学习在Swoole源码中查询Websocket的连接问题
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。
定位问题查看 PHP 日志为了方便调试 Swoole，以下测试是在本地环境下进行。
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。
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 .......?.w0Jm/..
0x0020: 8018 18d6 fee0 0000 0101 080a 7621 9272 ............v!.r
0x0030: 7621 9271 4854 5450 2f31 2e31 2031 3031 v!.qHTTP/1.1.101
0x0040: 2053 7769 7463 6869 6e67 2050 726f 746f .Switching.Proto
0x0050: 636f 6c73 0d0a 5570 6772 6164 653a 2077 cols..Upgrade:.w
0x0060: 6562 736f 636b 6574 0d0a 436f 6e6e 6563 ebsocket..Connec
0x0070: 7469 6f6e 3a20 5570 6772 6164 650d 0a53 tion:.Upgrade..S
0x0080: 6563 2d57 6562 536f 636b 6574 2d41 6363 ec-WebSocket-Acc
0x0090: 6570 743a 2052 6370 3851 6663 446c 3146 ept:.Rcp8QfcDl1F
0x00a0: 776e 666a 6377 3862 4933 6971 7176 4551 wnfjcw8bI3iqqvEQ
0x00b0: 3d0d 0a53 6563 2d57 6562 536f 636b 6574 =..Sec-WebSocket
0x00c0: 2d56 6572 7369 6f6e 3a20 3133 0d0a 5365 -Version:.13..Se
0x00d0: 7276 6572 3a20 7377 6f6f 6c65 2d68 7474 rver:.swoole-htt
0x00e0: 702d 7365 7276 6572 0d0a 0d0a p-server....
10:22:58.060906 IP 127.0.0.1.53823 > 127.0.0.1.1215: Flags [.], ack 185, win 6376, options [nop,nop,TS val 1981911666 ecr 1981911666], length 0
0x0000: 4500 0034 0000 4000 4006 0000 7f00 0001 E..4..@.@.......
0x0010: 7f00 0001 d23f 04bf 6d2f 9604 9377 3102 .....?..m/...w1.
0x0020: 8010 18e8 fe28 0000 0101 080a 7621 9272 .....(......v!.r
0x0030: 7621 9272 v!.r
10:22:58.061467 IP 127.0.0.1.1215 > 127.0.0.1.53823: Flags [F.], seq 185, ack 1372, win 6358, options [nop,nop,TS val 1981911667 ecr 1981911666], length 0
0x0000: 4500 0034 0000 4000 4006 0000 7f00 0001 E..4..@.@.......
0x0010: 7f00 0001 04bf d23f 9377 3102 6d2f 9604 .......?.w1.m/..
0x0020: 8011 18d6 fe28 0000 0101 080a 7621 9273 .....(......v!.s
0x0030: 7621 9272 v!.r复制代码追踪 Swoole 源码我们现在知道了是 Swoole 主动断开了连接，但它是在什么时候断开的，又为什么要断开呢？就让我们从源码一探究竟。
从抓包结果看，发出响应报文到 close 连接的时间很短，所以猜测是握手阶段出了问题。从响应报文可以看出，Websocket 连接是建立成功的，推测 swoole_websocket_handshake()的结果应该是 true，那么连接应该是在 swoole_websocket_handshake()里 close 的。
// // 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;
}复制代码追踪进 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;
}复制代码从 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;
}复制代码最终我们找到 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;
}
}
}复制代码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;
}
}复制代码重启 Nginx 后，Websocket 终于正常了～
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