Vitsliputsli

Проверьте, эмулируйте соединения.
Скорее всего остановится в районе 1000. Тогда проверьте колво файловых дескрипторов на процесс. Либо увеличивайте их колво, либо запускайте несколько процессов, либо используйте другой язык.
10к-20к - это много для одного процесса, если подразумевается, что они все одновременно ломанутся за подключением, то большинство будет долго ждать, и не секунды, а минуты.
В коде логики практически нет, так что не должно из-за нее напрягаться. Хотя я особо не вчитывался, условия с неявными преобразованиями, ужасные названия переменных (типа $arrayCount[$items]) очень сильно мешают вникать.

Подскажите на каком языке лучше всего Websocket? чтобы он был менее затратны в производительности и более всего понятен для изучения? :)

Go.

прочитал, что могут быть разные утечки памяти, если на php делать

Не будет, если сами их не создадите.

В чате кроме онлайн отправки сообщений должен быть механизм отложенного получения. После соединения клиент проверяет накопившиеся сообщения. Периодически клиент проверяет потерянные сообщения. Если у сообщений последовательные ID, то по пропускам клиент также определяет потерянные сообщения.
Как вариант контроль не на стороне клиента, а на стороне сервера. Тогда клиент подтверждает получение. Но это больше взаимодействий и хранения данных на стороне сервера.

Но может ли вообще socket сервер на php обрабатывать http запросы?

Не может. Http и websocket - это 2 разных протокола.

Раз уже используется websocket, то логичнее его и использовать.

Ratchet