[Python]通過websocket與jsclient通信
站點大多使用HTTP協議通信。而HTTP是無連接的協議。僅僅有client請求時，server端才幹發出對應的應答。HTTP請求的包也比較大，假設僅僅是非常小的數據通信。開銷過大。於是，我們能夠使用websocket這個協議，用最小的開銷實現面向連接的通信。
詳細的websocket介紹可見http://zh.wikipedia.org/wiki/WebSocket
這裏，介紹怎樣使用Python與前端js進行通信。
websocket使用HTTP協議完畢握手之後，不通過HTTP直接進行websocket通信。
於是，使用websocket大致兩個步驟：使用HTTP握手，通信。
js處理
握手
過程
包格式
jsclient先向server端python發送握手包，格式例如以下：
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
server回應包格式：
HTTP/1.1 101 Switching Protocols Upgrade: websocket Connection: Upgrade Sec-WebSocket-Accept: s3pPLMBiTxaQ9kYGzzhZRbK+xOo= Sec-WebSocket-Protocol: chat
當中，Sec-WebSocket-Key是隨機的，server用這些數據構造一個SHA-1信息摘要。
方法為：key+migic，SHA-1 加密，base-64加密，例如以下：
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，初始化後自己主動發送握手包。例如以下：
var socket = new WebSocket(‘ws://localhost:3368‘);
Python端
Python用socket接受得到握手字符串，處理後發送
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
#這裏省略監聽。accept的代碼,詳細可見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
不同版本號的瀏覽器定義的數據幀格式不同，Python發送和接收時都要處理得到符合格式的數據包，才幹通信。
Python接收
Python接收到瀏覽器發來的數據。要解析後才幹得到當中的實用數據。
瀏覽器包格式
固定字節：
（1000 0001或是1000 0002）這裏沒用，忽略
包長度字節：
第一位肯定是1。忽略。剩下7個位能夠得到一個整數(0 ~ 127)，當中
（1-125）表此字節為長度字節。大小即為長度；
（126）表接下來的兩個字節才是長度；
（127）表接下來的八個字節才是長度；
用這樣的變長的方式表示數據長度，節省數據位。
mark掩碼：
mark掩碼為包長之後的4個字節，之後的兄弟數據要與mark掩碼做運算才幹得到真實的數據。
兄弟數據：
得到真實數據的方法：將兄弟數據的每一位x，和掩碼的第i%4位做xor運算，當中i是x在兄弟數據中的索引。
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)就可以發送
ws.send(str)
Python發送
Python要包數據發送，也須要處理。發送包格式例如以下
固定字節：固定的1000 0001(‘\x81′)
包長：依據發送數據長度是否超過125，0xFFFF(65535)來生成1個或3個或9個字節，來代表數據長度。
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中處理二進制數的模塊，二進制流為C。或網絡流的形式。
data = ‘%s%s‘ % (token, data)
self.con.send(data)
return True
js端通過回調函數ws.onmessage()接受數據
ws.onmessage = function(result,nTime){
alert("從服務端收到的數據:");
alert("近期一次發送數據到如今接收一共使用時間:" + nTime);
console.log(result);
}
終於代碼
Python服務端
# _*_ 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中處理二進制數的模塊，二進制流為C，或網絡流的形式。
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()
#返回元組（socket,add），accept調用時會進入waite狀態
print "Got connection from ", address
if handshake(connection):
print "handshake success"
try:
t = Th(connection, layout)
t.start()
print ‘new thread for client ...‘
except:
print ‘start new thread error‘
connection.close()
if __name__ == ‘__main__‘:
new_service()
js客戶端
<script>
var socket = new WebSocket(‘ws://localhost:3368‘);
ws.onmessage = function(result,nTime){
alert("從服務端收到的數據:");
alert("近期一次發送數據到如今接收一共使用時間:" + nTime);
console.log(result);
}
</script>
推薦blog
http://blog.csdn.net/fenglibing/article/details/7108982
http://blog.mycolorway.com/2011/11/22/a-minimal-python-websocket-server/
[Python]通過websocket與jsclient通信