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一、WebSocket介紹：

1,WebSocket是什么？

WebSocket是一種在單個(gè)TCP連接上進(jìn)行全雙工通信的協(xié)議。在WebSocket API中，瀏覽器和服務(wù)器只需要完成一次握手（不是指建立TCP連接的那個(gè)三次握手，是指在建立TCP連接后傳輸一次握手?jǐn)?shù)據(jù)），兩者之間就直接可以創(chuàng)建持久性的連接，并進(jìn)行雙向數(shù)據(jù)傳輸。

WebSocket是H5新增的一重通信協(xié)議，為了更好的節(jié)省服務(wù)器資源和帶寬，并且能夠更實(shí)時(shí)地進(jìn)行通訊。

2,WebSocket與TCP、HTTP之間有什么關(guān)系？

WebSocket和HTTP都是基于TCP創(chuàng)建的，所以發(fā)送消息之前都要?jiǎng)?chuàng)建連接進(jìn)行三次握手。

WebSocket依賴HTTP協(xié)議的一次握手，一次握手成功之后，就不需要HTTP了，而是使用TCP的傳輸通道，開始收發(fā)數(shù)據(jù)，這就是上面所說的雙向連接。

3，WebSocket使用場景？

用戶下了訂單，運(yùn)營管理后臺需要向運(yùn)營人員推送訂單通知。

用戶A關(guān)注了用戶B，需要向用戶B推送消息

有一些游戲，既支持手機(jī)端，也支持web端時(shí)，需要用到。

網(wǎng)頁版即時(shí)聊天、彈幕等

4，為什么選擇WebSocket而不是其他？

HTTP/1.x 版本不支持服務(wù)器主動推送，只能在客戶端發(fā)起請求后做出回應(yīng)。
HTTP/2.x版本支持服務(wù)器主動推送，但HTTP/2 還未全面實(shí)施
輪詢：每隔一段時(shí)間就會想服務(wù)器發(fā)送請求，詢問是否有新的消息，必須不停連接，或者連接始終打開，效率低下，浪費(fèi)資源。
Comet （基于長連接）長輪詢是在打開一條連接以后保持，等待服務(wù)器推送來數(shù)據(jù)再關(guān)閉的方式。依然需要反復(fù)發(fā)出請求，而且長連接也會消耗服務(wù)器資源。

綜上所述：HTTP、輪詢、長輪詢都不太合適。而WebSocket呢？看下面介紹：

5，典型的Websocket握手請求如下：

客戶端請求：

GET / HTTP/1.1
Upgrade: websocket    
#Upgrade字段必須設(shè)置Websocket，表示希望升級到Websocket協(xié)議

Connection: Upgrade   
#Connection必須設(shè)置Upgrade，表示客戶端希望連接升級

Host: example.com
Origin: http://example.com
Sec-WebSocket-Key: N9cRrP/n9NdMgdcy2VJFQghu== 
#Sec-WebSocket-Key是一串隨機(jī)的字符串，服務(wù)器使用SHA算法，base64編碼之后，將結(jié)果做為“Sec-WebSocket-Accept”頭的值，返回給客戶端。如此操作，可以**盡量避免普通HTTP請求被誤認(rèn)為Websocket協(xié)議**

Sec-WebSocket-Version: 13

服務(wù)器回應(yīng)：

HTTP/1.1 101 Switching Protocols
Upgrade: websocket
Connection: Upgrade
Sec-WebSocket-Accept: BooB7FAkLlXgRSz0BT3v4hq5s=
Sec-WebSocket-Location: ws://example.com/

握手過程解析：

第一步：服務(wù)端開啟socket，監(jiān)聽某個(gè)ip和端口。等待連接...
第二步：客戶端connect連接服務(wù)端（ip，端口）
第三步：服務(wù)端允許連接...
第四部：客戶端發(fā)送握手請求，客戶端自己生成的一個(gè)特殊值發(fā)給服務(wù)器（魔法字符串migic string），發(fā)送之前客戶端會自己先加密，保存。
第五步：服務(wù)器接收到特殊字符串后，經(jīng)過SHA1加密，加密后把值發(fā)給客戶端
第六步：客戶端接收到加密后的值后，與之前的保存的值校驗(yàn)，如果校驗(yàn)通過，說明對方也是websocket協(xié)議，ok，握手成功，可以雙方收發(fā)數(shù)據(jù)了。

Websocket總結(jié)：

節(jié)省資源開銷。服務(wù)器到客戶端的內(nèi)容，頭部大小只有2至10字節(jié)（和數(shù)據(jù)包長度有關(guān)），而HTTP請求每次都要攜帶完整的頭部。
更強(qiáng)的實(shí)時(shí)性。因?yàn)閰f(xié)議是全雙工的，所以服務(wù)器可以隨時(shí)主動給客戶端下發(fā)數(shù)據(jù)。
保持連接狀態(tài)。Websocket需要先創(chuàng)建連接，這就使得其成為一種有狀態(tài)的協(xié)議，之后通信時(shí)可以省略部分狀態(tài)信息。而HTTP請求可能需要在每個(gè)請求都攜帶狀態(tài)信息（如身份認(rèn)證等）。
更好的二進(jìn)制支持。Websocket定義了二進(jìn)制幀，相對HTTP，可以更輕松地處理二進(jìn)制內(nèi)容。
可擴(kuò)展。Websocket定義了擴(kuò)展，用戶可以擴(kuò)展協(xié)議、實(shí)現(xiàn)部分自定義的子協(xié)議。如部分瀏覽器支持壓縮等。
更好的壓縮效果。相對于HTTP壓縮，Websocket在適當(dāng)?shù)臄U(kuò)展支持下，可以沿用之前內(nèi)容的上下文，在傳遞類似的數(shù)據(jù)時(shí)，可以顯著地提高壓縮率。
沒有同源限制?？蛻舳丝梢耘c任意服務(wù)器通信。
可以發(fā)送文本，也可以發(fā)送二進(jìn)制數(shù)據(jù)。

二、Socket.IO介紹：

1，Socket.IO是什么？

Socket.IO 基于WebSocket協(xié)議，現(xiàn)在已成為Web即時(shí)通訊應(yīng)用的框架，WebSocket只是Socket.IO實(shí)現(xiàn)即時(shí)通訊的其中一種技術(shù)依賴。

2，Socket.IO優(yōu)點(diǎn)：

Socket.IO 會自動選擇合適雙向通信協(xié)議
有Python庫的實(shí)現(xiàn)，可以在Python實(shí)現(xiàn)的Web應(yīng)用中去實(shí)現(xiàn)IM后臺服務(wù)。
https://python-socketio.readthedocs.io/en/latest/server.html

3，Socket.IO缺點(diǎn)：

Socket.io要求客戶端與服務(wù)器端均須使用該框架。

三、python 服務(wù)器端開發(fā)

1，安裝：

pip install python-socketio

2，服務(wù)器部署方案：

下面主要使用協(xié)程eventlet庫部署服務(wù)器，其他服務(wù)器部署方案，后面會詳細(xì)介紹。

選擇協(xié)程方案的原因：

使用eventlet部署的Socket.IO服務(wù)器可以訪問長輪詢和WebSocket傳輸。
也可以使用協(xié)程gevent部署，只不過gevent不支持websocket，要安裝gevent-websocket 包才行。
若服務(wù)器采用多進(jìn)程或多線程方式，受限于服務(wù)器能創(chuàng)建的進(jìn)程或線程數(shù)，能夠支持的并發(fā)連接客戶端不會很高，服務(wù)器性能有限。

import eventlet
eventlet.monkey_patch()

import socketio
import eventlet.wsgi

sio = socketio.Server(async_mode='eventlet')  # 指明在evenlet模式下
app = socketio.Middleware(sio)
eventlet.wsgi.server(eventlet.listen(('', 8000)), app)

3，事件處理方法如下：

@sio.on('connect')
def on_connect(sid, environ):
    """
    與客戶端建立好連接后被執(zhí)行
    :param sid: string sid是socketio為當(dāng)前連接客戶端生成的識別id
    :param environ: dict 在連接握手時(shí)客戶端發(fā)送的握手?jǐn)?shù)據(jù)(HTTP報(bào)文解析之后的字典)
    """
    pass

@sio.on('disconnect')
def on_disconnect(sid):
    """
    與客戶端斷開連接后被執(zhí)行
    :param sid: string sid是斷開連接的客戶端id
    """
    pass

# 以字符串的形式表示一個(gè)自定義事件，事件的定義由前后端約定
@sio.on('my custom event')  
def my_custom_event(sid, data):
    """
    自定義事件消息的處理方法
    :param sid: string sid是發(fā)送此事件消息的客戶端id
    :param data: data是客戶端發(fā)送的消息數(shù)據(jù)
    """
    pass

提示：

SocketIO：對收發(fā)的數(shù)據(jù)以消息（message）來對待，收發(fā)的不同類別的消息數(shù)據(jù)又以事件（event）來區(qū)分。
connect 為特殊事件，當(dāng)客戶端連接后自動執(zhí)行
disconnect 為特殊事件，當(dāng)客戶端斷開連接后自動執(zhí)行
connect、disconnect與自定義事件處理方法的函數(shù)傳入?yún)?shù)不同

4,發(fā)送消息（emit）

發(fā)送消息可以單獨(dú)發(fā)給某個(gè)用戶，也可以群發(fā)，SocketIO提供了房間（room）來為客戶端分組，也可以發(fā)到某個(gè)房間，參考如下方法：

1.發(fā)給某個(gè)用戶(指定用戶id)

sio.emit('my event', {'data': 'foobar'}, room=user_sid)

2.群發(fā)（不指定id號）

sio.emit('my event', {'data': 'foobar'})

3.將連接的客戶端放入一個(gè)room中 : sio.enter_room(sid, room_name)

 @sio.on('chat')
  def begin_chat(sid):
      sio.enter_room(sid, 'chat_users')

4.將客戶從某個(gè)房間移除： sio.leave_room(sid, room_name)

@sio.on('exit_chat')
  def exit_chat(sid):
      sio.leave_room(sid, 'chat_users')

5.查詢sid所在的房間，給一組用戶發(fā)送消息：sio.rooms(sid)

@sio.on('my message')
def message(sid, data):
  sio.emit('my reply', data, room='chat_users')

6.也可跳過某個(gè)客戶端，使用 skip_sid參數(shù)

@sio.event
def message(sid, data):
    sio.emit('my reply', data, room='chat_users', skip_sid=sid)

7.使用send發(fā)送message事件消息

sio.send({'data': 'foobar'})
sio.send({'data': 'foobar'}, room=user_sid)

機(jī)器人聊天服務(wù)實(shí)現(xiàn)

第一步：創(chuàng)建AI文件夾，創(chuàng)建server.py

import socketio

# 創(chuàng)建sio對象
sio = socketio.Server(async_mode='eventlet')
app = socketio.Middleware(sio)

第二步：創(chuàng)建chart.py聊天室

import time
from server import sio

@sio.on("connect")
def on_connect(sid, environ):
    """
    與客戶端建立好連接后被執(zhí)行

    :param sid: string sid是socketio為當(dāng)前連接客戶端生成的識別id
    :param environ: dict 在連接握手時(shí)客戶端發(fā)送的握手?jǐn)?shù)據(jù)(HTTP報(bào)文解析之后的字典)
    
    # sio.emit(消息事件類型， 消息數(shù)據(jù)內(nèi)容， 接收人)
    """
 
    data = {
        "msg": "hello carry",   #發(fā)送的內(nèi)容
        'timestamp': round(time.time() * 1000)   #時(shí)間戳
    }

    sio.emit("message", data, room=sid)  


@sio.on("message")
def on_message(sid, data):
    """
    客戶端發(fā)送消息，on_message執(zhí)行

    :param sid: string sid是socketio為當(dāng)前連接客戶端生成的識別id
    :param environ: dict 在連接握手時(shí)客戶端發(fā)送的握手?jǐn)?shù)據(jù)(HTTP報(bào)文解析之后的字典)

    # sio.emit(消息事件類型， 消息數(shù)據(jù)內(nèi)容， 接收人)
    """

    resp_data = {
        "msg": "hello carry~~~,接收到你的消息：{}".format(data.get('msg')),
        'timestamp': round(time.time() * 1000)
    }

    sio.emit("message", resp_data, room=sid)

運(yùn)行main.py

import eventlet
eventlet.monkey_patch()   
#使用猴子補(bǔ)丁，在遇到阻塞時(shí)，不用修改源代碼，也能執(zhí)行下面代碼

from server import app
import chat

# 創(chuàng)建eventlet服務(wù)器對象
sock = eventlet.listen(('0.0.0.0', 8000)) 

# 啟動socketio服務(wù)器
eventlet.wsgi.server(sock, app)

溫馨提示：
1.測試之前需要在谷歌上安裝Firecamp插件

Firecamp.png

2.啟動終端命令：

python main.py

3.點(diǎn)擊網(wǎng)址后面小火苗（Firecamp）標(biāo)志，進(jìn)入上圖，點(diǎn)擊Socket.IO進(jìn)入以下圖片，流程及步驟。

屏幕快照 2019-08-26 下午4.34.08.png

參考資料：

AIOHTTP：https://aiohttp.readthedocs.io/en/stable/
python-socket：https://python-socketio.readthedocs.io/en/latest/server.html
flask-socket：https://flask-socketio.readthedocs.io/en/latest/

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WebSocket協(xié)議和Socket.IO框架

WebSocket協(xié)議和Socket.IO框架

一、WebSocket介紹：

1,WebSocket是什么？

2,WebSocket與TCP、HTTP之間有什么關(guān)系？

3，WebSocket使用場景？

4，為什么選擇WebSocket而不是其他？

5，典型的Websocket握手請求如下：

握手過程解析：

Websocket總結(jié)：

二、Socket.IO介紹：

1，Socket.IO是什么？

2，Socket.IO優(yōu)點(diǎn)：

3，Socket.IO缺點(diǎn)：

三、python 服務(wù)器端開發(fā)

1，安裝：

2，服務(wù)器部署方案：

3，事件處理方法如下：

提示：

4,發(fā)送消息（emit）

機(jī)器人聊天服務(wù)實(shí)現(xiàn)

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WebSocket協(xié)議和Socket.IO框架

一、WebSocket介紹：

1,WebSocket是什么？

2,WebSocket與TCP、HTTP之間有什么關(guān)系？

3，WebSocket使用場景？

4，為什么選擇WebSocket而不是其他？

5，典型的Websocket握手請求如下：

握手過程解析：

Websocket總結(jié)：

二、Socket.IO介紹：

1，Socket.IO是什么？

2，Socket.IO優(yōu)點(diǎn)：

3，Socket.IO缺點(diǎn)：

三、python 服務(wù)器端開發(fā)

1，安裝：

2，服務(wù)器部署方案：

3，事件處理方法如下：

提示：

4,發(fā)送消息（emit）

機(jī)器人聊天服務(wù)實(shí)現(xiàn)

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1,WebSocket是什么？

2,WebSocket與TCP、HTTP之間有什么關(guān)系？

3，WebSocket使用場景？

4，為什么選擇WebSocket而不是其他？

5，典型的Websocket握手請求如下：

二、Socket.IO介紹：

1，Socket.IO是什么？

2，Socket.IO優(yōu)點(diǎn)：

3，Socket.IO缺點(diǎn)：

三、python 服務(wù)器端開發(fā)

2，服務(wù)器部署方案：

3，事件處理方法如下：