python测试开发django-81.dwebsocket实现websocket

前言

HTTP 协议有一个缺陷：通信只能由客户端发起，做不到服务器主动向客户端推送信息。
WebSocket 协议它的最大特点就是，服务器可以主动向客户端推送信息，客户端也可以主动向服务器发送信息，是真正的双向平等对话，属于服务器推送技术的一种。

websocket简介

随着互联网的发展，传统的HTTP协议已经很难满足Web应用日益复杂的需求了。近年来，随着HTML5的诞生，WebSocket协议被提出，它实现了浏览器与服务器的全双工通信，扩展了浏览器与服务端的通信功能，使服务端也能主动向客户端发送数据。
　 我们知道，传统的HTTP协议是无状态的，每次请求（request）都要由客户端（如 浏览器）主动发起，服务端进行处理后返回response结果，而服务端很难主动向客户端发送数据；这种客户端是主动方，服务端是被动方的传统Web模式 对于信息变化不频繁的Web应用来说造成的麻烦较小，而对于涉及实时信息的Web应用却带来了很大的不便，如带有即时通信、实时数据、订阅推送等功能的应 用。在WebSocket规范提出之前，开发人员若要实现这些实时性较强的功能，经常会使用折衷的解决方法：轮询（polling）和Comet技术。其实后者本质上也是一种轮询，只不过有所改进。
　 轮询是最原始的实现实时Web应用的解决方案。轮询技术要求客户端以设定的时间间隔周期性地向服务端发送请求，频繁地查询是否有新的数据改动。明显地，这种方法会导致过多不必要的请求，浪费流量和服务器资源。
　 Comet技术又可以分为长轮询和流技术。长轮询改进了上述的轮询技术，减小了无用的请求。它会为某些数据设定过期时间，当数据过期后才会向服务端发送请求；这种机制适合数据的改动不是特别频繁的情况。流技术通常是指客户端使用一个隐藏的窗口与服务端建立一个HTTP长连接，服务端会不断更新连接状态以保持HTTP长连接存活；这样的话，服务端就可以通过这条长连接主动将数据发送给客户端；流技术在大并发环境下，可能会考验到服务端的性能。
　 这两种技术都是基于请求-应答模式，都不算是真正意义上的实时技术；它们的每一次请求、应答，都浪费了一定流量在相同的头部信息上，并且开发复杂度也较大。
　 伴随着HTML5推出的WebSocket，真正实现了Web的实时通信，使B/S模式具备了C/S模式的实时通信能力。WebSocket的工作流程是这 样的：浏览器通过JavaScript向服务端发出建立 WebSocket 连接的请求，在 WebSocket 连接建立成功后，客户端和服务端就可以通过 TCP连接传输数据。因为WebSocket连接本质上是TCP连接，不需要每次传输都带上重复的头部数据，所以它的数据传输量比轮询和Comet技术小了很多.

环境安装

相关环境：
Django 2.0.3
dwebsocket  0.5.11

使用 django 开发 websocket 服务端，先安装 dwebsocket

pip install dwebdocket==0.5.11

dwebsocket 使用

在视图函数里面使用 accept_websocket装饰器可以接收http 请求和 websocket 请求。
使用require_websocke装饰器只允许使用WebSocket连接，会拒绝正常的HTTP请求。

相关方法说明

1.request.is_websocket()

如果是个websocket请求返回True，如果是个普通的http请求返回False,可以用这个方法区分它们。

2.request.websocket

在一个websocket请求建立之后，这个请求将会有一个websocket属性，用来给客户端提供一个简单的api通讯，如果request.is_websocket()是False，这个属性将是None。

3.WebSocket.wait()

返回一个客户端发送的信息，在客户端关闭连接之前他不会返回任何值，这种情况下，方法将返回None

4.WebSocket.read()

如果没有从客户端接收到新的消息，read方法会返回一个新的消息，如果没有，就不返回。这是一个替代wait的非阻塞方法

5.WebSocket.count_messages()

返回消息队列数量

6.WebSocket.has_messages()

如果有新消息返回True，否则返回False

7.WebSocket.send(message)

向客户端发送消息

8.WebSocket.iter()

websocket迭代器

使用案例

views.py 视图函数

from django.shortcuts import render
import json
import time
from dwebsocket.decorators import accept_websocket, require_websocket
import re

# Create your views here.

# 上海-悠悠 https://www.cnblogs.com/yoyoketang

@accept_websocket
def test_websocket(request):
'''服务端视图'''

if request.is_websocket(): # 如果请求是websocket请求：WebSocket = request.websocket

while True:
# 判断是否通过websocket接收到数据
if WebSocket.has_messages():

# 接收Websocket客户端发送过来的消息
client_msg = WebSocket.read().decode("utf-8")

# 设置返回前端的数据
res = re.sub("吗?([？?])", "!", client_msg)
messages = {
'time': time.strftime('%Y.%m.%d %H:%M:%S', time.localtime(time.time())),
'server_msg': res,
'client_msg': client_msg
}
request.websocket.send(json.dumps(messages))

else:
pass

def test_websocket_client(request):
'''客户端视图'''
return render(request,'websocket_client.html')

在templates文件夹下新建 websocket_client.html 模板，编写浏览器 websocket 的客户端

<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
<meta charset="UTF-8">
<title>django-websocket</title>
<script src="https://code.jquery.com/jquery-1.11.1.min.js"></script>
<script type="text/javascript">
$(function () {
$('#send_message').click(function () {
var socket = new WebSocket("ws://" + window.location.host + "/test_websocket");
socket.onopen = function () {
console.log('WebSocket open');//成功连接上Websocket
socket.send($('#message').val());//发送数据到服务端
};
socket.onmessage = function (e) {
console.log('message: ' + e.data);//打印服务端返回的数据
$('#messagecontainer').append('<p><span style="padding-left:30em;"> </span>' + JSON.parse(e.data).client_msg + '</p>');
$('#messagecontainer').append('<p>' + JSON.parse(e.data).server_msg + '</p>');

};
});
});
</script>
</head>
<body>

<input type="text" id="message" value="input message！" />
<button type="button" id="send_message">send message</button>
<h1>Received Messages</h1>
<div id="messagecontainer">

</div>

</body>
</html>

urls.py 配置 websocket 客户端访问的url

from django.contrib import admin
from django.urls import path
from hello import views

urlpatterns = [
path('admin/', admin.site.urls),
path('test_websocket', views.test_websocket, name='test_websocket'),
path('test_websocket_client', views.test_websocket_client , name='test_websocket_client'),
]

测试websocket

先启动服务

python manage.py runserver 0.0.0.0:8000

浏览器打开http://localhost:8000/test_websocket_client

输入框，输入内容，给服务端发数据过去，会收到回复

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