socketserver模块使用 & websocket

socketserver：

socketserver可用于实现并发通信。

socketserver 模块简化了编写网络服务程序的任务；同时 SocketServer 模块也是 Python标准库中很多服务器框架的基础。
socketserver 模块可以简化网络服务器的编写。Python把网络服务抽象成两个主要的类，一个是 Server 类，用于处理连接相关的网络操作，另外一个则是 RequestHandler 类，用于处理数据相关的操作；并且提供了两个Mixin类，用于扩展 Server，实现多进程或多线程。

Server 类：
它包含了种五种server类，BaseServer(不直接对外服务)。TCPServer使用TCP协议，UDPServer使用UDP协议，还有两个不常使用的，
即UnixStreamServer和UnixDatagramServer,这两个类仅仅在unix环境下有用(AF_unix)。

RequestHandler类：
所有requestHandler都继承BaseRequestHandler基类。

注：全双工管道通信：既可以收，也可以发

单工、半双工和全双工的区别： https://blog.csdn.net/starstar1992/article/details/53032409

socketserver 的使用方法：

import socketserver
 
"""
socketserver： 基于多线程实现的并发通信
sockerserver 使用方法（固定套路）：
1. 定义功能类
    class MyServer(socketserver.BaseRequestHandler):
        def handler(self):
            pass
 
2. server = socketserver.threadingTCPServer(("127.0.0.1",8800),MyServer) 
 
3. server.server_forerver()
"""
 
class MyServer(socketserver.BaseRequestHandler):  # 必须要继承 socketserver.BaseRequestHandler 这个类
 
    def handler(self):  # 必须要有 handler() 这个方法
        """
        handler() 方法里面要放并发的业务逻辑
        该方法下的 self.request 也是固定写法，是一个套接字对象，即相当于 以前 socket 时的 conn
        """
        # 写自己的业务逻辑
        pass
 
# 通过 socketserver 引一个要 并发的类
server = socketserver.ThreadingTCPServer(("127.0.0.1",8800),MyServer)   # 第一个参数：IP和端口，第二个参数：要实例化的 功能类；threadingTCPServer 这个类是通过 多线程 帮我们实现的并发；用的是 TCP 协议
# server = socketserver.ForkingTCPServer(("127.0.0.1",8800),MyServer)  # 多进程 TCP 通信
server.server_forerver()

websocket：

websocket 其实就是 web socket，它也是一种协议
 
http 的问题：
    1. http 是一个协议
        - 数据格式
        - 一次请求和响应之后断开连接（无状态、短连接）
    2. 服务端不可以向客户端主动推送消息（因为不知道客户端的IP端口）
    3. 服务端只能做出响应
    4. 为了伪造服务端向客户端主动推送消息的效果，我们使用：轮询和长轮询
 
websocket 是一种新的协议： 1. 连接时需要握手；2.发送数据进行加密；3.连接之后不断开；  websocket 解决了 服务端能够真正向客户端推送消息；缺点：兼容性
    - 数据格式：
        - 连接请求： http协议
        - 收发请求： websocket协议
    - 不断开连接
 
基于 flask的websocket示例：
# 安装：
pip install gevent-websocket
 
支持 websocket 的框架：
　　所有框架都支持，但是，
　　flask ： gevent-websocket
　　django：channel
　　tornado 框架自带 websocket
 
应用场景：实时响应

基于 flask 和 websocket 实现一个在线投票功能：

app.py

from flask import Flask,render_template,request
import json
 
# 使用 websocket 时 需要导入下面的两个模块
from geventwebsocket.handler import WebSocketHandler
from gevent.pywsgi import WSGIServer
 
# 发送 websocket 请求得通过 js 来实现
 
app = Flask(__name__)
 
USERS = {
    '':{'name':'钢弹','count':0},
    '':{'name':'铁锤','count':0},
    '':{'name':'贝贝','count':100},
}
 
# http://127.0.0.1:5000/index  # 浏览器在渲染 index.html 时，在执行 var ws = new WebSocket('ws://192.168.13.253:5000/message') 这句js代码时，客户端就会和服务端建立一个 websocket 的连接
@app.route('/index')
def index():
    return render_template('index.html',users=USERS)
 
# http://127.0.0.1:5000/message
WEBSOCKET_LIST = []  # 用于保存所有的 websocket 连接；可理解为所有的客户端
 
@app.route('/message')
def message():
    ws = request.environ.get('wsgi.websocket')  # 如果不是 websocket 协议的请求，request.environ.get('wsgi.websocket') 的值是 None；如果是 websocket 请求， ws 将是一个 websocket 对象
    if not ws:
        print('http')
        return '您使用的是Http协议'
    WEBSOCKET_LIST.append(ws)  # 把当前的 ws 连接添加到 WEBSOCKET_LIST 中
    while True:
        cid = ws.receive()  # 接收投票的 cid； ws.receive() ：接收客户端发过来的 websocket协议的 数据
        if not cid: # 如果客户端关闭连接 ws.receive() 接收到的将会是 None
            WEBSOCKET_LIST.remove(ws)
            ws.close()  # 后台的 ws 也关闭
            break
 
        old = USERS[cid]['count']
        new = old + 1
        USERS[cid]['count'] = new
 
        for client in WEBSOCKET_LIST:
            client.send(json.dumps({'cid':cid,'count':new}))  # 给前端返回一个字典
 
# 服务端通过 websocket 协议就可以向客户端主动推送消息；这是由于 客户端与服务端的连接没有断开； 需要事先在客户端的浏览器上 new 一个 WebSocket 的对象 （WebSocket 支持H5等，但低版本的浏览器不支持）
 
if __name__ == '__main__':
    http_server = WSGIServer(('0.0.0.0', 5000), app, handler_class=WebSocketHandler)  # 如果是 http 协议的请求，就交给 app 去处理；如果是 websocket 协议的请求，就交给 WebSocketHandler 去处理。 # app 的 werkzeug 只能处理 http 请求
    http_server.serve_forever()

index.html

<!DOCTYPE html>
<html lang="zh-CN">
<head>
    <meta charset="UTF-8">
    <title>Title</title>
    <meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1">
</head>
<body>
    <h1>丑男投票系统</h1>
    <ul>
        {% for k,v in users.items() %}
            <li onclick="vote({{k}})" id="id_{{k}}">{{v.name}}<span>{{v.count}}</span></li>
        {% endfor %}
    </ul>
 
    <script src="{{ url_for('static',filename='jquery-3.3.1.min.js')}}"></script>
    <script>
        var ws = new WebSocket('ws://192.168.13.253:5000/message')  // 实例化一个WebSocket 对象： 用于向 192.168.13.253:5000/message 这个url 发送 websocket 协议的请求；该连接不会断开
        // 前端通过 ws.send("你好")  来发送 websocket协议的数据
 
        ws.onmessage = function (event) {  // 服务端返回 ws 数据的时候， ws.onmessage() 自动触发
            /* 服务器端向客户端发送数据时，自动执行 */
            // {'cid':cid,'count':new}
            var response = JSON.parse(event.data);  // event.data 就是 服务端返回回来的数据
            $('#id_'+response.cid).find('span').text(response.count);
 
        };
 
        function vote(cid) {
            ws.send(cid)   // 发送 websocket 数据
        }
    </script>
</body>
</html>