Python中Websocket的實現(xiàn)及基本原理
一、什么是 WebSocket ？
WebSocket 是一種標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，用于在客戶端和服務(wù)端之間進行雙向數(shù)據(jù)傳輸。但它跟 HTTP 沒什么關(guān)系，它是基于 TCP 的一種獨立實現(xiàn)。
以前客戶端想知道服務(wù)端的處理進度，要不停地使用 Ajax 進行輪詢，讓瀏覽器隔個幾秒就向服務(wù)器發(fā)一次請求，這對服務(wù)器壓力較大。另外一種輪詢就是采用 long poll 的方式，這就跟打電話差不多，沒收到消息就一直不掛電話，也就是說，客戶端發(fā)起連接后，如果沒消息，就一直不返回 Response 給客戶端，連接階段一直是阻塞的。
而 WebSocket 解決了 HTTP 的這幾個難題。當(dāng)服務(wù)器完成協(xié)議升級后（ HTTP -> WebSocket ），服務(wù)端可以主動推送信息給客戶端，解決了輪詢造成的同步延遲問題。由于 WebSocket 只需要一次 HTTP 握手，服務(wù)端就能一直與客戶端保持通信，直到關(guān)閉連接，這樣就解決了服務(wù)器需要反復(fù)解析 HTTP 協(xié)議，減少了資源的開銷。
主要使用場景：
沒有其他能像 WebSocket 一樣實現(xiàn)全雙工傳輸?shù)募夹g(shù)了，迄今為止，大部分開發(fā)者還是使用 Ajax 輪詢來實現(xiàn)，但這是個不太優(yōu)雅的解決辦法，WebSocket 雖然用的人不多，可能是因為協(xié)議剛出來的時候有安全性的問題以及兼容的瀏覽器比較少，但現(xiàn)在都有解決。如果你有這些需求可以考慮使用 WebSocket：
-
多個用戶之間進行交互；
-
需要頻繁地向服務(wù)端請求更新數(shù)據(jù)。
比如彈幕、消息訂閱、多玩家游戲、協(xié)同編輯、股票基金實時報價、視頻會議、在線教育等需要高實時的場景。
**主要還是：消息推送
實現(xiàn)一個簡單的聊天室程序，代碼如下：
#-*- coding:utf8 -*-
?
import threading
import hashlib
import socket
import base64
?
global clients
clients = {}
?
#通知客戶端
def notify(message):
for connection in clients.values():
connection.send('%c%c%s' % (0x81, len(message), message))
?
#客戶端處理線程
class websocket_thread(threading.Thread):
def __init__(self, connection, username):
super(websocket_thread, self).__init__()
self.connection = connection
self.username = username
def run(self):
print 'new websocket client joined!'
data = self.connection.recv(1024)
headers = self.parse_headers(data)
token = self.generate_token(headers['Sec-WebSocket-Key'])
self.connection.send('\
HTTP/1.1 101 WebSocket Protocol Hybi-10\r\n\
Upgrade: WebSocket\r\n\
Connection: Upgrade\r\n\
Sec-WebSocket-Accept: %s\r\n\r\n' % token)
while True:
try:
data = self.connection.recv(1024)
except socket.error, e:
print "unexpected error: ", e
clients.pop(self.username)
break
data = self.parse_data(data)
if len(data) == 0:
continue
message = self.username + ": " + data
notify(message)
def parse_data(self, msg):
v = ord(msg[1]) & 0x7f
if v == 0x7e:
p = 4
elif v == 0x7f:
p = 10
else:
p = 2
mask = msg[p:p+4]
data = msg[p+4:]
return ''.join([chr(ord(v) ^ ord(mask[k%4])) for k, v in enumerate(data)])
def parse_headers(self, msg):
headers = {}
header, data = msg.split('\r\n\r\n', 1)
for line in header.split('\r\n')[1:]:
key, value = line.split(': ', 1)
headers[key] = value
headers['data'] = data
return headers
?
def generate_token(self, msg):
key = msg + '258EAFA5-E914-47DA-95CA-C5AB0DC85B11'
ser_key = hashlib.sha1(key).digest()
return base64.b64encode(ser_key)
?
#服務(wù)端
class websocket_server(threading.Thread):
def __init__(self, port):
super(websocket_server, self).__init__()
self.port = port
?
def run(self):
sock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
sock.setsockopt(socket.SOL_SOCKET, socket.SO_REUSEADDR, 1)
sock.bind(('127.0.0.1', self.port))
sock.listen(5)
print 'websocket server started!'
while True:
connection, address = sock.accept()
try:
username = "ID" + str(address[1])
thread = websocket_thread(connection, username)
thread.start()
clients[username] = connection
except socket.timeout:
print 'websocket connection timeout!'
?
if __name__ == '__main__':
server = websocket_server(9000)
server.start()
<!--
@http://www.rzrgm.cn/zhuweisky/p/3930780.html
-->