【Python】websockets库的介绍及用法

目录

1、应用场景

2、websockets库-三方库

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1、应用场景

Python的websockets库是一个用于处理WebSocket协议的库，WebSocket是一个用于在浏览器和服务器间进行全可信双向通信的网络协议。

其应用场景主要包括：

1. 实时通信： 如在线聊天应用、协作工具、多玩家游戏等需要实时交互的场景。
2. 实时数据推送： 比如股票信息、天气信息、新闻更新、设备状态等实时数据的推送。
3. 物联网（IoT）： 用于服务器与设备间的实时通信。
4. 服务端推送技术： 服务器可以主动向客户端发送信息，客户端无需频繁请求刷新。
5. 在线教育或在线视频类应用： 老师可以实时看到所有在线学生的反馈。
6. 实时监控： 例如流量监控、系统性能监控等需要实时反馈数据的场景。

通常来说，只要涉及到需要服务器和客户端进行双向实时交互的应用，都可以使用websockets库来实现。

2、websockets库-三方库

websockets不是Python的标准库，他是一个Python的第三方库，可以通过pip进行安装。

Python中websockets库的常用方法有以下几个：

• websockets.serve(): 这个函数负责创建并启动一个WebSocket服务器。

import asyncio
import websockets

async def hello(websocket, path):
    name = await websocket.recv()
    print(f"< {name}")
    
    greeting = f"Hello {name}!"
    
    await websocket.send(greeting)
    print(f"> {greeting}")

start_server = websockets.serve(hello, "localhost", 8765)

asyncio.get_event_loop().run_until_complete(start_server)
asyncio.get_event_loop().run_forever()

• websocket.recv(): 这个函数是一个协程函数，用于从WebSocket接收消息。
• websocket.send(): 这个函数是一个协程函数，用于向WebSocket发送消息。
• websockets.connect(): 这个函数负责创建一个 WebSocket 客户端。

import asyncio
import websockets

async def hello():
    uri = "ws://localhost:8765"
    async with websockets.connect(uri) as websocket:
        name = input("What's your name? ")
        await websocket.send(name)
        print(f"> {name}")

        greeting = await websocket.recv()
        print(f"< {greeting}")

asyncio.get_event_loop().run_until_complete(hello())

• websocket.close(): 关闭 WebSocket 连接。
• websockets.exceptions: 提供了WebSocket特定的异常。如：ConnectionClosed、InvalidHandshake、InvalidOrigin等。

请注意，websockets库大多数的函数都是协程（coroutine）函数，需要使用 async/await 关键字。

协程（Coroutine）是一种比线程更加轻量级的存在。线程是操作系统的调度单位，而协程是程序调度的单位。也就是说，虽然两者都满足多任务的需要，但是协程的切换开销更小。

在Python中，协程函数被定义为一个包含有async def语句的函数：

async def coroutine_function():
    # Your code here
    pass

协程函数不能直接执行，而需要通过event loop（事件循环）来调用。你可以像这样使用它：

loop = asyncio.get_event_loop()  # 获取事件循环
loop.run_until_complete(coroutine_function())  # 调用协程函数

在协程函数内部，你可以使用await来挂起自身的执行以等待另一个I/O操作完成。

协程函数、async/await，以及asyncio库等都是Python3.5以后版本才引入的新特性，用以更好地处理异步I/O操作，特别是在需要高并发的web服务器和爬虫等应用中有着广泛的应用。