Python3 网络编程7：WebSocket 编程（双向实时通信）

天天向上

发布： 2025-03-16 12:19:00

原创

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在传统 HTTP 请求-响应模式下，客户端需要不断轮询服务器以获取最新数据。而 WebSocket 允许服务器和客户端建立全双工通信，适用于实时聊天、在线游戏、股票行情等场景。

7.1 WebSocket 基础

Python 提供了 websockets 库，支持 WebSocket 通信。

7.1.1 安装 `websockets`

pip install websockets

7.1.2 WebSocket 通信流程

客户端发送连接请求
服务器响应连接
双向通信
任意一方可主动断开连接

7.2 WebSocket 服务器

我们使用 websockets 库创建一个 WebSocket 服务器，监听 0.0.0.0:8765 端口。

import asyncio
import websockets

async def websocket_server(websocket, path):
    print("客户端已连接")
    try:
        async for message in websocket:
            print(f"收到消息: {message}")
            await websocket.send(f"服务器收到: {message}")
    except websockets.exceptions.ConnectionClosed:
        print("客户端断开连接")

start_server = websockets.serve(websocket_server, "0.0.0.0", 8765)

asyncio.run(start_server)

7.3 WebSocket 客户端

import asyncio
import websockets

async def websocket_client():
    async with websockets.connect("ws://127.0.0.1:8765") as websocket:
        await websocket.send("Hello WebSocket Server!")
        response = await websocket.recv()
        print(f"收到服务器响应: {response}")

asyncio.run(websocket_client())

7.4 WebSocket 多客户端支持

7.4.1 服务器支持多个客户端

import asyncio
import websockets

clients = set()

async def websocket_handler(websocket, path):
    clients.add(websocket)
    try:
        async for message in websocket:
            print(f"收到消息: {message}")
            for client in clients:
                if client != websocket:
                    await client.send(f"广播消息: {message}")
    except websockets.exceptions.ConnectionClosed:
        pass
    finally:
        clients.remove(websocket)

start_server = websockets.serve(websocket_handler, "0.0.0.0", 8765)

asyncio.run(start_server)

7.4.2 客户端连接多个 WebSocket

import asyncio
import websockets

async def websocket_client(name):
    async with websockets.connect("ws://127.0.0.1:8765") as websocket:
        await websocket.send(f"{name} 连接成功")
        while True:
            response = await websocket.recv()
            print(f"{name} 收到消息: {response}")

async def main():
    await asyncio.gather(websocket_client("客户端1"), websocket_client("客户端2"))

asyncio.run(main())

7.5 WebSocket 与浏览器通信

可以在前端 HTML 页面中使用 WebSocket 连接服务器。

7.5.1 前端 WebSocket 代码

<!DOCTYPE html>
<html lang="zh">
<head>
    <meta charset="UTF-8">
    <title>WebSocket 客户端</title>
</head>
<body>
    <h2>WebSocket 连接</h2>
    <button onclick="sendMessage()">发送消息</button>
    <script>
        let ws = new WebSocket("ws://localhost:8765");

        ws.onopen = function () {
            console.log("连接成功！");
        };

        ws.onmessage = function (event) {
            console.log("收到消息: " + event.data);
        };

        function sendMessage() {
            ws.send("Hello from Web!");
        }
    </script>
</body>
</html>

下篇文章我们将介绍 Twisted，用于更高级的网络编程，如 Telnet 服务器！