WebSocket通信WebSocket通信技术详解与评测websocket sendobject

WebSocket是一种在单个TCP连接上进行全双工通信的协议，它允许在客户端和服务器之间进行实时数据传输。本文将对WebSocket通信技术进行详细解读，并对其性能进行评测。我们还将重点介绍如何使用WebSocket发送对象(sendObject)的方法。通过本文，您将了解到WebSocket的优势、应用场景以及如何利用其高效的特点进行实时数据传输。

本文目录导读：

WebSocket通信原理
WebSocket通信性能评测指标与方法

WebSocket是一种在单个TCP连接上进行全双工通信的协议，它使得客户端和服务器之间的数据交换变得更加简单，允许服务端主动向客户端推送数据，WebSocket协议在2008年诞生，2011年成为国际标准，目前，WebSocket已经被广泛应用于实时通信、在线游戏、即时消息等领域，本文将对WebSocket通信技术进行详细解读，并对其性能进行评测。

WebSocket通信WebSocket通信技术详解与评测websocket sendobject

WebSocket通信原理

1、握手过程

WebSocket协议在建立连接时，需要先进行一次握手过程，客户端通过发送一个HTTP请求，包含一个"Upgrade: websocket"头部来请求升级为WebSocket协议，如果服务器支持WebSocket协议，它会返回一个包含"HTTP/1.1 101 Switching Protocols"头部的响应，表示升级成功，客户端和服务器之间的连接已经从HTTP协议升级为WebSocket协议，可以进行全双工通信。

2、数据帧格式

WebSocket协议定义了一种二进制的数据帧格式，用于在客户端和服务器之间传输数据，数据帧由帧头、负载长度和负载数据三部分组成，帧头包含了控制码、掩码、载荷长度等信息；负载数据则是实际要传输的数据内容；负载长度是一个7位的无符号整数，表示负载数据的字节数，数据帧的格式如下：

+-+-+-+-+-------+----------+
|F|R|R|R| opcode|M| Payload len |
|I|S|S|S| (4)  |A|      (7)   |
|N|V|V|V|       |S|          |
| |1|2|3|       |K|          |
+-+-+-+-+-------+----------+

3、数据帧编码与解码

为了保证数据的正确性，WebSocket协议对数据帧进行了编码和解码，编码过程是将文本消息转换为二进制数据帧；解码过程是将二进制数据帧还原为文本消息，编码和解码的方法有很多种，这里我们使用Base64编码作为示例。

4、数据帧发送与接收

在客户端和服务器之间，可以使用以下方法发送和接收WebSocket数据帧：

(1) 客户端发送数据帧：

import base64
import struct
import socket
from websocket import create_connection
def send_websocket_data(ws, data):
    encoded_data = base64.b64encode(data.encode('utf-8'))
    payload_length = len(encoded_data)
    frame = struct.pack('>BQ', 0x81, payload_length) + encoded_data + b'\xFF' * (4 - (payload_length + 1) % 4)
    ws.send(frame)
ws = create_connection("ws://example.com/websocket")
send_websocket_data(ws, "Hello, WebSocket!")

(2) 服务器接收数据帧：

import base64
import struct
from websocket import WebSocketApp, WebSocketServerProtocol, enableTrace
import threading
class MyServerProtocol(WebSocketServerProtocol):
    def onMessage(self, payload, isBinary):
        if not isBinary:
            decoded_data = base64.b64decode(payload.decode('utf-8')).decode('utf-8')
            print("Received message:", decoded_data)
            self.sendMessage(decoded_data, isBinary=False)
        else:
            print("Received binary data of length:", len(payload))
            self.sendBinaryMessage(payload)
def run_websocket_server():
    server = WebSocketServer("localhost", 8080, MyServerProtocol)
    server.serve_forever()
if __name__ == "__main__":
    t = threading.Thread(target=run_websocket_server)
    t.start()