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WebSocket 双向通信完整教程

news 2026/7/6 21:20:17

什么是 WebSocket？

传统 HTTP 的局限

HTTP 协议是单向的：

客户端发起请求 → 服务端响应 → 连接关闭

问题：

❌ 服务端不能主动推送消息
❌ 需要轮询（客户端不停问"有新消息吗？"）
❌ 每次请求都要重新建立连接（开销大）

WebSocket 的优势

WebSocket 是全双工通信协议：

客户端 ←→ 服务端（连接保持，双方随时收发）

优势：

✅ 服务端可以主动推送消息
✅ 连接持久化（不需要反复建立连接）
✅ 实时性高（延迟低）
✅ 带宽占用少

典型应用场景

场景	说明
即时聊天	微信、Slack 等
实时数据	股票行情、体育比分
在线游戏	多人实时同步
协作编辑	Google Docs、腾讯文档
通知推送	系统通知、消息提醒

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示例 1：基础通信 - 客户端请求，服务端响应

场景描述

客户端主动发送消息，服务端接收后原样返回（Echo 模式）。

代码结构

d2/ ├── simple_server.py # 服务端 ├── simple_client.py # 客户端 └── requirements.txt # 依赖

安装依赖

pip install websockets==12.0

服务端代码 (`simple_server.py`)

""" 最简单的 WebSocket 服务端 功能：接收客户端消息，原样返回 """ import asyncio import websockets # 处理每个客户端连接的函数 async def handle_client(websocket): print("有客户端连接了！") # 持续监听客户端发来的消息 async for message in websocket: print(f"收到消息: {message}") # 把消息原样发回去 await websocket.send(f"服务端收到: {message}") # 主函数 async def main(): # 在本地 8765 端口启动服务 print("WebSocket 服务端启动在 ws://localhost:8765") async with websockets.serve(handle_client, "localhost", 8765): await asyncio.Future() # 让服务一直运行 if __name__ == "__main__": asyncio.run(main())

代码解析：

代码	说明
`async def handle_client(websocket)`	定义处理函数，每个客户端连接时调用
`async for message in websocket`	循环监听消息，客户端断开时自动结束
`await websocket.send()`	发送消息给客户端
`websockets.serve()`	启动服务端，监听指定地址和端口
`await asyncio.Future()`	保持服务运行，不退出

客户端代码 (`simple_client.py`)

""" 最简单的 WebSocket 客户端 功能：连接服务端，发送消息，接收回复 """ import asyncio import websockets async def main(): # 连接到服务端 uri = "ws://localhost:8765" print(f"正在连接 {uri}...") async with websockets.connect(uri) as websocket: print("连接成功！") # 发送 3 条消息测试 for i in range(1, 4): message = f"这是第 {i} 条消息" print(f"发送: {message}") await websocket.send(message) # 等待服务端回复 response = await websocket.recv() print(f"收到回复: {response}") await asyncio.sleep(1) # 等待 1 秒再发下一条 print("测试完成！") if __name__ == "__main__": asyncio.run(main())

代码解析：

代码	说明
`websockets.connect(uri)`	连接到服务端
`await websocket.send()`	发送消息给服务端
`await websocket.recv()`	等待接收服务端消息（阻塞）
`async with`	自动管理连接，退出时自动关闭

运行步骤

终端 1 - 启动服务端：

cd d2 python simple_server.py

终端 2 - 运行客户端：

cd d2 python simple_client.py

运行结果

服务端输出：

WebSocket 服务端启动在 ws://localhost:8765 有客户端连接了！ 收到消息: 这是第 1 条消息 收到消息: 这是第 2 条消息 收到消息: 这是第 3 条消息

客户端输出：

正在连接 ws://localhost:8765... 连接成功！ 发送: 这是第 1 条消息 收到回复: 服务端收到: 这是第 1 条消息 发送: 这是第 2 条消息 收到回复: 服务端收到: 这是第 2 条消息 发送: 这是第 3 条消息 收到回复: 服务端收到: 这是第 3 条消息 测试完成！

时序图

客户端 服务端 | | |--- connect ------------------>| 建立连接 | | |--- "这是第 1 条消息" --------->| |<-- "服务端收到: ..." ---------| | | |--- "这是第 2 条消息" --------->| |<-- "服务端收到: ..." ---------| | | |--- "这是第 3 条消息" --------->| |<-- "服务端收到: ..." ---------| | | |--- close -------------------->| 关闭连接

关键点

必须先启动服务端，客户端才能连接
一问一答模式：客户端发送 → 等待回复 → 再发送
这是最基础的 WebSocket 通信模式

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示例 2：服务端主动推送

场景描述

服务端可以不等客户端请求，主动推送消息。同时客户端也可以发送消息，实现真正的全双工通信。