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Websocket

主要内容

  • 为什么要使用Websocket
  • Websocket 是什么
  • Toronado中怎么使用Websocket
  • 彩蛋：Websocket客户端
  • Websocket的负载均衡

一、为什么要使用Websocket

我们之前使用的HTTP协议，通信方式是：

  1. 客户端发起请求给服务端
  2. 服务器接到请求后生成响应给客户端

这种方式有一个弊端：每次通信，必须由客户端发起。

这意味着：

  1. 如果有新内容产生，必须要等客户端请求才能获取（更新不及时）
  2. 如果没有新内容产生，客户端也会发送请求，但绝大多数请求之后发现没有新内容 （浪费系统资源）

而Websocket协议的最大特点是服务端可以主动向客户端发送消息

举个例子

HTTP轮询:

  • 你：请问成绩出来了吗？
  • 对方：没有
  • 你：请问成绩出来了吗？
  • 对方：没有
  • 你：请问成绩出来了吗？
  • 对方：没有
  • 你：请问成绩出来了吗？
  • 对方：出来了，你考了666分

Websocket

  • 对方：你的成绩出来了，考了666分
效果演示

课件 6.websocket_demo1.py 。

二、Websocket 是什么

WebSocket是一种浏览器与服务器全双工通信协议， 在2011年成为国际标准，现在被所以的主流浏览器支持。

课件 6.Websocket.pptx

要搞清楚的是，WebSocket的整个过程，分为2个部分：

  1. 握手：HTTP

    • 既然是HTTP，自然有request/response

    课件 6.Websocket的请求响应.jpg

  2. 通信：TCP

    • 既然是TCP，自然有各种socket的概念
    • 比如：
      • 连接成功
      • 收到消息
      • 对方断开连接
      • 发送消息
      • 主动断开连接

同时需要清楚，浏览器只是承担了【websocket客户端】的角色

websocket客户端还有很多，比如tornado就提供了一个

三、Toronado中怎么使用Websocket

在Toronado提供Websocket 和提供HTTP非常相似

router = [
    (r'/', web.RequestHandler()), # HTTP 
    (r'/ws', websocket.WebSocketHandler()), # Websocket
]

实际上，websocket.WebSocketHandler是web.RequestHandler的子类。

在使用的时候，稍有区别

  1. 不需要处理HTTP请求

    WebSocketHandler只接受GET请求。并且GET请求只是用来进行websocket握手的,一般不需要修改

  2. 收、发WebSocket消息

    在Tornado中，如果收到了WebSocket消息，会把消息传递给on_message方法，所以我们只有重写on_message方法就可以处理收到的消息了

    def on_message(self, message):
    print(f"收到新消息: {message}")

    如果想发送消息给客户端，通过调用write_message方法实现

    self.write_message(message)

  3. 能不能做更多？ 处理“连接建立”、 “连接断开”的情况 ，甚至主动断开连接

    • 建立连接，调用 open方法
    • 断开连接，调用 on_close方法
    • 主动断开连接，调用 close方法

课件 6.tornado_websocket.py 实现了一个websocket 的“回音壁”程序，并处理了“连接建立”、 “连接断开”的情况

课件 6.tornado_websocket.py

四、 彩蛋：Python版Websocket客户端

在章节”二、Websocket 是什么”的结尾，我们提到了“浏览器只是承担了【websocket客户端】的角色”

只要可以实现TCP编程，都可以websocket客户端还有很多，比如Android、iOS、或者其他服务端语言

Tornado 提供了一个Websocket客户端

主要用来测试自己的Websocket功能， 如果你做爬虫的时候发现的信息是用ws实现的话，也可以拿来用用

课件 6.tornado_websocket_client.py

因为ws是双全工协议，所以客户端和服务端用法非常相似，但也有一些差别:

  1. 由客户端发起握手

    conn = await websocket_connect(url)

  2. 如果服务端主动关闭连接，客户端会收到一个None（这个None不是服务端发的）

    msg = await conn.read_message()
if msg is None:
	print("连接已断开")

  3. 协程的方式执行

另一个Python版Websocket客户端

如果你只用ws客户端而不会tornado的其他功能，可以看看这个，单纯的ws客户端， 使用的方法非常的相似，这里不赘述了

https://github.com/websocket-client/websocket-client/

五、Websocket的负载均衡

移动到Tornado部署章节

练习

  1. 使用Tonrado实现一个websocket服务，为客户端发送北京时间
  2. 使用Tonrado实现一个websocket客户端，连接到练习1的服务端，获取时间并打印出来