Swoole源码中如何查询Websocket的连接问题详解

网络编程 2024/11/18 佚名

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问题

我们项目的 Websocket Server 使用的 Swoole，最近在搭建 beta 环境的时候发现 Websocket 协议虽然升级成功了，但是会出现定时重连，心跳、数据也一直没有发送。项目的生产环境和 beta 一致，但是生产环境确没有这个问题。

定位问题

为了方便调试 Swoole，以下测试是在本地环境下进行。

查看 PHP 日志

在 PHP 日志里，发现一条错误日志： ErrorException: Swoole\WebSocket\Server::push(): the connected client of connection[47] is not a websocket client or closed，说明 Websocket 连接已经 close 了。

抓包

既然连接被 close 掉了，那我们来看看是谁主动关闭的连接。Swoole 监听的端口是 1215，通过 tcpdump -nni lo0 -X port 1215 可以看到，Swoole 在发出协议升级的响应报文后，又发出了 Fin 报文段，即 Swoole 主动断开了连接，所以才会出现浏览器显示 WebSocket 连接建立成功，但是又定时重连的问题。

10:22:58.060810 IP 127.0.0.1.1215 > 127.0.0.1.53823: Flags [P.], seq 1:185, ack 1372, win 6358, options [nop,nop,TS val 1981911666 ecr 1981911665], length 184
0x0000: 4500 00ec 0000 4000 4006 0000 7f00 0001 E.....@.@.......
0x0010: 7f00 0001 04bf d23f 9377 304a 6d2f 9604 ......."htmlcode">
// // swoole_websocket_server.cc
int swoole_websocket_onHandshake(swServer *serv, swListenPort *port, http_context *ctx)
{
  int fd = ctx->fd;
  bool success = swoole_websocket_handshake(ctx);
  if (success)
  {
    swoole_websocket_onOpen(serv, ctx);
  }
  else
  {
    serv->close(serv, fd, 1);
  }
  if (!ctx->end)
  {
    swoole_http_context_free(ctx);
  }
  return SW_OK;
}
追踪进 swoole_websocket_handshake() 里，前面部分都是设置响应的 header，响应报文则是在 swoole_http_response_end() 里发出的，它的结果也就是 swoole_websocket_handshake 的结果。
// swoole_websocket_server.cc
bool swoole_websocket_handshake(http_context *ctx)
{
  ...

  swoole_http_response_set_header(ctx, ZEND_STRL("Upgrade"), ZEND_STRL("websocket"), false);
  swoole_http_response_set_header(ctx, ZEND_STRL("Connection"), ZEND_STRL("Upgrade"), false);
  swoole_http_response_set_header(ctx, ZEND_STRL("Sec-WebSocket-Accept"), sec_buf, sec_len, false);
  swoole_http_response_set_header(ctx, ZEND_STRL("Sec-WebSocket-Version"), ZEND_STRL(SW_WEBSOCKET_VERSION), false);

    ...

  ctx->response.status = 101;
  ctx->upgrade = 1;

  zval retval;
  swoole_http_response_end(ctx, nullptr, &retval);
  return Z_TYPE(retval) == IS_TRUE;
}
从 swoole_http_response_end() 代码中我们发现，如果 ctx->keepalive 为 0 的话则关闭连接，断点调试下发现还真就是 0。至此，连接断开的地方我们就找到了，下面我们就看下什么情况下 ctx->keepalive 设置为 1。
// swoole_http_response.cc
void swoole_http_response_end(http_context *ctx, zval *zdata, zval *return_value)
{
  if (ctx->chunk) {
    ...
  } else {
    ...

      if (!ctx->send(ctx, swoole_http_buffer->str, swoole_http_buffer->length))
    {
      ctx->send_header = 0;
      RETURN_FALSE;
    } 
  }

  if (ctx->upgrade && !ctx->co_socket) {
    swServer *serv = (swServer*) ctx->private_data;
    swConnection *conn = swWorker_get_connection(serv, ctx->fd);

    // 此时websocket_statue 已经是WEBSOCKET_STATUS_ACTIVE，不会走进这步逻辑
    if (conn && conn->websocket_status == WEBSOCKET_STATUS_HANDSHAKE) {
      if (ctx->response.status == 101) {
        conn->websocket_status = WEBSOCKET_STATUS_ACTIVE;
      } else {
        /* connection should be closed when handshake failed */
        conn->websocket_status = WEBSOCKET_STATUS_NONE;
        ctx->keepalive = 0;
      }
    }
  }

  if (!ctx->keepalive) {
    ctx->close(ctx);
  }
  ctx->end = 1;
  RETURN_TRUE;
}
最终我们找到 ctx->keepalive 是在 swoole_http_should_keep_alive() 里设置的。从代码我们知道，当 HTTP 协议是 1.1 版本时，keepalive 取决于 header 没有设置 Connection: close；当为 1.0 版本时，header 需设置 Connection: keep-alive。

Websocket 协议规定，请求 header 里的 Connection 需设置为 Upgrade，所以我们需要改用 HTTP/1.1 协议。
int swoole_http_should_keep_alive (swoole_http_parser *parser)
{
 if (parser->http_major > 0 && parser->http_minor > 0) {
  /* HTTP/1.1 */
  if (parser->flags & F_CONNECTION_CLOSE) {
   return 0;
  } else {
   return 1;
  }
 } else {
  /* HTTP/1.0 or earlier */
  if (parser->flags & F_CONNECTION_KEEP_ALIVE) {
   return 1;
  } else {
   return 0;
  }
 }
}
解决问题

从上面的结论我们可以知道，问题的关键点在于请求头的 Connection 和 HTTP 协议版本。

后来问了下运维，生产环境的 LB 会在转发请求时，会将 HTTP 协议版本修改为 1.1，这也是为什么只有 beta 环境存在这个问题，nginx 的 access_log 也印证了这一点。

那么解决这个问题就很简单了，就是手动升级下 HTTP 协议的版本，完整的 nginx 配置如下。
upstream service {
  server 127.0.0.1:1215;
}

server {
  listen 80;
  server_name dev-service.ts.com;

  location / {
    proxy_set_header Host $http_host;
    proxy_set_header Scheme $scheme;
    proxy_set_header SERVER_PORT $server_port;
    proxy_set_header REMOTE_ADDR $remote_addr;
    proxy_set_header X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for;
    proxy_set_header Upgrade $http_upgrade;
    proxy_set_header Connection $connection_upgrade;
    proxy_http_version 1.1;

    proxy_pass http://service;
  }
}
重启 Nginx 后，Websocket 终于正常了～

总结