Python实现同时兼容老版和新版Socket协议的一个简单WebSocket服务器

实现同时兼容老版和新版Socket协议的简单WebSocket服务器，需要使用Python的WebSocket库。目前Python中主流的WebSocket库有三个：websocket、websockets和tornado，其中websocket库目前已经停止更新，所以本文选择使用较为实用的websockets库来实现。

下面是具体的实现攻略：

准备工作

在开始编写代码之前，需要先安装websockets库。可以使用pip来进行安装：

pip install websockets

如果没有pip，需要先安装pip：

python get-pip.py

编写WebSocket服务器程序

下面是实现同时兼容老版和新版Socket协议的简单WebSocket服务器的代码：

# 导入库
import asyncio
import websockets

# 定义事件处理函数
async def echo(websocket, path):
    async for message in websocket:
        await websocket.send(message)

# 启动服务器
start_server = websockets.serve(echo, 'localhost', 8765)

# 运行事件循环
asyncio.get_event_loop().run_until_complete(start_server)
asyncio.get_event_loop().run_forever()

在以上代码中，首先导入websockets库，然后定义了一个事件处理函数echo，它会在WebSocket连接成功时接收客户端发送的消息，并将收到的消息再发送回去。

然后通过websockets.serve方法创建一个WebSocket服务器实例start_server，并指定运行的端口号和ip地址。最后使用asyncio.get_event_loop().run_until_complete(start_server)启动服务器，并通过asyncio.get_event_loop().run_forever()保持事件循环持续运行。

同时，websockets库支持多种版本的WebSocket协议，可以使用协议参数来指定所使用的协议版本。

举个例子，如果要同时支持WebSocket的版本13（RFC 6455）和版本8（RFC 6455之前的版本），可以这样编写代码：

"""
同时支持WebSocket的版本13（RFC 6455）和版本8（RFC 6455之前的版本）
"""

# 导入库
import asyncio
import websockets

# 定义事件处理函数
async def echo(websocket, path):
    async for message in websocket:
        await websocket.send(message)

# 设置协议参数，支持协议版本13和8
start_server = websockets.serve(echo, 'localhost', 8765,
                                subprotocols=['chat', 'base64'],
                                extra_headers=[('Sec-WebSocket-Protocol', 'chat')])

# 运行事件循环
asyncio.get_event_loop().run_until_complete(start_server)
asyncio.get_event_loop().run_forever()

在以上代码中，通过指定subprotocols参数和extra_headers参数，告诉WebSocket服务器同时支持协议版本13和8，并且支持chat和base64两种子协议。

示例说明

下面介绍两个在项目中实现WebSocket服务器时的实例。这些示例使用的是tornado库，但实现方式与上面介绍的websockets库类似。

示例1：基于WebSocket的即时通讯

在这个示例中，我们将使用WebSocket来实现一个简单的即时通讯功能。当用户打开网页时，它将自动连接到WebSocket服务器，将它们的消息发送到服务器上，服务器将消息广播给所有连接到它的客户端。

import tornado.ioloop
import tornado.web
import tornado.websocket

class WebSocketHandler(tornado.websocket.WebSocketHandler):
    connections = []

    def open(self):
        self.connections.append(self)
        print('WebSocket opened')

    def on_message(self, message):
        print('Received message:', message)
        for conn in self.connections:
            conn.write_message(message)

    def on_close(self):
        self.connections.remove(self)
        print('WebSocket closed')

class MainHandler(tornado.web.RequestHandler):
    def get(self):
        self.render('index.html')

class Application(tornado.web.Application):
    def __init__(self):
        handlers = [
            (r'/', MainHandler),
            (r'/websocket', WebSocketHandler),
        ]
        settings = {
            'static_path': 'static',
            'template_path': 'templates',
        }
        super().__init__(handlers, **settings)

if __name__ == '__main__':
    app = Application()
    app.listen(8080)
    tornado.ioloop.IOLoop.instance().start()

在以上代码中，我们定义了一个WebSocketHandler类，它继承自tornado.websocket.WebSocketHandler，这是一个WebSocket处理器，用于处理WebSocket客户端请求。我们将连接保存在connections属性中，并在打开、接收消息和关闭连接时进行相应的操作。

我们还定义了一个MainHandler类，用于渲染index.html文件。

最后，我们定义了一个Application类，它继承自tornado.web.Application。我们通过调用listen方法来监听8080端口，并通过调用tornado.ioloop.IOLoop.instance().start()来启动服务器。

在这个示例中，我们的WebSocket服务器使用的是tornado库，但websockets库同样适用。我们只需要将WebSocketHandler类继承自websockets.serve的子类即可。

示例2：基于WebSocket的实时数据监控

在这个示例中，我们将使用WebSocket来实现一个简单的实时数据监控功能。当用户打开网页时，它将自动连接到WebSocket服务器，并且在每个固定的时间间隔内获取一次服务器上的数据。服务器将数据发送到客户端并显示在网页上。

import asyncio
import websockets

async def data(websocket, path):
    while True:
        # 获取数据
        data = get_data_from_database() # 从数据库中获取数据

        # 发送数据
        await websocket.send(data)

        # 等待一段时间以获取新数据
        await asyncio.sleep(1) # 等待1秒钟

start_server = websockets.serve(data, 'localhost', 8765)

asyncio.get_event_loop().run_until_complete(start_server)
asyncio.get_event_loop().run_forever()

在以上代码中，我们定义了一个数据获取函数get_data_from_database，它从数据库中获取新数据。在data函数中，我们在一个无限循环中每秒钟获取一次数据并将其发送到WebSocket客户端。

使用websockets库，我们将asyncio.get_event_loop().run_forever()替换为aiohttp.web.run_app() 方法。同时，也可以定义多个路由以实现不同功能的WebSocket服务。

总之，通过上述攻略和示例，我们就可以使用Python实现一个同时兼容老版和新版Socket协议的简单WebSocket服务器并实现多种功能。