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浅谈PHP结合JavaScript SSE(Server Sent Events)实现服务器实时推送功能

寻技术 PHP编程 / JS脚本 2024年01月22日 166

说明

如配置后Nginx遇到502/504的，请参考这两篇文章的解决方案
PHP-FPM与Nginx通信报 502 Bad Gateway或504 Gateway Timeout终极解决方案（适用于PHP执行耗时任务情况下的报错）
Linux系统下配置Nginx使部分URL使用多套自定义的PHP-FPM配置

简介

SSE 的全称是 Server Sent Events，即服务器推送事件。它是一种基于 HTTP 的服务器到客户端的单向（半双工）通信机制，使服务器能够主动将实时数据推送给客户端，而不需要客户端多次发起请求。
官方文档：https://developer.mozilla.org/en-US/docs/Web/API/EventSource

解决了什么问题

常规的HTTP请求响应流程无法做到服务器主动推送数据到客户端，SSE可以解决此问题。

适用场景

实时更新订阅数据、实时通知、实时日志监控、实时数据统计、简单的文本数据传输。

示例代码

服务端

// 这行代码用于关闭输出缓冲。关闭后，脚本的输出将立即发送到浏览器，而不是等待缓冲区填满或脚本执行完毕。
ini_set('output_buffering', 'off');
// 这行代码禁用了 zlib 压缩。通常情况下，启用 zlib 压缩可以减小发送到浏览器的数据量，但对于服务器发送事件来说，实时性更重要，因此需要禁用压缩。
ini_set('zlib.output_compression', false);
// 这行代码使用循环来清空所有当前激活的输出缓冲区。ob_end_flush() 函数会刷新并关闭最内层的输出缓冲区，@ 符号用于抑制可能出现的错误或警告。
while (@ob_end_flush()) {}
// 这行代码设置 HTTP 响应的 Content-Type 为 text/event-stream，这是服务器发送事件（SSE）的 MIME 类型。
header('Content-Type: text/event-stream');
// 这行代码设置 HTTP 响应的 Cache-Control 为 no-cache，告诉浏览器不要缓存此响应。
header('Cache-Control: no-cache');
// 这行代码设置 HTTP 响应的 Connection 为 keep-alive，保持长连接，以便服务器可以持续发送事件到客户端。
header('Connection: keep-alive');
// 这行代码设置 HTTP 响应的自定义头部 X-Accel-Buffering 为 no，用于禁用某些代理或 Web 服务器（如 Nginx）的缓冲。这有助于确保服务器发送事件在传输过程中不会受到缓冲影响
header('X-Accel-Buffering: no');


/**
 * @function 封装sse格式的数据
 * @param  $data string
 * @return string
 */
function sse($data) {
    //data:\n\n不能少，sse固定格式
    return "data:{$data}\n\n";
}

// 开启输出缓冲
ob_start();
while (true) {
    $json = json_encode(['data' => ['time' => date('Y-m-d H:i:s')]], JSON_UNESCAPED_UNICODE);
    echo sse($json);
    //刷新缓冲区
    ob_flush();
    //将输出缓冲区的内容立即发送到客户端
    flush();
    sleep(1);
}

客户端

<!doctype html>
<html>
<head>
    <meta charset="UTF-8">
    <title>Document</title>
</head>
<body>

</body>

<script>
    if(!! window.EventSource) {
        var sse = new EventSource('http://127.0.0.1/test/sse.php');
        //通信事件
        sse.onmessage = function (event) {
            var response  = JSON.parse(event.data);
            console.log(response.data.time);
        };

        // 打开事件
        sse.onopen = function (event) { console.log('连接成功'); };

        //关闭事件
        sse.onclose = function(event) {console.log('连接关闭');};

        //错误事件
        sse.onerror = function (event) {console.error('连接失败');};
    } else {
        alert('您的浏览器不支持SSE');
    }
</script>
</html>

服务端对客户端单向通信是实时了，可服务端数据发生变化时，怎么及时同步到SSE模块呢？依客户端显示通知数量为需求做个简单示例

方案1：纯粹轮询模式

做法：不停对数据库做查询。
优点：实现简单。
缺点：很不优雅的方案，性能消耗大。
场景：数据量不大且赶工时，可作为临时方案。
示例：

ob_start();
$user_id = 1; //假设用户id为1，实际可传参获取。
while (true) {
    $notice_count = DB::table('notice')->where('user_id', $user_id)->count();
    echo sse(json_encode(['notice_num' => notice_count]));
    ob_flush();
    flush();
    sleep(1);
}

方案2：基于事件触发，用消息队列做订阅发布模式

做法：对要实时获取的数据，先赋一个初始值的实际值，传递给客户端，当数据发生变化时，触发生产消息的通知，SSE模块不停的消费消息。
优点：避免了轮询模式疯狂查询。
缺点：仍旧需要消耗一些资源，实现稍微繁琐。
场景：方法优雅，适用于订阅端根据消息做更复杂的业务逻辑操作时使用。
示例：

暂时用redis队列简单实现：技术选型可根据实际情况做高可用或更复杂的设计。

//例如要实现一个通知数量实时变更的功能：
//发布端：
$redis = new Redis();
$redis->connect('127.0.0.1', 6379);
//假设用户id为1
$user_id = 1;
//执行完其它的针对notice表写操作的业务逻辑代码...，然后向队列丢一个任务
$redis->lPush('add_one_notice_task:'. $user_id, 1);
//------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
//订阅端
$redis = new Redis();
$redis->connect('127.0.0.1', 6379);

//先查询数据库通知数量
$user_id = 1; //假设用户id为1，实际可传参获取。
$notice_count = DB::table('notice')->where('user_id', $user_id)->count();
$redis->set('user_notice_num:'. $user_id, $notice_count);

while (true) {
    //若检测到有自增一个通知数量的任务，则消费时触发一个增加数量的动作。
    $add_one_notice_task = $redis->rPop('add_one_notice_task:'. $user_id);
    if($add_one_notice_task) {
        $redis->incr('user_notice_num:'. $user_id);
    }

    echo sse(json_encode(['notice_num' => $redis->get('user_notice_num:' . $user_id) ?? 0]));
    ob_flush();
    flush();
    sleep(1);
}

方案3：基于事件触发的轮询

做法：触发端直接一步到位，修改好数据后缓存，监听端不停的监听缓存的值。
优点：实现起来比订阅发布简单，又避免轮询频繁查库，通过缓存解耦，避免了方案1的性能问题，又能保证缓存一致性。
缺点：终究还是轮询，仍旧需要消耗一些资源。
场景：相对简单的，不需要在监听端做业务处理，只做纯粹返回数据的场景。
示例：

//触发端
$redis = new Redis();
$redis->connect('127.0.0.1', 6379);
 //假设用户id为1，实际可传参获取。
$user_id = 1;
//执行完其它的针对notice表写操作的业务逻辑代码...
$notice_count = DB::table('notice')->where('user_id', $user_id)->count();
$redis->set('user_notice_num:'. $user_id, $notice_count);
//------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
//监听端
$redis = new Redis();
$redis->connect('127.0.0.1', 6379);
$user_id = 1; //假设用户id为1，实际可传参获取。
while (true) {
    echo sse(json_encode(['notice_num' => $redis->get('user_notice_num:' . $user_id) ?? 0]));
    ob_flush();
    flush();
    sleep(1);
}

在实战项目中的封装

/**
 * @function 与客户端server send event通信方式
 * @param    $callback    callable 回调，若返回数组代表要输出json，返回null代表本次循环不进行输出
 * @param    $millisecond int      数据分发间隔，单位：毫秒
 * @return   string
 * @other    void
 */
function sse($callback, $millisecond = 1000) {
    set_time_limit(0);
    ini_set('output_buffering', 'off');
    ini_set('zlib.output_compression', false);
    while (@ob_end_flush()) {}
    header('Content-Type: text/event-stream; Charset=UTF-8');
    header('Cache-Control: no-cache');
    header('Connection: keep-alive');
    header('X-Accel-Buffering: no');
    header("Access-Control-Allow-Origin: *");
    header("Access-Control-Allow-Credentials: true");
    header('Access-Control-Allow-Methods: *');
    header('Access-Control-Allow-Headers: *');

    ob_start();
    while (true) {
        $callback_res = $callback();
        if($callback_res !== null) {
            $data = json_encode($callback_res, JSON_UNESCAPED_UNICODE);
            echo "data:{$data}\n\n";
        }
        ob_flush();
        flush();
        usleep($millisecond * 1000);
    }
}

//调用
sse(function() {
	if('业务逻辑数据存在') {
		return ['k' => 'v'];
	}
	return null;
}, 1000);

SSE优点

  1. 实现简单易用。
  2. 有断线重连的能力，即使网络中断，SSE仍旧会尝试每隔几秒自动重试的机制。
  3. 避免了客户端使用短轮询造成请求量过大的问题，避免在项目中因需要一个实时的通信小模块就需要另外搭建WebSocket的问题，得不偿失。

SSE缺点

  1. 完全不兼容IE浏览器。
  2. SSE是一种半双工通信，因为数据只能在一个方向上流动，即从服务器到客户端。与之相比，全双工通信（例如WebSocket）允许数据在两个方向上同时流动，允许双向的数据传输。
  3. 为了避免滥用和资源占用，一些浏览器可能会限制单个域名下的SSE连接数，例如同时最多打开6个连接。而另一些浏览器可能会限制整个浏览器实例中的SSE连接总数，这个限制不是由JavaScript语言本身所设定的，而是由浏览器实现所定义的。

SSE对比WebSocket

协议区别

协议：SSE是基于HTTP协议，而WebSocket则是独立的协议，它们都可以在浏览器和服务器之间建立持久的连接。

数据格式

SSE通过HTTP协议传输的数据格式是文本（通常是JSON格式），因此它适合用于传输简单的文本数据或者事件。而WebSocket可以传输文本和二进制数据，在处理音频、视频等大型数据时更有优势。

通信方式

SSE基于半双工模式，服务器可以通过发送事件流（event stream）来主动推送数据给客户端。客户端通过监听这些事件来接收数据。而WebSocket是全双工通信协议，客户端和服务器可以随时发送和接收数据。

兼容性

IE10及以上支持 WebSocket。但IE都不兼容SSE，并且不同浏览器对SSE兼容性不一样，可通过Polyfill解决，官网：https://developer.mozilla.org/en-US/docs/Glossary/Polyfill。

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