用Python3編寫WebSocket應用程序，實現實時高效通訊

一、什麼是WebSocket

WebSocket是HTML5開始提供的一種在單個TCP連接上進行全雙工通信的協議，以取代Web使用的HTTP協議的一些缺點。通過WebSocket，伺服器可以向客戶端推送消息，客戶端也可以向伺服器發送消息，實現實時雙向通訊，效率更高。

WebSocket協議基於TCP傳輸協議，使得客戶端和伺服器之間的通訊變得高效、實時、雙向、可靠，可以節約伺服器帶寬，減輕伺服器負擔。

二、Python WebSocket庫介紹

WebSocket是HTML5標準的一部分，但並非所有的瀏覽器都支持WebSocket協議。Python提供了多個WebSocket庫來處理WebSocket的協議，如：Tornado、gevent、 websocket、 Autobahn|Python等，其中Tornado是應用最廣泛的一種庫。

這裡我們使用Tornado WebSocket庫的示例代碼來演示如何用Python3編寫WebSocket應用程序。

三、Tornado WebSocket庫實現示例代碼

import tornado.websocket
import tornado.web
import tornado.ioloop

class WebSocketHandler(tornado.websocket.WebSocketHandler):
    def open(self):
        print('WebSocket opened')
        self.write_message('WebSocket opened')

    def on_close(self):
        print('WebSocket closed')

    def on_message(self, message):
        print('Received message:', message)
        self.write_message('Received message: ' + message)

def make_app():
    return tornado.web.Application([
        (r'/websocket', WebSocketHandler),
    ])

if __name__ == '__main__':
    app = make_app()
    app.listen(8080)
    tornado.ioloop.IOLoop.current().start()

上述示例代碼創建一個WebSocketHandler類，用於處理WebSocket連接。在open方法中，列印WebSocket打開信息，並向客戶端發送一條消息；在on_close方法中，列印WebSocket關閉信息；在on_message方法中，列印接收到的消息，並向客戶端發送一條消息。

make_app方法用於創建一個web應用程序對象，將WebSocketHandler類綁定到WebSocket請求路徑上。

main方法中創建了一個web應用對象，並監聽埠，啟動Tornado IOLoop來非同步監聽客戶端WebSocket連接請求。

四、WebSocket應用程序與客戶端的交互

WebSocket應用程序與客戶端之間的交互是通過WebSocket消息來實現的。客戶端發送的消息可以通過WebSocketHandler中的on_message方法來處理，伺服器需要發送消息時，可以通過WebSocketHandler中的write_message方法向客戶端發送消息。

五、WebSocket應用程序的部署與運行

WebSocket應用程序的部署可以參照Tornado官方文檔中的說明。環境部署完成後，可以使用python命令來運行WebSocket應用程序。

python websocket.py

也可以通過Docker容器來部署和運行WebSocket應用程序，具體可以參考相關資料。

六、小結

WebSocket應用程序的實現，可以在Python3下使用Tornado WebSocket庫來完成。WebSocket應用程序與客戶端之間的交互是通過雙向發送消息來實現的，可以實現更高效、實時、可靠的通訊。