole server 对象

public function pushLive($data,$serv){

// 获取所有用户

$clients = Predis::getInstance()->sMembers(config("redis.live_game_key"));

print_r($clients);

// 把数据POST给客户端，客户端使用websocket发送给在线用户

foreach ($clients as $fd){

$serv->push($fd,json_encode($data));

}

Part 5 Predis中的方法

/**

* @param $key

* @param $value

* @return int

public function sAdd($key,$value){

return $this->redis->sAdd($key,$value);

}

/**

* @param $key

* @param $value

* @return int

public function sRem($key,$value){

return $this->redis->sRem($key,$value);

}

/**

* @param $key

* @return array

public function sMembers($key){

return $this->redis->sMembers($key);

}

基于Swoole&WebSocket&Redis的高性能直播方案及demo

实现方案

part1 支持WebSocket

Part 2 拼装数据

Part 3 WebScoket的JavaScript

part 4 异步任务

Part 5 Predis中的方法

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