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Python Websockets库的使用指南

2025-04-04 08:58:19 作者：老胖闲聊

python websockets库是一个用于创建WebSocket服务器和客户端的Python库,它提供了一种简单的方式来实现实时通信,支持异步和同步操作,并且易于使用,本文给大家介绍了Python Websockets库的使用指南,需要的朋友可以参考下

一、WebSocket 简介

WebSocket 是一种基于 TCP 的协议，支持全双工通信（服务器和客户端可以同时发送消息），适用于实时性要求高的场景（如聊天、实时数据监控、在线游戏等）。与 HTTP 不同，WebSocket 连接一旦建立，会保持持久化，避免了 HTTP 轮询的开销。

二、Python 的 websockets 库

websockets 是 Python 中用于构建 WebSocket 服务器和客户端的异步库，基于 asyncio 实现，支持高并发和低延迟通信。

安装

pip install websockets

三、完整代码示例

1. WebSocket 服务器

import asyncio
import websockets
from datetime import datetime

# 保存所有活跃的客户端连接
connected_clients = set()

async def handle_client(websocket, path):
    """
    处理单个客户端连接
    """
    # 将新客户端添加到集合
    connected_clients.add(websocket)
    try:
        async for message in websocket:
            # 广播消息给所有客户端
            timestamp = datetime.now().strftime("%H:%M:%S")
            broadcast_message = f"[{timestamp}] {message}"
            await broadcast(broadcast_message)
    except websockets.exceptions.ConnectionClosed:
        print("客户端断开连接")
    finally:
        # 客户端断开后移除
        connected_clients.remove(websocket)

async def broadcast(message):
    """
    向所有连接的客户端广播消息
    """
    if connected_clients:
        await asyncio.gather(
            *[client.send(message) for client in connected_clients]
        )

async def start_server():
    """
    启动 WebSocket 服务器
    """
    async with websockets.serve(handle_client, "localhost", 8765):
        print("服务器已启动，监听端口 8765...")
        await asyncio.Future()  # 永久运行

if __name__ == "__main__":
    asyncio.run(start_server())

2. WebSocket 客户端

import asyncio
import websockets

async def client():
    """
    WebSocket 客户端实现
    """
    async with websockets.connect("ws://localhost:8765") as websocket:
        # 创建两个任务：一个接收消息，一个发送消息
        receive_task = asyncio.create_task(receive_messages(websocket))
        send_task = asyncio.create_task(send_messages(websocket))
        await asyncio.gather(receive_task, send_task)

async def receive_messages(websocket):
    """
    接收服务器消息
    """
    async for message in websocket:
        print(f"\n收到消息: {message}")

async def send_messages(websocket):
    """
    发送用户输入的消息
    """
    while True:
        message = await asyncio.get_event_loop().run_in_executor(None, input, "输入消息 (输入 'exit' 退出): ")
        if message.strip().lower() == 'exit':
            break
        await websocket.send(message)

if __name__ == "__main__":
    asyncio.run(client())

四、代码详解

服务器端

connected_clients：使用集合保存所有活跃连接，便于广播。
handle_client：
- 接受新连接并添加到集合。
- 循环接收客户端消息，收到后调用 broadcast 广播。
- 处理连接断开异常，确保客户端被移除。
broadcast：使用 asyncio.gather 并发向所有客户端发送消息。
start_server：启动服务器并永久运行。

客户端

client：连接服务器并启动收发任务。
receive_messages：循环接收服务器消息并打印。
send_messages：读取用户输入，发送到服务器（run_in_executor 用于异步处理阻塞的 input）。

五、运行与测试

启动服务器：

python server.py

启动多个客户端：

python client.py

测试：在任一客户端输入消息，所有客户端都会收到广播。

六、高级用法

消息协议：可定义 JSON 格式的消息，添加类型字段（如 {"type": "chat", "content": "Hello"}）。
认证：在连接时验证 Token（通过 path 参数或首次握手消息）。
心跳机制：定期发送 Ping/Pong 保持连接活跃。
集成 FastAPI：结合 ASGI 框架提供 HTTP + WebSocket 混合服务。

七、应用场景

实时聊天应用
多人在线游戏
股票行情推送
物联网设备监控

八、总结

通过 websockets 库，可以轻松构建高性能的实时应用。本文提供的代码示例覆盖了服务器和客户端的基本实现，注释详细，可直接扩展用于实际项目。

到此这篇关于Python Websockets库的使用指南的文章就介绍到这了,更多相关Python Websockets库使用内容请搜索脚本之家以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持脚本之家！