使用Python Websockets構建實時Web應用程序

一、什麼是Websockets

Websockets是一種在單個TCP連接上進行全雙工通信的協議。與HTTP請求-響應不同，Websockets允許伺服器主動向客戶端推送信息而不需要客戶端首先發送請求。這使得Websockets非常適合實時Web應用程序，如聊天室、實時協作和實時遊戲。

Websockets使用了一個獨立的數據幀格式，由協議處理消息和處理錯誤以及連接管理。

Python Websockets是一個用於WebSocket伺服器和客戶端編程的庫。它允許我們編寫與 Websockets 兼容的客戶端和伺服器，使數據傳輸更加實時。

二、Python Websockets 的安裝

在 Linux 系統中，通過命令行安裝 Python Websockets：

pip3 install websockets

三、使用Python Websockets構建實時Web應用

1. 創建WebSocket伺服器

要創建Websockets伺服器，我們需要使用 Python 的 asyncio 和 websockets 庫。

import asyncio
import websockets

async def server(websocket, path):
    async for message in websocket:
        await websocket.send(message)

async def main():
    async with websockets.serve(server, 'localhost', 8000):
        await asyncio.Future()  # run forever

asyncio.run(main())

上面的代碼創建了一個在本地主機的 8000 埠上運行的 WebSocket 伺服器。在連接建立、斷開和數據傳輸期間，server() 方法將被調用。

2. 創建WebSocket客戶端

要連接並發送數據到WebSocket伺服器，需要創建一個WebSocket客戶端。在 Python 中，我們可以使用Websockets庫來創建WebSocket客戶端。

import asyncio
import websockets

async def client():
    async with websockets.connect('ws://localhost:8000') as websocket:
        await websocket.send('Hello, WebSocket!')
        response = await websocket.recv()
        print(response)

asyncio.run(client())

上面的代碼創建了一個WebSocket客戶端，它連接到本地主機的 8000 埠。它向伺服器發送消息，並列印出伺服器的響應。

3. 使用Websockets構建聊天室

Websockets還可以用於構建實時聊天室。

以下是一個使用Websockets構建聊天室的簡單示例：

伺服器代碼：

import asyncio
import websockets

async def server(websocket, path):
    async for message in websocket:
        for ws in websockets:
            await ws.send(message)

websockets = set()

async def main():
    async with websockets.serve(server, 'localhost', 8000):
        await asyncio.Future()  # run forever

asyncio.run(main())

客戶端代碼：

import asyncio
import websockets

async def client():
    async with websockets.connect('ws://localhost:8000') as websocket:
        while True:
            message = input('Enter message: ')
            await websocket.send(message)

asyncio.run(client())

使用以上代碼來運行伺服器和多個客戶端，各個客戶端發送的消息都將廣播到其他客戶端。

四、總結

Python Websockets是使用Python進行Websockets編程的一個非常有用的工具。它為我們提供了一個簡單而強大的方式，可以使我們嘗試構建實時應用程序，如聊天室、實時協作和實時遊戲。