近年来，websocket 技术日渐流行，成为了浏览器与服务器之间进行实时通信的标准选择。在 python 中，我们可以通过一些成熟的库来实现 websocket 服务端的开发。本文将在介绍 websocket 技术的基础上，探索如何利用 python 开发 websocket 服务端。
一、什么是 WebSocket
WebSocket 是一种在单个 TCP 连接上进行全双工通信的协议，即在客户端与服务器端之间可以实现实时通信，而不需要为每一条通信新开一个 HTTP 连接。WebSocket 在常见的实时通信场景下，如聊天室、网页游戏、数据可视化等方面均拥有广泛的应用。
在 WebSocket 协议中，客户端与服务端的通信都是通过“帧”（Frame）来完成的。帧是 WebSocket 中数据传输的基本单位，由“控制帧”和“数据帧”两种构成。控制帧用于控制信息交互的流程，如握手等操作；数据帧则用于传递具体的数据内容。
WebSocket 的一个优点是仅使用一个单一的 TCP 套接字来允许客户端和服务器进行双向通信， 避免了多次 HTTP 连接和关闭的问题，降低了通信时的延迟。
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二、 Python 开发 WebSocket 服务端
Python 生态中有一些优秀的第三方开源库可以用于实现 WebSocket 服务端，比如：Tornado、Twisted、aiohttp、Sanic 等，其中 Tornado 和 Twisted 都属于 Python 的网络编程传统利器，用 Python 开发 WebSocket 服务端时都是不二之选。
在下文中，我们将以 Tornado 为例介绍 Python 开发 WebSocket 服务端的具体实现方法。
首先，需要安装 Tornado 库，可以通过 pip install tornado 命令进行安装。
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接着，我们基于 Tornado 创建 WebSocket服务端，代码如下：
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()上述代码定义了一个 WebSocketHandler 类，实现了 WebSocket 服务端的开启、消息接收和关闭等操作。其中，open() 方法在 WebSocket 连接建立后被调用，on_message() 方法在 WebSocket 传输过程中接收到消息时被调用，on_close() 方法在 WebSocket 连接关闭时被调用。
check_origin() 方法用于跨域请求的配置，本例中我们对所有 origin 进行了允许。在 WebSocketHandler 类中，我们同时进行了 HTTPRequest 和 WebSocketRequest 请求处理，所以需要将 WebSocketHandler 类通过 app 进行注册，同时指定监听端口为 8000。
最后，通过 IOLoop 进行监听及处理连接请求。
运行此代码后，即可启动 WebSocket 服务端，在浏览器输入 localhost:8000/websocket 进行连接测试。
三、结语
本文介绍了 WebSocket 技术的原理及 Python 实现方法，在 Python 中我们可以用 Tornado 实现 WebSocket 服务端，利用 WebSocket 技术，我们可以方便地将实时通信功能添加到各种 Web 应用程序中。假如你现在正在使用 Python 开发 Web 应用程序，并希望使用 WebSocket 实现实时通信功能，那么 Tornado 就是一个不错的选择。
