python測試開發django-81.dwebsocket實現websocket


前言

HTTP 協議有一個缺陷:通信只能由客戶端發起,做不到服務器主動向客戶端推送信息。
WebSocket 協議它的最大特點就是,服務器可以主動向客戶端推送信息,客戶端也可以主動向服務器發送信息,是真正的雙向平等對話,屬於服務器推送技術的一種。

websocket簡介

隨着互聯網的發展,傳統的HTTP協議已經很難滿足Web應用日益復雜的需求了。近年來,隨着HTML5的誕生,WebSocket協議被提出,它實現了瀏覽器與服務器的全雙工通信,擴展了瀏覽器與服務端的通信功能,使服務端也能主動向客戶端發送數據。
  我們知道,傳統的HTTP協議是無狀態的,每次請求(request)都要由客戶端(如 瀏覽器)主動發起,服務端進行處理后返回response結果,而服務端很難主動向客戶端發送數據;這種客戶端是主動方,服務端是被動方的傳統Web模式 對於信息變化不頻繁的Web應用來說造成的麻煩較小,而對於涉及實時信息的Web應用卻帶來了很大的不便,如帶有即時通信、實時數據、訂閱推送等功能的應 用。在WebSocket規范提出之前,開發人員若要實現這些實時性較強的功能,經常會使用折衷的解決方法:輪詢(polling)和Comet技術。其實后者本質上也是一種輪詢,只不過有所改進。
  輪詢是最原始的實現實時Web應用的解決方案。輪詢技術要求客戶端以設定的時間間隔周期性地向服務端發送請求,頻繁地查詢是否有新的數據改動。明顯地,這種方法會導致過多不必要的請求,浪費流量和服務器資源。
  Comet技術又可以分為長輪詢和流技術。長輪詢改進了上述的輪詢技術,減小了無用的請求。它會為某些數據設定過期時間,當數據過期后才會向服務端發送請求;這種機制適合數據的改動不是特別頻繁的情況。流技術通常是指客戶端使用一個隱藏的窗口與服務端建立一個HTTP長連接,服務端會不斷更新連接狀態以保持HTTP長連接存活;這樣的話,服務端就可以通過這條長連接主動將數據發送給客戶端;流技術在大並發環境下,可能會考驗到服務端的性能。
  這兩種技術都是基於請求-應答模式,都不算是真正意義上的實時技術;它們的每一次請求、應答,都浪費了一定流量在相同的頭部信息上,並且開發復雜度也較大。
  伴隨着HTML5推出的WebSocket,真正實現了Web的實時通信,使B/S模式具備了C/S模式的實時通信能力。WebSocket的工作流程是這 樣的:瀏覽器通過JavaScript向服務端發出建立 WebSocket 連接的請求,在 WebSocket 連接建立成功后,客戶端和服務端就可以通過 TCP連接傳輸數據。因為WebSocket連接本質上是TCP連接,不需要每次傳輸都帶上重復的頭部數據,所以它的數據傳輸量比輪詢和Comet技術小了很多.

環境安裝

相關環境:
Django 2.0.3
dwebsocket 0.5.11

使用 django 開發 websocket 服務端,先安裝 dwebsocket

pip install dwebsocket==0.5.11

dwebsocket 使用

在視圖函數里面使用 accept_websocket裝飾器可以接收http 請求和 websocket 請求。
使用require_websocke裝飾器只允許使用WebSocket連接,會拒絕正常的HTTP請求。

相關方法說明

1.request.is_websocket()

如果是個websocket請求返回True,如果是個普通的http請求返回False,可以用這個方法區分它們。

2.request.websocket

在一個websocket請求建立之后,這個請求將會有一個websocket屬性,用來給客戶端提供一個簡單的api通訊,如果request.is_websocket()是False,這個屬性將是None。

3.WebSocket.wait()

返回一個客戶端發送的信息,在客戶端關閉連接之前他不會返回任何值,這種情況下,方法將返回None

4.WebSocket.read()

如果沒有從客戶端接收到新的消息,read方法會返回一個新的消息,如果沒有,就不返回。這是一個替代wait的非阻塞方法

5.WebSocket.count_messages()

返回消息隊列數量

6.WebSocket.has_messages()

如果有新消息返回True,否則返回False

7.WebSocket.send(message)

向客戶端發送消息

8.WebSocket.iter()

websocket迭代器

使用案例

views.py 視圖函數

from django.shortcuts import render
import json
import time
from dwebsocket.decorators import accept_websocket, require_websocket
import re

# Create your views here.

# 上海-悠悠 https://www.cnblogs.com/yoyoketang

@accept_websocket
def test_websocket(request):
    '''服務端視圖'''

    if request.is_websocket(): # 如果請求是websocket請求:

        WebSocket = request.websocket

        while True:
            # 判斷是否通過websocket接收到數據
            if WebSocket.has_messages():

                # 接收Websocket客戶端發送過來的消息
                client_msg = WebSocket.read().decode("utf-8")

                # 設置返回前端的數據
                res = re.sub("嗎?([??])", "!", client_msg)
                messages = {
                    'time': time.strftime('%Y.%m.%d %H:%M:%S', time.localtime(time.time())),
                    'server_msg': res,
                    'client_msg': client_msg
                }
                request.websocket.send(json.dumps(messages))

            else:
                pass


def test_websocket_client(request):
    '''客戶端視圖'''
    return render(request,'websocket_client.html')

在templates文件夾下新建 websocket_client.html 模板,編寫瀏覽器 websocket 的客戶端

<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
    <meta charset="UTF-8">
    <title>django-websocket</title>
    <script  src="http://code.jquery.com/jquery-1.11.1.min.js"></script>
    <script type="text/javascript">
        $(function () {
            $('#send_message').click(function () {
                var socket = new WebSocket("ws://" + window.location.host + "/test_websocket");
                socket.onopen = function () {
                    console.log('WebSocket open');//成功連接上Websocket
                    socket.send($('#message').val());//發送數據到服務端
                };
                socket.onmessage = function (e) {
                    console.log('message: ' + e.data);//打印服務端返回的數據
                    $('#messagecontainer').append('<p><span style="padding-left:30em;"> </span>' + JSON.parse(e.data).client_msg + '</p>');
                    $('#messagecontainer').append('<p>' + JSON.parse(e.data).server_msg + '</p>');


                };
            });
        });
    </script>
</head>
<body>

    <input type="text" id="message" value="input message!" />
    <button type="button" id="send_message">send message</button>
    <h1>Received Messages</h1>
    <div id="messagecontainer">

    </div>

</body>
</html>

urls.py 配置 websocket 客戶端訪問的url

from django.contrib import admin
from django.urls import path
from hello import views

urlpatterns = [
    path('admin/', admin.site.urls),
    path('test_websocket', views.test_websocket, name='test_websocket'),
    path('test_websocket_client', views.test_websocket_client , name='test_websocket_client'),
]

測試websocket

先啟動服務

python manage.py runserver 0.0.0.0:8000

瀏覽器打開http://localhost:8000/test_websocket_client

輸入框,輸入內容,給服務端發數據過去,會收到回復

打開console可以看到服務端返回過來的json數據


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