websocket介绍并模拟股票数据推流

Websockt概念

Websockt是一种网络通信协议，允许客户端和服务器双向通信。最大的特点就是允许服务器主动推送数据给客户端，比如股票数据在客户端实时更新，就能利用websocket。

Websockt和http协议一样，并不是设置在linux内核中，而是通过用户空间的应用程序来实现和处理。

http网址的格式：协议://域名/路径。如：Example Domain。

websocket网址的格式：ws://域名/路径或 wss://域名/路径。如：ws://www.example.com/chat。

Websocket与http的关联

1、基于HTTP协议的握手：WebSocket协议的握手过程是基于HTTP协议的。在建立WebSocket连接之前，客户端和服务器之间会进行一次HTTP握手，这是为了协商和确认使用WebSocket协议进行通信。

2、共享同一端口：WebSocket协议使用HTTP协议的80端口（或443端口，用于加密连接），这意味着WebSocket连接可以通过与HTTP服务器共享同一端口来进行通信。这样可以避免在网络上开启新的端口，降低了网络配置的复杂性。

Websocket与http对比

优点

实时性：WebSocket支持双向通信，服务器可以主动推送数据给客户端，实现实时更新和推送功能。

较低的延迟：WebSocket建立一次连接后，可以保持长时间的连接状态，避免了每次请求都要建立新的连接的开销，从而减少了延迟。

较小的数据开销：WebSocket使用二进制消息传输，相对于HTTP的文本数据传输，可以减少数据包的大小，降低网络传输开销。

更少的网络流量：由于WebSocket采用长连接，不需要频繁的请求和响应，可以减少网络流量和负载。

缺点

兼容性问题：WebSocket是HTML5的一部分，相对于HTTP，对于一些低版本的浏览器和服务器来说，支持程度可能较低。

需要服务器端支持：WebSocket需要服务器端支持实现双向通信，而有些服务器可能没有提供WebSocket的支持。

协议复杂性：相对于HTTP来说，WebSocket的协议相对复杂一些，实现和维护的成本可能较高。

Websocket的握手

与http握手的区别

下图是websocket的握手报文案例。与http握手报文的核心区别是两处红框部分是否是Upgrade和websocket。

Websocket的握手流程

1.浏览器发送握手报文。

2.服务器解析出sec-websocket-key

3.sec-websocket-key与GUID字符串联合成新字符串。

GUID是一组固定的字符串，在websocket的官方文档里有规定。

4.用哈希算法对新字符串进行哈希

5.对哈希值转为base64格式，生成value

6.把value配握手返回报文中进行返回

仿股票数据推流

股票数据的推流的特点：客户端连接上服务器之后，服务器就会定时往客户端发送更新过的股票数据。

下图实现了一个简易版的服务器，能定时给连接上的客户端推送数据，当客户端尝试发送数据的时候会断开连接。

import asyncio
import websocketsasync def push_price(websocket, path):while True:price = "price = 299.9"await websocket.send(price)try:# 接收消息message = await asyncio.wait_for(websocket.recv(), timeout=1)# 如果接收到消息，立即断开连接if message:await websocket.close()breakexcept:pass
start_server = websockets.serve(push_price, None, 8765) //返回一个协程对象//该对象的任务函数是push_priceasyncio.get_event_loop().run_until_complete(start_server)
asyncio.get_event_loop().run_forever()

客户端

<html>
<head><script>let ws;function doConnect(addr) {ws = new WebSocket("ws://" + addr);ws.onopen = () => {document.getElementById("log").value += (" Connection opened\n");};ws.onmessage = (event) => {document.getElementById("log").value += (" Receive: " + event.data + "\n\n"); // JSON.stringify()};ws.onclose = () => {document.getElementById("log").value += (" Connection closed\n");};}document.addEventListener("DOMContentLoaded", (event) => {document.getElementById("btn_connect").onclick = () => {let server_addr = document.getElementById("server_addr").value;doConnect(server_addr);};document.getElementById("btn_send").onclick = () => {let msg = document.getElementById("message").value;ws.send(msg);document.getElementById("log").value += (" Send: " + msg + "\n");};});</script>
</head>
<body><div id="header"><h1 align="left">WebSocket Client</h1>Server: <input id="server_addr" type="text" value="192.168.232.132:8888"><input id="btn_connect" type="button" value="Connect!"><br/><br/>Message: <input id="message" type="text" value=""><input id="btn_send" type="button" value="Send"><br/><br/><textarea cols="250" id="log" rows="50"></textarea>
</div>
</body>
</html>
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运行结果