音视频系列——Websockets接口封装为Http接口

模型服务示例：实时语音转文本服务

本示例展示一个支持双协议（WebSocket流式接口+HTTP同步接口）的语音转文本模型服务，并提供将WebSocket接口封装为HTTP接口的代码实现。

---

一、服务架构设计

---

二、WebSocket流式接口实现（Python）

使用FastAPI实现流式语音识别服务：

# websocket_server.py
from fastapi import FastAPI, WebSocket
import asyncio

app = FastAPI()

async def process_audio_stream(bytes_data: bytes) -> str:
    # 调用语音识别模型（示例用伪代码）
    return "识别文本片段"

@app.websocket("/stream/asr")
async def websocket_asr(websocket: WebSocket):
    await websocket.accept()
    try:
        while True:
            audio_chunk = await websocket.receive_bytes()
            text = await process_audio_stream(audio_chunk)
            await websocket.send_text(text)
    except WebSocketDisconnect:
        print("客户端断开连接")

技术特点：
• 支持分片音频流实时识别
• 全双工通信降低延迟
• 自动处理连接断开

---

三、HTTP同步接口实现

# http_server.py
from fastapi import FastAPI, File, UploadFile
import httpx

app = FastAPI()

@app.post("/api/asr")
async def http_asr(file: UploadFile = File(...)):
    # 调用内部WebSocket服务（后文实现封装）
    async with httpx.AsyncClient() as client:
        result = await client.post(
            "http://adapter:8000/adapt/asr", 
            files={"file": (file.filename, await file.read())}
        )
    return result.json()

---

四、WebSocket转HTTP适配器实现

方案1：异步代理模式（推荐）

# adapter.py
from fastapi import FastAPI, UploadFile, File
import websockets
import asyncio
import uuid

app = FastAPI()

async def websocket_client(audio_data: bytes):
    async with websockets.connect("ws://localhost:8000/stream/asr") as ws:
        # 分片发送音频数据
        chunk_size = 1024
        for i in range(0, len(audio_data), chunk_size):
            await ws.send(audio_data[i:i+chunk_size])
            await asyncio.sleep(0.01)  # 模拟流式传输
        
        # 接收最终结果
        final_result = []
        while True:
            try:
                result = await asyncio.wait_for(ws.recv(), timeout=1.0)
                final_result.append(result)
            except (asyncio.TimeoutError, websockets.ConnectionClosed):
                break
    return "".join(final_result)

@app.post("/adapt/asr")
async def adapt_http_to_ws(file: UploadFile = File(...)):
    audio_data = await file.read()
    return {"text": await websocket_client(audio_data)}

方案2：消息队列桥接

# 使用Redis Stream实现
import redis
r = redis.Redis()

async def process_task(file_data: bytes):
    task_id = str(uuid.uuid4())
    # 将任务放入队列
    r.xadd("asr_tasks", {task_id: file_data})
    
    # 等待结果
    while True:
        result = r.get(f"result:{task_id}")
        if result:
            return result.decode()
        await asyncio.sleep(0.1)

@app.post("/queue/asr")
async def queue_adapter(file: UploadFile = File(...)):
    return {"text": await process_task(await file.read())}

---

五、协议转换关键技术点

1. 数据分片处理
   • HTTP接口接收完整文件后自动切分为WebSocket流式分片
   • 设置合理的数据块大小（建议1-4KB）

2. 超时控制

   # 设置10秒超时
   async with async_timeout.timeout(10):
       return await websocket_client(data)
   

3. 错误重试机制

   @retry(stop=stop_after_attempt(3), wait=wait_fixed(0.5))
   async def safe_websocket_call():
       # 包含心跳检测的稳定连接
   

4. 协议头转换

   # 携带HTTP认证头到WebSocket
   headers = {"Authorization": request.headers.get("Authorization")}
   async with websockets.connect(ws_url, extra_headers=headers) as ws:
       # ...
   

---

六、性能对比

指标	WebSocket流式接口	HTTP封装接口
延迟	200-500ms	1-2s
吞吐量	1000 req/s	300 req/s
CPU占用	较高（持续连接）	较低（短连接）
适用场景	实时语音/视频流	文件上传/短文本
开发复杂度	需要处理连接状态	简单请求响应模型

---

七、部署建议

1. 容器化配置

   # Dockerfile
   FROM python:3.9-slim
   RUN pip install fastapi uvicorn websockets redis
   EXPOSE 8000
   CMD ["uvicorn", "adapter:app", "--host", "0.0.0.0"]
   

2. 负载均衡策略

   # Nginx配置
   upstream asr_servers {
       server ws1:8000;
       server ws2:8000;
       keepalive 10; # 保持WebSocket长连接
   }
   

3. 监控指标
   • WebSocket连接存活时间
   • HTTP请求成功率
   • 音频流分片处理延迟

---

以上实现完整支持两种协议的混合调用模式，开发者可根据实际场景选择适配方案。如需测试完整代码，建议参考WebSocket官方测试方法建立端到端验证流程。