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 |
回到顶部
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
回到顶部
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。
代码结构
d2/ ├── push_server.py # 服务端（主动推送） └── push_client.py # 客户端（同时收发）服务端代码 (push_server.py)
""" 服务端主动推送消息示例 功能： 1. 客户端连接后，服务端主动发送欢迎消息 2. 每隔 3 秒，服务端主动推送一条消息 3. 同时还能接收并回复客户端的消息 """ import asyncio import websockets from datetime import datetime async def handle_client(websocket): """处理每个客户端""" print(f"[{datetime.now():%H:%M:%S}] 客户端已连接") # 1. 服务端主动发送欢迎消息 welcome = "🎉 欢迎连接！我是服务端，我会每 3 秒给你推送消息" await websocket.send(welcome) print(f"[{datetime.now():%H:%M:%S}] 已发送欢迎消息") try: # 同时运行两个任务：定时推送 + 接收消息 await asyncio.gather( push_periodic_messages(websocket), receive_client_messages(websocket) ) except Exception as e: print(f"[{datetime.now():%H:%M:%S}] 客户端断开连接") async def push_periodic_messages(websocket): """定时推送消息给客户端""" count = 1 while True: await asyncio.sleep(3) # 每 3 秒 # 服务端主动推送（不需要客户端先发消息） message = f"📢 [服务端推送 #{count}] 现在时间是 {datetime.now():%H:%M:%S}" await websocket.send(message) print(f"[{datetime.now():%H:%M:%S}] 推送消息给客户端") count += 1 async def receive_client_messages(websocket): """接收客户端消息""" async for message in websocket: print(f"[{datetime.now():%H:%M:%S}] 收到客户端消息: {message}") # 回复客户端 reply = f"✅ 服务端收到: {message}" await websocket.send(reply) async def main(): host = "localhost" port = 8765 print(f"WebSocket 服务端启动在 ws://{host}:{port}") print("等待客户端连接...") async with websockets.serve(handle_client, host, port): await asyncio.Future() if __name__ == "__main__": asyncio.run(main())核心亮点：
# 🔥 关键代码：服务端主动推送 async def push_periodic_messages(websocket): while True: await asyncio.sleep(3) await websocket.send(推送内容) # 主动发送，不等客户端请求！客户端代码 (push_client.py)
""" 接收服务端推送消息的客户端 功能： 1. 连接后持续监听服务端的推送 2. 同时可以向服务端发送消息 """ import asyncio import websockets async def receive_messages(websocket): """持续接收服务端的消息""" print("\n========== 接收服务端消息 ==========") try: async for message in websocket: # 服务端推送的消息会在这里收到 print(f"\n📩 收到: {message}") print(">>> ", end="", flush=True) except: print("\n连接已断开") async def send_messages(websocket): """发送消息给服务端""" print("\n========== 你可以输入消息 ==========") print("输入任意文字发送给服务端，输入 'quit' 退出\n") loop = asyncio.get_event_loop() while True: print(">>> ", end="", flush=True) user_input = await loop.run_in_executor(None, input) if user_input.strip().lower() == "quit": print("正在断开连接...") break if user_input.strip(): await websocket.send(user_input.strip()) async def main(): uri = "ws://localhost:8765" print(f"正在连接 {uri}...") try: async with websockets.connect(uri) as websocket: print("✅ 连接成功！") # 🔥 关键：同时运行接收和发送两个任务 receive_task = asyncio.create_task(receive_messages(websocket)) send_task = asyncio.create_task(send_messages(websocket)) # 等待任意一个任务结束 done, pending = await asyncio.wait( [receive_task, send_task], return_when=asyncio.FIRST_COMPLETED ) # 取消未完成的任务 for task in pending: task.cancel() except ConnectionRefusedError: print("❌ 连接失败！请确保服务端已启动。") except Exception as e: print(f"❌ 错误: {e}") print("已断开连接。") if __name__ == "__main__": asyncio.run(main())核心亮点：
# 🔥 关键代码：同时收发（全双工） await asyncio.gather( receive_messages(websocket), # 后台持续接收推送 send_messages(websocket) # 前台等待用户输入 )运行步骤
终端 1 - 启动服务端：
cd d2 python push_server.py终端 2 - 运行客户端：
cd d2 python push_client.py运行结果
客户端输出：
正在连接 ws://localhost:8765... ✅ 连接成功！ ========== 接收服务端消息 ========== ========== 你可以输入消息 ========== 输入任意文字发送给服务端，输入 'quit' 退出 📩 收到: 🎉 欢迎连接！我是服务端，我会每 3 秒给你推送消息 >>> 📩 收到: 📢 [服务端推送 #1] 现在时间是 14:23:05 >>> hello 📩 收到: ✅ 服务端收到: hello >>> 📩 收到: 📢 [服务端推送 #2] 现在时间是 14:23:08 >>> 你好 📩 收到: ✅ 服务端收到: 你好 >>> 📩 收到: 📢 [服务端推送 #3] 现在时间是 14:23:11 >>> quit 正在断开连接... 已断开连接。服务端输出：
WebSocket 服务端启动在 ws://localhost:8765 等待客户端连接... [14:23:02] 客户端已连接 [14:23:02] 已发送欢迎消息 [14:23:05] 推送消息给客户端 [14:23:06] 收到客户端消息: hello [14:23:08] 推送消息给客户端 [14:23:09] 收到客户端消息: 你好 [14:23:11] 推送消息给客户端 [14:23:12] 客户端断开连接时序图
时间 客户端 服务端 -----|--------------------------------|-------------------------------- 0s |--- connect ------------------->| 建立连接 |<-- 欢迎消息 -------------------|（主动推送） 3s |<-- 推送 #1 --------------------|（主动推送，不需要请求） 5s |--- "hello" ------------------->| |<-- "服务端收到: hello" --------| 6s |<-- 推送 #2 --------------------|（主动推送） 8s |--- "你好" -------------------->| |<-- "服务端收到: 你好" ---------| 9s |<-- 推送 #3 --------------------|（主动推送） 12s |--- quit ----------------------->| 关闭连接关键点
- 服务端主动推送：每 3 秒自动发送，不需要客户端请求
- 全双工通信：推送和对话同时进行，互不干扰
- 异步并发：客户端同时运行两个任务（接收 + 发送）