经常使用HTTP协议来进行网络编程,需要服务器主动向客户端发起通信请求,传统的HTTP协议显得捉襟见肘---AJAX轮询来和服务端交互实在太丑太low。于是着手研究WebSocket协议(是的,以前都是简单GET,POST了事
)。
可惜这方面python的入门资料不是很多,选择无非就是Django,Flask 和tornado 等几个。以前使用Flask较多,为能减小学习成本,也尽可能兼容以前HTTP协议的应用,我选择了Flask-SocketIO。可惜这方面文档不是很多,于是就翻译了下面这篇文章:
以下全文翻译自博客
这个周末我决定忙中偷闲,给自己放个小假,先不写这本书了。花时间好好做一个想了很久的项目。这个项目是一个全新的Flask扩展,我觉得很酷。
很高兴介绍Flask-SocketIO,简单易用的WebSocket通信在Flask上的扩展。
什么是WebSocket?
WebSocket是HTML5中引入的新的通信协议。主要被网络客户端与服务端实现,所以也可以在web外使用。
不同于HTTP通信,WebSocket通信是长久,双向的服务端和客户端的通信通道,也就是任何一端都可以初始化数据交换。一旦建立连接,连接一直保持建立直到一方断开。
对于需要实时交换信息的低延迟网络站点或游戏应用,WebSocket连接显得非常有用。这个协议诞生之前还有很多不是很高效的方法也能取得同样的效果,比如Comet。
下面的浏览器支持WebSocket协议:
- Chrome 14
- Safari 6
- Firefox 6
- Internet Explorer 10
什么是SocketIO?
SocketIO是一个跨浏览器JavaScript库,它抽象了真正的交换协议中的客户端应用。对于现代浏览器,SocketIO使用WebSocket协议,但是对于不支持WebSocket的老旧的浏览器,SocketIO使用其他对两端都何时的较老的解决方案来仿真模拟连接。
重要的是所有的应用实例中它都提供相同的接口。不同的连接机制被抽象成通用API,所以使用SocketIO你可以相当确定任何浏览器可以连接到你的应用,而且是最高效适合这个浏览器的方法。
Flask-Sockets呢?
前一段时间Kenneth Reitz发布了Flask-Sockets---另一个Flask扩展,这可以让Flask应用使用WebSocket协议。
Flask-Sockets和Flask-SocketIO之间最大的区别是前者包装了原始WebSocket协议(使用了gevent-websocket项目),所以它尽可以用在支持WebSocket的现代浏览器上。而Flask-SocketIO却在老式浏览器上直接降级。
另一个最大的不同是Flask-SocketIO实现了JS库SocketIO暴露的消息传输协议。而Flask-Sockets仅实现了通信通道---在上传输的数据完全依据应用来定。
Flask-SocketIO也创建了事件处理环境,that is close to that of regular view functions, including the creation of application and request contexts. There are some important exceptions to this explained in the documentation, however.
Flask-SocketIO服务端
安装Flask-Sockets很容易:
$ pip install flask-socketio
注意Flask-SocketIO依赖gevent库,目前它仅可以在python2上运行(译者注:python3.6测试也可以)。gevent很快也会对python3支持。
下面是一个Flask-SocketIO在Flask应用上的实现例子:
from flask import Flask, render_template from flask_socketio import SocketIO, emit app = Flask(name) app.config['SECRET_KEY'] = 'secret!' socketio = SocketIO(app) @app.route('/') def index(): return render_template('index.html') @socketio.on('my event', namespace='/test') def test_message(message): emit('my response', {'data': message['data']}) @socketio.on('my broadcast event', namespace='/test') def test_message(message): emit('my response', {'data': message['data']}, broadcast=True) @socketio.on('connect', namespace='/test') def test_connect(): emit('my response', {'data': 'Connected'}) @socketio.on('disconnect', namespace='/test') def test_disconnect(): print('Client disconnected') if name == 'main': socketio.run(app)
这个扩展使用常用方法来初始化。扩展提供了 run() 方法来简化服务的启动。
这个方法启动了gevent,仅在web 服务中支持。使用gunicorn的gevent应该依然可以工作。run() 方法接受可选参数host和port,但是默认状态下它会监听localhost:5000,就像传统的Flask开发web应用服务一样。
这个应用中仅有传统的路由是 /,提供index.html----这个例子的客户端实现。
使用socketio.on装饰器来接收从客户端发送来的WebSocket信息。socketio.on的第一个参数是event名称。connect, disconnect, message和json是SocketIO产生的特殊events。其它event名称被认为是定制events。
connect,disconnect不言自明,是连接建立与断开连接的event,message传递字符串,JSON传递JSON。
在socketio.on装饰器上添加可选参数namespace可以在命名空间内定义events。Namespace允许客户端在一个socket中(多路复用地)打开多个和服务端的连接。当未指定namespace时,events被附着在默认的全局namespace上。
Flask服务端可以用Flask-SocketIO提供的send() 和 emit() 发送events。send() 发送标准字符串或JSON信息给客户端,emit() 在定制event名称下发送信息。默认信息被发送到连接的客户端上,但当可选参数broadcast设置为True的时候,所有namespace下连接的客户端都会收到信息。
SocketIO 客户端
准备好试试Javascript? 例子服务器中使用的index.html包含一些使用jQuery和SocketIO的客户端应用。相关代码如下:
$(document).ready(function(){ var socket = io.connect('http://' + document.domain + ':' + location.port + '/test'); socket.on('my response', function(msg) { $('#log').append('
Received: '
+ msg.data + ''); }); $('form#emit').submit(function(event) { socket.emit('my event', {data: $('#emit_data').val()}); return false; }); $('form#broadcast').submit(function(event) { socket.emit('my broadcast event', {data:$('#broadcast_data').val()}); return false; }); });
socket变量在SocketIO连接到服务器中初始化。注意 /test namespace是如何在连接URL中指定的。如果不使用namespace来连接,直接使用不带任何参数的 io.connect() 就已经够了。
socket.on() 用在客户端一侧来定义事件处理(注释:event handler)。在这个例子中定制的my response event通过在message中增加id名为log的元素来被处理(发送?),其中log附着了data属性。这些元素在页面的HTML部分被定义。
接下来的两部分重载了两个表单的提交按钮事件,这就替代了原本在HTTP上提交表单的回调函数(默认触发的)。
表单中id为emit的提交事件发送给服务器一个名为my event的消息函数,这个函数的数据是JSON,JSON的data属性是表单中文本框内的值。
id为broadcast的第二个表单也做了同样的事情。不同的是在称为my broadcast event的event中发送数据。
再看一眼服务端代码,可以详细看到这两个定制event的处理代码。对于my event时间,服务端仅简单地用my response event回应给客户端数据。对于my broadcast event也差不多做同样的事,但不同的是它广播给所有连接的客户端。
你可以在github repo中看到整个HTML文档。
运行例子
你需要先从github下载整个代码库来运行。你有两个选择来下载:
- 使用git clone the repo
- 作为zip直接下载
例子应用就在example目录内,直接cd(终端中转移目录)就能到达该目录。
为保持系统的python解释器干净(译者:看自己选择吧),可以创建虚拟环境来工作:
$ virtualenv venv $ . venv/bin/activate
之后你需要安装依赖:
(venv) $ pip install -r requirements.txt
最后直接运行:
(venv) $ python app.py
现在打开浏览器,直接打开http://localhost:5000你就会得到如下所示的页面:
上面两个文本框中的文本将会通过SocketIO连接发送给服务端,服务端会直接再把它返回给客户端,客户端会把信息添加在页面的"Receive"部分。在"Receive"部分可以看到服务端通过connect事件发送的信息。
如果你给这个应用连接第二个浏览器会更有趣。我这个例子中使用Firefox和Chrome两个来测试了,实际上你机器上的任何两个浏览器都可以。如果你想通过不同的机器来访问服务端,也可以达到同样的效果---你需要改变socketio.run(app, host='0.0.0.0') 来来让服务端监听局域网内接口。
当你打开两个或更多客户端的时候,在左侧表格提交的文本的客户端才会收到服务端的回声响应。如果在右侧的表格提交,服务端广播的回声信息会发送给所有连接的客户端。
如果客户端断开连接(比如你关掉了浏览器页面),服务端在几秒后会检测到,并会发送一个disconnect 事件给应用。终端会打印出这个信息。
最后
本扩展的更多解释去哪个参阅文档。如果有意的话可以fork后提交代码。
希望你能使用这个扩展做出很酷的应用。我就用它做了很多有意思的扩展。
如果你做了些有趣的应用,请直接在留言区贴出链接。
更新: Flask-SocketIO 0.3增加了room。这可以让链接对象不必使用广播选项来发送信息给每一个人。
更新2: Flask-SocketIO 1.0 增加了Python3.3的支持,而且提供了服务端选择gevent或eventlet的选项,如同标准Flask服务。