WebSocket 基础

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2026-05-10

WebSocket 基础

WebSocket 是一种支持客户端和服务端双向实时通信的协议。HTTP 通常是请求—响应模型，而 WebSocket 建立连接后，双方都可以主动发送消息。

适用场景
与 HTTP 的区别
websockets 库
服务端

学习练习清单

1实时双向选 WebSocket，普通增删改查继续用 HTTP —— 别把 WebSocket 当万能。
2用 websockets 库（pip install websockets）：服务端 websockets.serve + handler，客户端 websockets.connect。
3消息体永远走 JSON：{'type': 'chat', ...} 这种带 type 字段的格式便于以后扩展。
4长连接必须做：心跳（ping/pong）、断线重连、鉴权（首条消息或子协议）、消息去重。
5服务端要限制单消息大小（防止 OOM），并处理客户端异常断开 —— 长连接资源不是免费的。

WebSocket 是一种支持客户端和服务端双向实时通信的协议。HTTP 通常是请求—响应模型，而 WebSocket 建立连接后，双方都可以主动发送消息。

适用场景

WebSocket 适合：

聊天室
实时通知
实时日志
在线协作
实时行情
游戏状态同步

与 HTTP 的区别

对比	HTTP	WebSocket
通信模式	请求—响应	双向通信
连接	通常短连接或连接池	长连接
服务端主动推送	不自然	天然支持
适合场景	API、网页、文件	实时消息

websockets 库

安装：

pip install websockets

服务端

import asyncio
import websockets

async def handler(websocket):
    async for message in websocket:
        await websocket.send(f'echo: {message}')

async def main():
    async with websockets.serve(handler, 'localhost', 8765):
        await asyncio.Future()

asyncio.run(main())

客户端

import asyncio
import websockets

async def main():
    async with websockets.connect('ws://localhost:8765') as websocket:
        await websocket.send('hello')
        message = await websocket.recv()
        print(message)

asyncio.run(main())

消息格式

WebSocket 只负责传输消息，业务格式通常使用 JSON。

import json

await websocket.send(json.dumps({'type': 'chat', 'text': 'hello'}))

心跳和重连

长连接必须考虑：

心跳检测
断线重连
超时关闭
连接认证
消息顺序
重复消息处理

注意事项

WebSocket 是长连接，会占用服务端资源。
不要无限制接收大消息。
需要鉴权，不能任何人都能连接。
客户端要实现断线重连。
服务端要处理异常断开。

HTTP 轮询和 WebSocket 的区别

如果页面需要实时更新，最笨的方法是轮询：

客户端：有新消息吗？
服务端：没有。
客户端：有新消息吗？
服务端：没有。
客户端：有新消息吗？
服务端：有，这里是消息。

轮询简单，但请求很多，实时性也一般。

WebSocket 更像是双方先建立一条长连接：

客户端：我们保持连接吧。
服务端：可以。
服务端：有新消息时我直接推给你。

所以 WebSocket 常用于聊天、协作编辑、实时通知、行情推送、游戏状态同步等场景。

一个最小聊天式示例

服务端：

import asyncio
import websockets


async def echo(websocket):
    async for message in websocket:
        print('收到：', message)
        await websocket.send(f'服务端已收到：{message}')


async def main():
    async with websockets.serve(echo, '127.0.0.1', 8765):
        print('WebSocket 服务已启动')
        await asyncio.Future()


asyncio.run(main())

客户端：

import asyncio
import websockets


async def main():
    async with websockets.connect('ws://127.0.0.1:8765') as websocket:
        await websocket.send('你好')
        reply = await websocket.recv()
        print(reply)


asyncio.run(main())

运行时同样建议开两个终端：先启动服务端，再运行客户端。

消息格式建议用 JSON

WebSocket 只负责传消息，不规定你的业务消息长什么样。为了方便扩展，常见做法是传 JSON 字符串：

import json

message = {
    'type': 'chat',
    'content': '你好',
}
await websocket.send(json.dumps(message, ensure_ascii=False))

接收方解析：

raw = await websocket.recv()
data = json.loads(raw)

if data['type'] == 'chat':
    print(data['content'])

这样以后要增加 type='ping'、type='notification' 之类的消息，也更容易维护。

断线重连要怎么想

真实网络环境里，WebSocket 连接可能会断开：电脑休眠、网络切换、服务器重启、代理超时都可能导致断线。

客户端通常需要：

发现连接断开；
等一小段时间；
重新连接；
必要时重新登录或补拉消息。

初学阶段不用马上写很复杂的重连系统，但要知道：WebSocket 不是“连上后永远不断”。

WebSocket 不适合什么

WebSocket 适合实时双向通信，但不是所有请求都该用它。

场景	更合适的方式
获取文章列表	HTTP GET
提交表单	HTTP POST
上传文件	HTTP / 对象存储
实时聊天	WebSocket
服务端推送通知	WebSocket / SSE

普通增删改查接口继续用 HTTP，会更简单、更容易调试和缓存。

总结

WebSocket 适合实时双向通信。它不是 HTTP API 的替代品，而是实时消息场景的补充。

要点回收

WebSocket 适合实时双向通信，普通查询和提交仍然优先用 HTTP。
学习时用两个终端分别运行服务端和客户端，更容易理解连接过程。
真实 WebSocket 程序要考虑消息格式、心跳、断线重连和鉴权。

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版权归属：Shuo Liu

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