python websocket學習使用Python通過websocket與js用戶端通信示例分析

前言

進一步簡述

This module is tested on Python 2.7 and Python 3.x.

Type "python setup.py install" or "pip install websocket-client" to install.

Caution!

from v0.16.0, we can install by "pip install websocket-client" for python 3.

This module depend on

six

backports.ssl_match_hostname for Python 2.x

這裡，介紹如何使用 Python 與前端 js 進行通信。

websocket 使用 HTTP 協定完成握手之後，不通過 HTTP 直接進行 websocket 通信。

于是，使用 websocket 大緻兩個步驟：使用 HTTP 握手，通信。

js 處理 websocket 要使用 ws 子產品； Python 處理則使用 socket 子產品建立 TCP 連接配接即可，比一般的 socket ，隻多一個握手以及資料處理的步驟。

包格式

js 用戶端先向伺服器端 python 發送握手包，格式如下：

<code>Host: server.example.com</code>

<code>Upgrade: websocket</code>

<code>Connection: Upgrade</code>

<code>Sec-WebSocket-Key: dGhlIHNhbXBsZSBub25jZQ==</code>

<code>Sec-WebSocket-Protocol: chat, superchat</code>

<code>Sec-WebSocket-Version: 13</code>

伺服器回應包格式：

<code>HTTP/1.1 101 Switching Protocols</code>

<code>Sec-WebSocket-Accept: s3pPLMBiTxaQ9kYGzzhZRbK+xOo=</code>

<code>Sec-WebSocket-Protocol: chat</code>

其中， Sec-WebSocket-Key 是随機的，伺服器用這些資料構造一個 SHA-1 資訊摘要。

方法為： key+migic ， SHA-1 加密， base-64 加密

Python 中的處理代碼:

<code>MAGIC_STRING</code><code>=</code> <code>'258EAFA5-E914-47DA-95CA-C5AB0DC85B11'</code>

<code>res_key</code><code>=</code> <code>base64.b64encode(hashlib.sha1(sec_key</code><code>+</code> <code>MAGIC_STRING).digest())</code>

握手完整代碼

js 端

js 中有處理 websocket 的類，初始化後自動發送握手包，如下：

var socket = new WebSocket('ws://localhost:3368');

Python 端

Python 用 socket 接受得到握手字元串，處理後發送

<code>HOST</code><code>=</code> <code>'localhost'</code>

<code>HANDSHAKE_STRING</code><code>=</code> <code>"HTTP/1.1 101 Switching Protocols\r\n"</code> <code>\</code>

<code> </code><code>"Upgrade:websocket\r\n"</code> <code>\</code>

<code> </code><code>"Connection: Upgrade\r\n"</code> <code>\</code>

<code> </code><code>"Sec-WebSocket-Accept: {1}\r\n"</code> <code>\</code>

<code> </code><code>"WebSocket-Protocol:chat\r\n\r\n"</code>

<code>def</code> <code>handshake(con):</code>

<code>#con為用socket，accept()得到的socket</code>

<code> </code><code>headers</code><code>=</code> <code>{}</code>

<code> </code><code>shake</code><code>=</code> <code>con.recv(</code><code>1024</code><code>)</code>

<code> </code><code>if</code> <code>not</code> <code>len</code><code>(shake):</code>

<code> </code><code>return</code> <code>False</code>

<code> </code><code>header, data</code><code>=</code> <code>shake.split(</code><code>'\r\n\r\n'</code><code>,</code><code>1</code><code>)</code>

<code> </code><code>for</code> <code>line</code><code>in</code> <code>header.split(</code><code>'\r\n'</code><code>)[</code><code>1</code><code>:]:</code>

<code> </code><code>key, val</code><code>=</code> <code>line.split(</code><code>': '</code><code>,</code><code>1</code><code>)</code>

<code> </code><code>headers[key]</code><code>=</code> <code>val</code>

<code> </code><code>if</code> <code>'Sec-WebSocket-Key'</code> <code>not</code> <code>in</code> <code>headers:</code>

<code> </code><code>print</code> <code>(</code><code>'This socket is not websocket, client close.'</code><code>)</code>

<code> </code><code>con.close()</code>

<code> </code><code>sec_key</code><code>=</code> <code>headers[</code><code>'Sec-WebSocket-Key'</code><code>]</code>

<code> </code><code>res_key</code><code>=</code> <code>base64.b64encode(hashlib.sha1(sec_key</code><code>+</code> <code>MAGIC_STRING).digest())</code>

<code> </code><code>str_handshake</code><code>=</code> <code>HANDSHAKE_STRING.replace(</code><code>'{1}'</code><code>, res_key).replace(</code><code>'{2}'</code><code>, HOST</code><code>+</code> <code>':'</code> <code>+</code> <code>str</code><code>(PORT))</code>

<code> </code><code>print</code> <code>str_handshake</code>

<code> </code><code>con.send(str_handshake)</code>

<code>return</code> <code>True</code>

通信

不同版本的浏覽器定義的資料幀格式不同， Python 發送和接收時都要處理得到符合格式的資料包，才能通信。

Python 接收

Python 接收到浏覽器發來的資料，要解析後才能得到其中的有用資料。

固定位元組：

（ 1000 0001 或是 1000 0002 ）這裡沒用，忽略

包長度位元組：

第一位肯定是 1 ，忽略。剩下 7 個位可以得到一個整數 (0 ~ 127) ，其中

（ 1-125 ）表此位元組為長度位元組，大小即為長度；

（126）表接下來的兩個位元組才是長度；

（127）表接下來的八個位元組才是長度；

用這種變長的方式表示資料長度，節省資料位。

mark 掩碼：

mark 掩碼為包長之後的 4 個位元組，之後的兄弟資料要與 mark 掩碼做運算才能得到真實的資料。

兄弟資料：

得到真實資料的方法：将兄弟資料的每一位 x ，和掩碼的第 i%4 位做 xor 運算，其中 i 是 x 在兄弟資料中的索引。

完整代碼

<code> </code><code>return</code> <code>False</code>

<code> </code><code>except</code><code>:</code>

<code> </code><code>masks</code><code>=</code> <code>all_data[</code><code>4</code><code>:</code><code>8</code><code>]</code>

<code> </code><code>masks</code><code>=</code> <code>all_data[</code><code>10</code><code>:</code><code>14</code><code>]</code>

<code> </code><code>masks</code><code>=</code> <code>all_data[</code><code>2</code><code>:</code><code>6</code><code>]</code>

<code> </code><code>raw_str</code><code>+</code><code>=</code> <code>chr</code><code>(</code><code>ord</code><code>(d) ^</code><code>ord</code><code>(masks[i</code><code>%</code> <code>4</code><code>]))</code>

<code> </code><code>return</code> <code>raw_str</code>

js 端的 ws 對象，通過 ws.send(str) 即可發送

ws.send(str)

Python 發送

Python 要包資料發送，也需要處理

固定位元組：固定的 1000 0001( ‘ \x81 ′ )

包長：根據發送資料長度是否超過 125 ， 0xFFFF(65535) 來生成 1 個或 3 個或 9 個位元組，來代表資料長度。

<code> </code><code>token</code><code>=</code> <code>"\x81"</code>

<code> </code><code>length</code><code>=</code> <code>len</code><code>(data)</code>

<code> </code><code>if</code> <code>length <</code><code>126</code><code>:</code>

<code> </code><code>token</code><code>+</code><code>=</code> <code>struct.pack(</code><code>"B"</code><code>, length)</code>

<code> </code><code>elif</code> <code>length <</code><code>=</code> <code>0xFFFF</code><code>:</code>

<code> </code><code>token</code><code>+</code><code>=</code> <code>struct.pack(</code><code>"!BH"</code><code>,</code><code>126</code><code>, length)</code>

<code> </code><code>token</code><code>+</code><code>=</code> <code>struct.pack(</code><code>"!BQ"</code><code>,</code><code>127</code><code>, length)</code>

<code> </code><code>#struct為Python中處理二進制數的子產品，二進制流為C，或網絡流的形式。</code>

<code> </code><code>data</code><code>=</code> <code>'%s%s'</code> <code>%</code> <code>(token, data)</code>

<code> </code><code>return</code> <code>True</code>

js 端通過回調函數 ws.onmessage() 接受資料

<code>ws.onmessage =</code><code>function</code><code>(result,nTime){</code>

<code>alert(</code><code>"從服務端收到的資料:"</code><code>);</code>

<code>alert(</code><code>"最近一次發送資料到現在接收一共使用時間:"</code> <code>+ nTime);</code>

<code>console.log(result);</code>

最終代碼

Python服務端

js客戶端

技術改變世界！

--狂詩絕劍

python websocket學習使用Python通過websocket與js用戶端通信示例分析

繼續閱讀

27. Remove Element(清單)題目代碼

tab滑鼠經過菜單切換

vue （vue2.0）使用總結(從大體結構總結)

vue搭建過程及出現問題

/\B(?=(?:\d{3})+$)/g 一條令人費解的正規表達式

android 主線程的相關問題

适用于JavaScript的ECMAScript 2020規範向前發展

Cloud Studio初體驗

使用 ctypes 進行 Python 和 C 的混合程式設計

【python】【資料處理】畫多元資料分布圖

JS生成uuid的四種方法

【python】netconf協定對接管理裝置

「Python 網絡自動化」NETCONF —— Python 使用 NETCONF 管理配置 H3C 網絡裝置

layui多任務上傳添加進度條

在python中建立excel并寫入