近年來，WebSocket 技術日漸流行，成為了瀏覽器與伺服器之間進行即時通訊的標準選擇。在 Python 中，我們可以透過一些成熟的函式庫來實現 WebSocket 服務端的開發。本文將在介紹 WebSocket 技術的基礎上，探討如何利用 Python 開發 WebSocket 服務端。
一、什麼是WebSocket
WebSocket 是一種在單一TCP 連接上進行全雙工通訊的協議，即在客戶端與伺服器端之間可以實現即時通信，而不需要為每一則通訊新開一個HTTP 連線。 WebSocket 在常見的即時通訊場景下，如聊天室、網頁遊戲、資料視覺化等方面均擁有廣泛的應用。
在 WebSocket 協定中，客戶端與服務端的通訊都是透過「幀」（Frame）來完成的。幀是 WebSocket 中資料傳輸的基本單位，由「控制幀」和「資料幀」兩種構成。控制幀用於控制資訊互動的流程，如握手等操作；資料幀則用於傳遞具體的資料內容。
WebSocket 的一個優點是僅使用一個單一的 TCP 套接字來允許客戶端和伺服器進行雙向通信， 避免了多次 HTTP 連接和關閉的問題，降低了通信時的延遲。
二、 Python 開發WebSocket 服務端
Python 生態中有一些優秀的第三方開源程式庫可以用來實現WebSocket 服務端，例如：Tornado、Twisted、aiohttp、Sanic 等，其中Tornado 和Twisted 都屬於Python 的網路程式設計傳統利器，用Python 開發WebSocket 服務端時都是不二之選。
在下文中，我們將以 Tornado 為例介紹 Python 開發 WebSocket 服務端的特定實作方法。
首先，需要安裝 Tornado 函式庫，可以透過 pip install tornado 指令進行安裝。
接著，我們基於 Tornado 建立 WebSocket服務端，程式碼如下：
import tornado.websocket
import tornado.httpserver
import tornado.ioloop
import tornado.web
class WebSocketHandler(tornado.websocket.WebSocketHandler):
def open(self):
print("WebSocket opened")
def on_message(self, message):
print("Message received: {}".format(message))
self.write_message("You said: " + message)
def on_close(self):
print("WebSocket closed")
def check_origin(self, origin):
return True
app = tornado.web.Application([(r"/websocket", WebSocketHandler)])
server = tornado.httpserver.HTTPServer(app)
server.listen(8000)
tornado.ioloop.IOLoop.instance().start()上述程式碼定義了一個 WebSocketHandler 類，實現了 WebSocket 服務端的開啟、訊息接收和關閉等操作。其中，open() 方法在 WebSocket 連線建立後被調用，on_message() 方法在 WebSocket 傳輸過程中接收到訊息時被調用，on_close() 方法在 WebSocket 連線關閉時被調用。
check_origin() 方法用於跨域請求的配置，本例中我們對所有 origin 進行了允許。在 WebSocketHandler 類別中，我們同時進行了 HTTPRequest 和 WebSocketRequest 請求處理，所以需要將 WebSocketHandler 類別透過 app 進行註冊，同時指定監聽連接埠為 8000。
最後，透過 IOLoop 進行監聽並處理連線請求。
執行此程式碼後，即可啟動 WebSocket 服務端，在瀏覽器輸入 localhost:8000/websocket 進行連線測試。
三、結語
本文介紹了WebSocket 技術的原理及Python 實作方法，在Python 中我們可以用Tornado 實作WebSocket 服務端，利用WebSocket 技術，我們可以方便地將即時通訊功能添加到各種Web 應用程式中。如果你現在正在使用 Python 開發 Web 應用程序，並希望使用 WebSocket 實現即時通訊功能，那麼 Tornado 就是一個不錯的選擇。
以上是Python伺服器程式設計：實作WebSocket服務端的詳細內容。更多資訊請關注PHP中文網其他相關文章！
