文章目录

websocket 和 socket 连接的区别
与 Django 建立 websocket 连接
- ASGI v.s. WSGI
- - Django > 3.0
  - Channels
  - Daphne
  - settings.py
  - consumers.py & routing.py
测试 websocket 连接
- postman
Heroku 部署 websocket 应用
- asgi.py
- Procfile

websocket 和 socket 连接的区别

Websocket 和 Socket 是两种不同的通信协议，都是用于建立网络连接的方式，但它们各有特点和适用场景。以下是它们之间的主要区别。
Websocket
1. 双向通信： Websocket 协议可以实现客户端与服务器的双向通信，在任何时候，只要对方在线，客户端和服务器都可以主动发起通讯。
2. 基于 HTTP 握手：创建 Websocket 连接需要通过 HTTP 协议进行一次握手。一旦这个握手完成，后续数据传输就直接在 Websocket 连接上进行，不再依赖 HTTP 。
3. 更少的数据传输开销：在建立好连结后，数据帧头部介于2-14 bytes之间，相较于HTTP每次请求响应的头部至少为500-800 bytes来说，传输成本大大降低。
4. 全双工模式：在建立的连接上，客户端和服务器可以同时发送或接收数据。
5. 实时通信：由于其双向性，Websocket 更适合需要高频率、低延迟的实时交互场景，例如在线聊天、股票交易等。
Socket
1. 底层协议： Socket 是更底层的通信协议，它基于 TCP/IP 或 UDP ，能够实现全双工通信。
2. 高度灵活： Socket 提供了一种控制网络通信的方法，用户可以根据需要自定义协议来满足特定的通信需求。
3. 多种连接类型： Socket 支持多种连接类型，包括 TCP、UDP、RAW SOCKET 等。
4. 易于理解和使用：相比于 Websocket，Socket 的原理和使用更为简单，是学习网络编程的基础。
5. 广泛应用： Socket 被广泛用于各种网络服务中，如 FTP、POP3、TELNET 等。

总的来说，Websocket 和 Socket 都有各自的优点和缺点，选择哪种协议取决于具体的应用需求。

与 Django 建立 websocket 连接

ASGI v.s. WSGI

ASGI (Asynchronous Server Gateway Interface) 和 WSGI (Web Server Gateway Interface) 都是 Python 的 web 服务器规范。以下是它们的主要区别。
WSGI
1. 同步处理： WSGI 是一个同步接口，它假设应用程序将一次处理一个请求，并且在处理下一个请求之前完成当前请求。
2. 成熟稳定： WSGI 是 Python 中最常用的 web 服务器规范，支持大量库和中间件，如 Flask 和 Django 等。
3. 对 HTTP/1.0 有良好的支持：使用 WSGI，可以轻松地进行基于 HTTP/1.0 的通信。
4. 对长连接和 WebSocket 支持不佳： 由于是同步的，WSGI 不适合处理长时间运行的连接或需要并发处理多个请求的场景（如 WebSockets 或长轮询）。
ASGI
1. 异步处理： ASGI 是一个异步接口，能够处理 并发请求，提高了应用程序的性能。
2. 更广泛的协议支持： ASGI 不仅支持 HTTP，还可以处理其他协议，包括 WebSocket 和 HTTP/2 等。
3. 对长连接和 WebSocket 有良好的支持： ASGI 支持异步 IO，因此非常适合处理长连接、WebSocket 连接，以及其他需要并发处理的场景。
4. 为新的框架提供基础： ASGI 在一些新的 Python web 框架中得到了应用，例如 Starlette 和 FastAPI 等。
因此在当前场景中我们要构建基于 Websocket 的连接，自然就要使用基于 ASGI 的配置方式
在 Django 中，默认是使用 WSGI 的应用，因此为了配置 ASGI 应用，我们需要进行以下文件的改变

Django > 3.0

升级 Django 版本：从 Django 3.0 开始，Django 开始支持 ASGI。请确保你的 Django 版本至少是 3.0。

Channels

安装 Channels： Django 需要使用 Channels 库以支持 ASGI。你可以通过 pip 安装 Channels。
```
pip install channels
```

Daphne

Daphne 是一个由 Django Channels 项目开发的 HTTP、HTTP2 和 WebSocket 协议的 ASGI (Asynchronous Server Gateway Interface) 服务器。它的主要作用是 将请求从客户端转发到 Django Channels 或其他 ASGI 应用，并将响应返回到客户端。
以下是 Daphne 的一些关键特性：
- 支持多种协议： Daphne 支持 HTTP/1.1、HTTP/2 和 WebSocket 这三种协议，对于需要实时通信的 web 应用来说这是非常重要的。
- 并发处理：使用基于事件的服务器模型，Daphne 可以同时处理大量的连接和请求，而不会阻塞服务。
- 兼容 Django Channels： Daphne 与 Django Channels 完全兼容，可以直接运行 Django Channels 应用。
- 扩展性：你可以通过在 Django Channels 中添加自定义的通道层，使 Daphne 能够支持更复杂的使用场景，如广播消息或跨进程通信等。
总的来说，如果你正在构建一个 Django Channels 应用，或者你的 Python 应用需要使用 ASGI，那么 Daphne 就能派上用场。
```
pip install daphne
```
daphne 也需要配置到 settings.py 的 INSTALLED_APPS 中：

settings.py

添加 Channels 到 INSTALLED_APPS：在你的 settings.py 文件中，将 channels 添加到 INSTALLED_APPS 列表中：
```
INSTALLED_APPS = [
    # ...
    'channels',
]
```
设置 ASGI_APPLICATION：在 settings.py 文件中设置 ASGI_APPLICATION 路径（原本 settings.py 中没有这个，需要自己手动添加一项）。
```
ASGI_APPLICATION = 'YOUR_PROJECT_NAME.routing.application'
```

在这里插入图片描述

consumers.py & routing.py

在你的项目根目录下（与 settings.py 同一个目录），创建一个 routing.py 文件，并定义你的 websocket 访问的功能的相关路由，这里要使用 ProtocolTypeRouter 和 URLRouter 来构建。
接下来如同我们在 views.py 中定义视图函数来处理 socket 连接的请求，我们在 consumers.py（新创建一个）中处理 websocket 连接的相关逻辑，这个代码根据自己想实现的内容去写对应的功能即可：

测试 websocket 连接

postman

首先在 ① 的位置选择 websocket 连接方式
在 ② 中输入自己 Django 中定义的路由
点 send 看是否能够连接成功

Heroku 部署 websocket 应用

以上是当你在本地部署一个 websocket 应用需要完成的步骤，这个部分，我会讲解如何在 Heroku 上基于上述的改变来成功部署 websocket 应用

asgi.py

上面我们已经通过一个 routing.py 来定义了 websocket 的相关路由，在部署的时候我更推荐不使用 routing.py 而是通过 asgi.py 文件来定义路由：

from channels.routing import ProtocolTypeRouter, URLRouter
from django.core.asgi import get_asgi_application
from django.urls import path
from nnsh_backend_new import consumers  # Replace with your actual app name

os.environ.setdefault('DJANGO_SETTINGS_MODULE', 'myproject.settings')

application = ProtocolTypeRouter({
    "http": get_asgi_application(),
    'websocket': URLRouter([
        path('ws/room/<str:room_name>/', consumers.RoomConsumer.as_asgi()),
    ]),
})

注意，这里添加了 "http": get_asgi_application()，这将 HTTP 请求委托给 Django 的 ASGI 应用程序。WebSocket 请求则会被传递给你定义的 URLRouter。
总之，为你的 Django Channels 项目创建一个 asgi.py 文件是非常重要的，它告诉 ASGI 服务器如何处理各种类型的请求。没有它，你的 WebSocket 路由可能无法正常工作。

在 Django Channels 中，你可以选择直接在 asgi.py 文件中定义路由，也可以选择在单独的 routing.py 文件中定义并在 asgi.py 中导入它。
如果你的 WebSocket 路由比较简单，你可能觉得直接在 asgi.py 文件中定义更方便。但是，如果你有很多复杂的路由或者消费者，将他们放在单独的 routing.py 文件中可能会让你的代码更清晰和易于管理。

以下是一个示例，展示如何在 asgi.py 文件中导入一个 routing.py 文件：

# asgi.py文件

import os
from django.core.asgi import get_asgi_application
from channels.routing import ProtocolTypeRouter, URLRouter
import YOUR_PROJECT_NAME.routing  # 换成你的 app 名字

os.environ.setdefault('DJANGO_SETTINGS_MODULE', 'YOUR_PROJECT_NAME.settings')

application = ProtocolTypeRouter({
    "http": get_asgi_application(),
    "websocket": URLRouter(
        yourapp.routing.websocket_urlpatterns
    ),
})

然后在 YOUR_PROJECT_NAME.routing 中定义你的 websocket 路由：

# routing.py文件

from django.urls import re_path

from . import consumers

websocket_urlpatterns = [
    re_path(r'ws/room/(?P<room_name>\w+)/$', consumers.RoomConsumer.as_asgi()),
]

在这个项目中，我选择放弃在 routing.py 中定义任何内容，而是将所有路由相关的内容都写到 asgi.py 中

Procfile

我们之前引入了 daphne 却实际上没有用到，这是因为我们只有在部署的时候才需要这个 daphne，他的作用是开启 asgi 应用
在之前我们的 procfile 中定义的写法是：web: gunicorn YOUR_PROJECT_NAME.wsgi 这是通过 gunicorn 启动一个 wsgi 应用
但是我们的 websocket 应用则需要通过 daphne 来开启

所以我们将 Procfile 改成如下形式：

release: python manage.py makemigrations nnsh_backend_new && python manage.py migrate
web: daphne -p $PORT -b 0.0.0.0 nnsh_backend_new.asgi:application