原文：http://www.cnblogs.com/jinjiangongzuoshi/p/5062092.html

前言

今天看了一些資料，記錄一下心得。websocket是html5引入的一個新特性，傳統(tǒng)的web應(yīng)用是通過http協(xié)議來提供支持，如果要實時同步傳輸數(shù)據(jù)，需要輪詢，效率低下websocket是類似socket通信，web端連接服務(wù)器后，握手成功，一直保持連接，可以理解為長連接，這時服務(wù)器就可以主動給客戶端發(fā)送數(shù)據(jù)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的自動更新。使用websocket需要注意瀏覽器和當(dāng)前的版本，不同的瀏覽器提供的支持不一樣，因此設(shè)計服務(wù)器的時候，需要考慮。

?

進(jìn)一步簡述

?

websocket是一個瀏覽器和服務(wù)器通信的新的協(xié)議，一般而言，瀏覽器和服務(wù)器通信最常用的是http協(xié)議，但是http協(xié)議是無狀態(tài)的，每次瀏覽器請求信息，服務(wù)器返回信息后這個瀏覽器和服務(wù)器通信的信道就被關(guān)閉了，這樣使得服務(wù)器如果想主動給瀏覽器發(fā)送信息變得不可能了，服務(wù)器推技術(shù)在http時代的解決方案一個是客戶端去輪詢，或是使用comet技術(shù)，而websocket則和一般的socket一樣，使得瀏覽器和服務(wù)器建立了一個雙工的通道。 具體的websocket協(xié)議在rfc6455里面有，這里簡要說明一下。websocket通信需要先有個握手的過程，使得協(xié)議由http轉(zhuǎn)變?yōu)閣ebscoket協(xié)議，然后瀏覽器和服務(wù)器就可以利用這個socket來通信了。首先瀏覽器發(fā)送握手信息，要求協(xié)議轉(zhuǎn)變?yōu)閣ebsocketGET / HTTP/1.1 Host: example.com Upgrade: websocket Connection: Upgrade Sec-WebSocket-Key: dGhlIHNhbXBsZSBub25jZQ== Origin: http://example.com 服務(wù)器接收到信息后，取得其中的Sec-WebSocket-Key，將他和一個固定的字符串258EAFA5-E914-47DA-95CA-C5AB0DC85B11做拼接，得到的字符串先用sha1做一下轉(zhuǎn)換，再用base64轉(zhuǎn)換一下，就得到了回應(yīng)的字符串，這樣服務(wù)器端發(fā)送回的消息是這樣的HTTP/1.1 101 Switching Protocols Upgrade: websocket Connection: Upgrade Sec-WebSocket-Accept: s3pPLMBiTxaQ9kYGzzhZRbK+xOo= 這樣握手就完成了，用python來實現(xiàn)這段握手過程的話就是下面這樣。def handshake(conn):key =Nonedata = conn.recv(8192)if not len(data):return Falsefor line in data.split('\r\n\r\n')[0].split('\r\n')[1:]:k, v = line.split(': ')if k =='Sec-WebSocket-Key':key =base64.b64encode(hashlib.sha1(v +'258EAFA5-E914-47DA-95CA-C5AB0DC85B11').digest())if not key:conn.close()return Falseresponse ='HTTP/1.1 101 Switching Protocols\r\n'\'Upgrade: websocket\r\n'\'Connection: Upgrade\r\n'\'Sec-WebSocket-Accept:'+ key +'\r\n\r\n'conn.send(response)return True 握手過程完成之后就是信息傳輸了，websocket的數(shù)據(jù)信息格式是這樣的。+-+-+-+-+-------+-+-------------+-------------------------------+0 1 2 30 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 +-+-+-+-+-------+-+-------------+-------------------------------+ |F|R|R|R| opcode|M| Payload len | Extended payload length | |I|S|S|S| (4) |A| (7) | (16/64) | |N|V|V|V| |S| | (if payload len==126/127) | | |1|2|3| |K| | | +-+-+-+-+-------+-+-------------+ - - - - - - - - - - - - - - - + | Extended payload length continued, if payload len == 127 | + - - - - - - - - - - - - - - - +-------------------------------+ | | Masking-key, if MASK set to 1 | +-------------------------------+-------------------------------+ | Masking-key (continued) | Payload Data | +-------------------------------- - - - - - - - - - - - - - - - + : Payload Data continued ... : + - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - + | Payload Data continued ... | +---------------------------------------------------------------+ 值得注意的是payload len這項，表示數(shù)據(jù)的長度有多少，如果小于126，那么payload len就是數(shù)據(jù)的長度，如果是126那么接下來2個字節(jié)是數(shù)據(jù)長度，如果是127表示接下來8個字節(jié)是數(shù)據(jù)長度，然后后面會有四個字節(jié)的mask，真實數(shù)據(jù)要由payload data和mask做異或才能得到，這樣就可以得到數(shù)據(jù)了。發(fā)送數(shù)據(jù)的格式和接受的數(shù)據(jù)類似，具體細(xì)節(jié)可以去參考rfc6455，這里就不過多贅述了。　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

?

Python的Websocket客戶端：Websocket-Client

?

?

Websocket-Client 是 Python 上的 Websocket 客戶端。它只支持 hybi-13，且所有的 Websocket API 都支持同步。

Installation

This module is tested on Python 2.7 and Python 3.x.

Type "python setup.py install" or "pip install websocket-client" to install.

Caution!

from v0.16.0, we can install by "pip install websocket-client" for python 3.

This module depend on

• six
• backports.ssl_match_hostname for Python 2.x

?

?

Python通過websocket與js客戶端通信示例分析

這里，介紹如何使用 Python 與前端 js 進(jìn)行通信。

websocket 使用 HTTP 協(xié)議完成握手之后，不通過 HTTP 直接進(jìn)行 websocket 通信。

于是，使用 websocket 大致兩個步驟：使用 HTTP 握手，通信。

js 處理 websocket 要使用 ws 模塊； Python 處理則使用 socket 模塊建立 TCP 連接即可，比一般的 socket ，只多一個握手以及數(shù)據(jù)處理的步驟。

?

包格式

js 客戶端先向服務(wù)器端 python 發(fā)送握手包，格式如下：

GET /chat HTTP/1.1 Host: server.example.com Upgrade: websocket Connection: Upgrade Sec-WebSocket-Key: dGhlIHNhbXBsZSBub25jZQ== Origin: http://example.com Sec-WebSocket-Protocol: chat, superchat Sec-WebSocket-Version: 13 服務(wù)器回應(yīng)包格式： HTTP/1.1 101 Switching Protocols Upgrade: websocket Connection: Upgrade Sec-WebSocket-Accept: s3pPLMBiTxaQ9kYGzzhZRbK+xOo= Sec-WebSocket-Protocol: chat

其中， Sec-WebSocket-Key 是隨機(jī)的，服務(wù)器用這些數(shù)據(jù)構(gòu)造一個 SHA-1 信息摘要。

方法為： key+migic ， SHA-1? 加密， base-64 加密

?

Python 中的處理代碼:

MAGIC_STRING = '258EAFA5-E914-47DA-95CA-C5AB0DC85B11' res_key = base64.b64encode(hashlib.sha1(sec_key + MAGIC_STRING).digest())

握手完整代碼

js 端

js 中有處理 websocket 的類，初始化后自動發(fā)送握手包，如下：

var socket = new WebSocket('ws://localhost:3368');

Python 端

Python 用 socket 接受得到握手字符串，處理后發(fā)送

HOST = 'localhost' PORT = 3368 MAGIC_STRING = '258EAFA5-E914-47DA-95CA-C5AB0DC85B11' HANDSHAKE_STRING = "HTTP/1.1 101 Switching Protocols\r\n" \ ??????"Upgrade:websocket\r\n" \ ??????"Connection: Upgrade\r\n" \ ??????"Sec-WebSocket-Accept: {1}\r\n" \ ??????"WebSocket-Location: ws://{2}/chat\r\n" \ ??????"WebSocket-Protocol:chat\r\n\r\n" ?? def handshake(con): #con為用socket，accept()得到的socket #這里省略監(jiān)聽，accept的代碼,具體可見blog：http://blog.csdn.net/ice110956/article/details/29830627 ?headers = {} ?shake = con.recv(1024) ?? ?if not len(shake): ??return False ?? ?header, data = shake.split('\r\n\r\n', 1) ?for line in header.split('\r\n')[1:]: ??key, val = line.split(': ', 1) ??headers[key] = val ?? ?if 'Sec-WebSocket-Key' not in headers: ??print ('This socket is not websocket, client close.') ??con.close() ??return False ?? ?sec_key = headers['Sec-WebSocket-Key'] ?res_key = base64.b64encode(hashlib.sha1(sec_key + MAGIC_STRING).digest()) ?? ?str_handshake = HANDSHAKE_STRING.replace('{1}', res_key).replace('{2}', HOST + ':' + str(PORT)) ?print str_handshake ?con.send(str_handshake) return True

通信

不同版本的瀏覽器定義的數(shù)據(jù)幀格式不同， Python 發(fā)送和接收時都要處理得到符合格式的數(shù)據(jù)包，才能通信。

Python 接收

Python 接收到瀏覽器發(fā)來的數(shù)據(jù)，要解析后才能得到其中的有用數(shù)據(jù)。

?

固定字節(jié)：

（ 1000 0001 或是 1000 0002 ）這里沒用，忽略

包長度字節(jié)：

第一位肯定是 1 ，忽略。剩下 7 個位可以得到一個整數(shù) (0 ~ 127) ，其中

（ 1-125 ）表此字節(jié)為長度字節(jié)，大小即為長度；

（126）表接下來的兩個字節(jié)才是長度；

（127）表接下來的八個字節(jié)才是長度；

用這種變長的方式表示數(shù)據(jù)長度，節(jié)省數(shù)據(jù)位。

mark 掩碼：

mark 掩碼為包長之后的 4 個字節(jié)，之后的兄弟數(shù)據(jù)要與 mark 掩碼做運(yùn)算才能得到真實的數(shù)據(jù)。

兄弟數(shù)據(jù)：

得到真實數(shù)據(jù)的方法：將兄弟數(shù)據(jù)的每一位 x ，和掩碼的第 i%4 位做 xor 運(yùn)算，其中 i 是 x 在兄弟數(shù)據(jù)中的索引。

?

完整代碼

def recv_data(self, num): ?try: ??all_data = self.con.recv(num) ??if not len(all_data): ???return False ?except: ??return False ?else: ??code_len = ord(all_data[1]) & 127 ??if code_len == 126: ???masks = all_data[4:8] ???data = all_data[8:] ??elif code_len == 127: ???masks = all_data[10:14] ???data = all_data[14:] ??else: ???masks = all_data[2:6] ???data = all_data[6:] ??raw_str = "" ??i = 0 ??for d in data: ???raw_str += chr(ord(d) ^ ord(masks[i % 4])) ???i += 1 ??return raw_str

js 端的 ws 對象，通過 ws.send(str) 即可發(fā)送

ws.send(str)

?

Python 發(fā)送

Python 要包數(shù)據(jù)發(fā)送，也需要處理

固定字節(jié)：固定的 1000 0001( ‘ \x81 ′ )

包長：根據(jù)發(fā)送數(shù)據(jù)長度是否超過 125 ， 0xFFFF(65535) 來生成 1 個或 3 個或 9 個字節(jié)，來代表數(shù)據(jù)長度。

def send_data(self, data): ?if data: ??data = str(data) ?else: ??return False ?token = "\x81" ?length = len(data) ?if length < 126: ??token += struct.pack("B", length) ?elif length <= 0xFFFF: ??token += struct.pack("!BH", 126, length) ?else: ??token += struct.pack("!BQ", 127, length) ?#struct為Python中處理二進(jìn)制數(shù)的模塊，二進(jìn)制流為C，或網(wǎng)絡(luò)流的形式。 ?data = '%s%s' % (token, data) ?self.con.send(data) ?return True js 端通過回調(diào)函數(shù) ws.onmessage() 接受數(shù)據(jù)

?

ws.onmessage = function(result,nTime){ alert("從服務(wù)端收到的數(shù)據(jù):"); alert("最近一次發(fā)送數(shù)據(jù)到現(xiàn)在接收一共使用時間:" + nTime); console.log(result); }

最終代碼

Python服務(wù)端

# _*_ coding:utf-8 _*_ __author__ = 'Patrick' import socket import threading import sys import os import MySQLdb import base64 import hashlib import struct # ====== config ====== HOST = 'localhost' PORT = 3368 MAGIC_STRING = '258EAFA5-E914-47DA-95CA-C5AB0DC85B11' HANDSHAKE_STRING = "HTTP/1.1 101 Switching Protocols\r\n" \ "Upgrade:websocket\r\n" \ "Connection: Upgrade\r\n" \ "Sec-WebSocket-Accept: {1}\r\n" \ "WebSocket-Location: ws://{2}/chat\r\n" \ "WebSocket-Protocol:chat\r\n\r\n" class Th(threading.Thread): def __init__(self, connection,): threading.Thread.__init__(self) self.con = connection def run(self): while True: try: pass self.con.close() def recv_data(self, num): try: all_data = self.con.recv(num) if not len(all_data): return False except: return False else: code_len = ord(all_data[1]) & 127 if code_len == 126: masks = all_data[4:8] data = all_data[8:] elif code_len == 127: masks = all_data[10:14] data = all_data[14:] else: masks = all_data[2:6] data = all_data[6:] raw_str = "" i = 0 for d in data: raw_str += chr(ord(d) ^ ord(masks[i % 4])) i += 1 return raw_str # send data def send_data(self, data): if data: data = str(data) else: return False token = "\x81" length = len(data) if length < 126: token += struct.pack("B", length) elif length <= 0xFFFF: token += struct.pack("!BH", 126, length) else: token += struct.pack("!BQ", 127, length) #struct為Python中處理二進(jìn)制數(shù)的模塊，二進(jìn)制流為C，或網(wǎng)絡(luò)流的形式。 data = '%s%s' % (token, data) self.con.send(data) return True # handshake def handshake(con): headers = {} shake = con.recv(1024) if not len(shake): return False header, data = shake.split('\r\n\r\n', 1) for line in header.split('\r\n')[1:]: key, val = line.split(': ', 1) headers[key] = val if 'Sec-WebSocket-Key' not in headers: print ('This socket is not websocket, client close.') con.close() return False sec_key = headers['Sec-WebSocket-Key'] res_key = base64.b64encode(hashlib.sha1(sec_key + MAGIC_STRING).digest()) str_handshake = HANDSHAKE_STRING.replace('{1}', res_key).replace('{2}', HOST + ':' + str(PORT)) print str_handshake con.send(str_handshake) return True def new_service(): """start a service socket and listen when coms a connection, start a new thread to handle it""" sock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM) try: sock.bind(('localhost', 3368)) sock.listen(1000) #鏈接隊列大小 print "bind 3368,ready to use" except: print("Server is already running,quit") sys.exit() while True: connection, address = sock.accept() #

轉(zhuǎn)載于:https://www.cnblogs.com/DI-DIAO/p/9246344.html

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的WebSocket相关的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

如果覺得生活随笔網(wǎng)站內(nèi)容還不錯，歡迎將生活随笔推薦給好友。