Django WebSocket （一）：WebSocket 概念及原理

WebSocket

基本概念

• WebSocket允许服务端主动向客户端推送数据
• 在WebSocket协议中
  • 客户端浏览器和服务器只需要一次握手就可以创建持久性的连接
  • 并在浏览器和服务器之间进行双向的数据传输
• HTTP、WebSocket
  • 都是建立在TCP连接基础之上
  • websocket协议是通过http协议来建立传输层的TCP连接

请求头

• Connection、Upgrade：表示客户端发起的是WebSocket请求
• Sec-WebSocket-Version：客户端所使用的的WebSocket协议版本号，服务端会确认是否支持该版本号
• Sec-WebSocket-Key：一个Base64编码值，有浏览器随机生成，用于升级request
• Sec-WebSocket-Extensions：客户端想要表达的协议级的扩展

响应头

• HTTP/1.1 101 Switching Protocols：切换协议，WebSocket协议通过HTTP协议来建立运输层的TCP连接
• Connection和Upgrade：表示服务端返回的是WebSocket响应

连接过程

目的：用户能够实时接受信息

JavaScript轮询

• 客户端发送GET，请求，服务器返回页面数据
• 客户端不停地发送请求，询问服务器是否有数据返回，服务器一直响应请求
• 这种方式，服务器会浪费很多资源

WebSocket连接

• 1 .客户端通过HTTP协议发送GET请求，携带Connection和Upgrade，指定要将HTTP协议升级成WebSocket协议
• 2 .服务器给客户端返回HTTP/1.1 101 Switching Protocols，表示协议切换成功
• 3 .服务端与客户端进行通信

优缺点及应用场景

• 优点：
  • 支持双向通信，实时性更强
  • 数据格式比较轻量，性能开销小，通信高效
  • 支持扩展。用户可以扩展协议或者实现自定义的自协议（比如支持自定义压缩算法）
• 缺点
  • 少部分浏览器不支持，浏览器支持的程度和方式有区别
  • 长连接对后端处理业务的代码稳定性要求更高，后端推送功能相对复杂
  • 成熟的HTTP生态下有大量的组件可以使用，WebSocket较少
• 应用场景
  • 及时聊天通信，网站消息通知
  • 在线协同编辑，如腾讯文档
  • 多玩家在线游戏，视屏弹幕、股票基金实时报价

Django 使用 WebSocket

• 需要解决的问题
  • 如何分辨路由（HTTP请求、WebSocket请求）
  • 如何兼容Django的认证系统
  • 如何接受和推送WebSocket消息
  • 如何通过ORM保存和获取数据
• 由以上问题便引出我们的Django Channels
  • Django Channels 官方文档
  • 站内查看Channels 概念和原理

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