当前位置: 首页 > news >正文

对 Python Websockets 库全方位详解

一、WebSocket 简介

WebSocket 是一种基于 TCP 的协议,支持全双工通信(服务器和客户端可以同时发送消息),适用于实时性要求高的场景(如聊天、实时数据监控、在线游戏等)。与 HTTP 不同,WebSocket 连接一旦建立,会保持持久化,避免了 HTTP 轮询的开销。


二、Python 的 websockets

websockets 是 Python 中用于构建 WebSocket 服务器和客户端的异步库,基于 asyncio 实现,支持高并发和低延迟通信。

安装
pip install websockets

三、完整代码示例

1. WebSocket 服务器
import asyncio
import websockets
from datetime import datetime

# 保存所有活跃的客户端连接
connected_clients = set()

async def handle_client(websocket, path):
    """
    处理单个客户端连接
    """
    # 将新客户端添加到集合
    connected_clients.add(websocket)
    try:
        async for message in websocket:
            # 广播消息给所有客户端
            timestamp = datetime.now().strftime("%H:%M:%S")
            broadcast_message = f"[{timestamp}] {message}"
            await broadcast(broadcast_message)
    except websockets.exceptions.ConnectionClosed:
        print("客户端断开连接")
    finally:
        # 客户端断开后移除
        connected_clients.remove(websocket)

async def broadcast(message):
    """
    向所有连接的客户端广播消息
    """
    if connected_clients:
        await asyncio.gather(
            *[client.send(message) for client in connected_clients]
        )

async def start_server():
    """
    启动 WebSocket 服务器
    """
    async with websockets.serve(handle_client, "localhost", 8765):
        print("服务器已启动,监听端口 8765...")
        await asyncio.Future()  # 永久运行

if __name__ == "__main__":
    asyncio.run(start_server())
2. WebSocket 客户端
import asyncio
import websockets

async def client():
    """
    WebSocket 客户端实现
    """
    async with websockets.connect("ws://localhost:8765") as websocket:
        # 创建两个任务:一个接收消息,一个发送消息
        receive_task = asyncio.create_task(receive_messages(websocket))
        send_task = asyncio.create_task(send_messages(websocket))
        await asyncio.gather(receive_task, send_task)

async def receive_messages(websocket):
    """
    接收服务器消息
    """
    async for message in websocket:
        print(f"\n收到消息: {message}")

async def send_messages(websocket):
    """
    发送用户输入的消息
    """
    while True:
        message = await asyncio.get_event_loop().run_in_executor(None, input, "输入消息 (输入 'exit' 退出): ")
        if message.strip().lower() == 'exit':
            break
        await websocket.send(message)

if __name__ == "__main__":
    asyncio.run(client())

四、代码详解

服务器端
  1. connected_clients:使用集合保存所有活跃连接,便于广播。
  2. handle_client
    • 接受新连接并添加到集合。
    • 循环接收客户端消息,收到后调用 broadcast 广播。
    • 处理连接断开异常,确保客户端被移除。
  3. broadcast:使用 asyncio.gather 并发向所有客户端发送消息。
  4. start_server:启动服务器并永久运行。
客户端
  1. client:连接服务器并启动收发任务。
  2. receive_messages:循环接收服务器消息并打印。
  3. send_messages:读取用户输入,发送到服务器(run_in_executor 用于异步处理阻塞的 input)。

五、运行与测试

  1. 启动服务器
    python server.py
    
  2. 启动多个客户端
    python client.py
    
  3. 测试:在任一客户端输入消息,所有客户端都会收到广播。

六、高级用法

  1. 消息协议:可定义 JSON 格式的消息,添加类型字段(如 {"type": "chat", "content": "Hello"})。
  2. 认证:在连接时验证 Token(通过 path 参数或首次握手消息)。
  3. 心跳机制:定期发送 Ping/Pong 保持连接活跃。
  4. 集成 FastAPI:结合 ASGI 框架提供 HTTP + WebSocket 混合服务。

七、应用场景

  1. 实时聊天应用
  2. 多人在线游戏
  3. 股票行情推送
  4. 物联网设备监控

八、总结

通过 websockets 库,可以轻松构建高性能的实时应用。本文提供的代码示例覆盖了服务器和客户端的基本实现,注释详细,可直接扩展用于实际项目。

http://www.dtcms.com/a/112261.html

相关文章:

  • 企业安全——FIPs
  • 面试可能会遇到的问题回答(嵌入式软件开发部分)
  • 如何在 Windows 上安装 Python
  • 新旧iPhone相册复制 - 相册图片视频对拷 - 换机 - 迁移设备数据 - 免费开源爱思助手
  • 免费在线MBTI性格测试工具 - 探索你的性格特质
  • 什么是自动化测试框架?常用的自动化测试框架有哪些?
  • 2.3 MySQL基本内置函数
  • Cortex-M​ 函数调用的入栈与出栈操作
  • 【5】搭建k8s集群系列(二进制部署)之安装master节点组件(kube-controller-manager)
  • 盲盒小程序开发平台搭建:打造个性化、高互动性的娱乐消费新体验
  • 定长池的实现
  • 蓝桥杯 小明的背包1 小兰的神秘礼物 01背包问题 模板 C++
  • 财务税务域——企业税务系统设计
  • centos8上实现lvs集群负载均衡dr模式
  • 【学Rust写CAD】23 渐变效果(gradient_source.rs)
  • 【面试篇】Dubbo
  • NSSCTF [HGAME 2023 week1]simple_shellcode
  • 音视频入门基础:MPEG2-PS专题(8)——使用Wireshark分析GB28181的PS流
  • 第十二步:react
  • 如何用Python轻松实现快速复制或剪切文件列表中的所有文件呢?
  • 【架构艺术】Go大仓monorepo中使用wire做依赖注入的经验
  • PowerMonitor的使用步骤
  • 【jvm】GC评估指标
  • 面试手撕------智能指针
  • 操作系统、虚拟化技术与云原生及云原生AI简述
  • JavaScript智能对话机器人——企业知识库自动化
  • 使用HTML5和CSS3实现炫酷的3D立方体动画
  • 地球科学领域常用python库
  • 软件工程面试题(十九)
  • Redis高级技能进阶