13-1 WebSocket是什么

WebSocket简介：

WebSocket是一种在单个TCP连接上进行全双工通信的协议。 WebSocket使得客户端和服务器之间的数据交换变得更加简单，允许服务端主动向客户端推送数据。 在WebSocket API中，浏览器和服务器只需要完成一次握手，两者之间就直接可以创建持久性的连接，并进行双向数据传输。

WebSocket和HTTP的相同点和不同点：

WebSocket和HTTP都是解决 客户端-服务端 通信的网络协议。 HTTP是单向的，客户端先发起请求，服务端收到请求后再处理这个请求返回响应结果；即先有请求再有响应，且是一个请求对应一个响应；请求时建立连接，响应后断开连接。 WebSocket是双向的，客户端发起请求经过三次握手连接后，客户端和服务端就会基于这个连接保持通信，都可以主动向对方发消息。任何一端都可以主动断开这个连接。 HTTP是无状态的，WebSocket是有状态的。即如果使用WebSocket，那么只要建立了连接，每次通信时，服务端都知道在和谁通信，不需要借助Cookie或seesion或jwt等登录认证方式。

参考：https://www.geeksforgeeks.org/what-is-web-socket-and-how-it-is-different-from-the-http/

WebSocket的应用：

实时web应用游戏聊天软件等等

13-2 WebSocket聊天室简易版

使用FastAPI演示浏览器和服务端基于WebSocket，建立连接并双向通信。 前端代码无需掌握，只要了解它在干什么事情即可。 示例中，我们使用 HTMLResponse，通过接口的方式把前端代码响应的浏览器上；但其实直接写一个html文件，手动打开也可以的。 后端使用WebSocket，需要使用WebSocket这个对象，常用如下三个 协程函数。

await websocket.accept() # 建立连接

data = await websocket.receive_text() # 收消息

await websocket.send_text() # 发消息

想要在fastAPI中使用websocket 需要安装标准版的uvicorn

pip3 install uvicorn[standard]

实例：简单版聊天

from fastapi import FastAPI, WebSocket

from fastapi.responses import HTMLResponse

app = FastAPI()

html = """

WebSocket Chat

"""

@app.get("/")

async def get():

return HTMLResponse(html)

@app.websocket("/ws")

async def websocket_endpoint(websocket: WebSocket):

await websocket.accept()

while True:

data = await websocket.receive_text()

await websocket.send_text(f"Message text was: {data}")

13-3 WebSocket多人在线聊天室

实现多人在线聊天室处理客户端下线通知使用时间戳做客户端id

示例1：多人在线聊天室

from typing import List

from fastapi import FastAPI, WebSocket, WebSocketDisconnect

from fastapi.responses import HTMLResponse

app = FastAPI()

html = """

WebSocket Chat

Your ID:

"""

class ConnectionManager:

def __init__(self):

self.active_connections: List[WebSocket] = []

async def connect(self, websocket: WebSocket):

await websocket.accept()

self.active_connections.append(websocket)

def disconnect(self, websocket: WebSocket):

self.active_connections.remove(websocket)

async def send_personal_message(self, message: str, websocket: WebSocket):

await websocket.send_text(message)

async def broadcast(self, message: str):

for connection in self.active_connections:

await connection.send_text(message)

manager = ConnectionManager()

@app.get("/")

async def get():

return HTMLResponse(html)

@app.websocket("/ws/{client_id}")

async def websocket_endpoint(websocket: WebSocket, client_id: int):

await manager.connect(websocket) # 接收连接

try:

while True:

data = await websocket.receive_text() # 接收数据

await manager.send_personal_message(f"You wrote: {data}", websocket) # 自己发的消息自己看到

await manager.broadcast(f"Client #{client_id} says: {data}") # 广播，发给所有在线的客户端

except WebSocketDisconnect:

manager.disconnect(websocket) # 断开连接

await manager.broadcast(f"Client #{client_id} left the chat") # 广播

示例2：优化自己发的消息不重复展示

from typing import List

from fastapi import FastAPI, WebSocket, WebSocketDisconnect

from fastapi.responses import HTMLResponse

app = FastAPI()

html = """

WebSocket Chat

Your ID:

"""

class ConnectionManager:

def __init__(self):

self.active_connections: List[WebSocket] = []

async def connect(self, websocket: WebSocket):

await websocket.accept()

self.active_connections.append(websocket) # 收集有所的在线客户端

def disconnect(self, websocket: WebSocket):

self.active_connections.remove(websocket) # 当客户端断线时，更新在线客户端列表

async def send_personal_message(self, message: str, websocket: WebSocket):

await websocket.send_text(message)

async def broadcast(self, message: str, websocket: WebSocket):

for connection in self.active_connections:

if connection == websocket: # 判断下，如果是自己就不再发送消息

continue

await connection.send_text(message)

manager = ConnectionManager()

@app.get("/")

async def get():

return HTMLResponse(html)

@app.websocket("/ws/{client_id}")

async def websocket_endpoint(websocket: WebSocket, client_id: int):

await manager.connect(websocket)

try:

while True:

data = await websocket.receive_text()

await manager.send_personal_message(f"You wrote: {data}", websocket)

await manager.broadcast(f"Client #{client_id} says: {data}", websocket)

except WebSocketDisconnect:

manager.disconnect(websocket)

await manager.broadcast(f"Client #{client_id} left the chat", websocket)

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