站点大多使用HTTP协议通信。而HTTP是无连接的协议。仅仅有client请求时，server端才干发出对应的应答。HTTP请求的包也比較大，假设仅仅是非常小的数据通信。开销过大。于是，我们能够使用websocket这个协议，用最小的开销实现面向连接的通信。

详细的websocket介绍可见http://zh.wikipedia.org/wiki/WebSocket 

这里，介绍怎样使用Python与前端js进行通信。

websocket使用HTTP协议完毕握手之后，不通过HTTP直接进行websocket通信。

于是，使用websocket大致两个步骤：使用HTTP握手，通信。

js处理websocket要使用ws模块；Python处理则使用socket模块建立TCP连接就可以，比一般的socket，仅仅多一个握手以及数据处理的步骤。

握手

过程

包格式

jsclient先向server端python发送握手包，格式例如以下：

GET /chat HTTP/1.1
Host: server.example.com
Upgrade: websocket
Connection: Upgrade
Sec-WebSocket-Key: dGhlIHNhbXBsZSBub25jZQ==
Origin: http://example.com
Sec-WebSocket-Protocol: chat, superchat
Sec-WebSocket-Version: 13

server回应包格式：

HTTP/1.1 101 Switching Protocols
Upgrade: websocket
Connection: Upgrade
Sec-WebSocket-Accept: s3pPLMBiTxaQ9kYGzzhZRbK+xOo=
Sec-WebSocket-Protocol: chat

当中，Sec-WebSocket-Key是随机的，server用这些数据构造一个SHA-1信息摘要。

方法为：key+migic，SHA-1 加密，base-64加密，例如以下：

Python中的处理代码

MAGIC_STRING = ‘258EAFA5-E914-47DA-95CA-C5AB0DC85B11‘
res_key = base64.b64encode(hashlib.sha1(sec_key + MAGIC_STRING).digest())

握手完整代码

js端

js中有处理websocket的类，初始化后自己主动发送握手包。例如以下：

var socket = new WebSocket(‘ws://localhost:3368‘); 

Python端

Python用socket接受得到握手字符串，处理后发送

HOST = ‘localhost‘
PORT = 3368
MAGIC_STRING = ‘258EAFA5-E914-47DA-95CA-C5AB0DC85B11‘
HANDSHAKE_STRING = "HTTP/1.1 101 Switching Protocols\r\n"                    "Upgrade:websocket\r\n"                    "Connection: Upgrade\r\n"                    "Sec-WebSocket-Accept: {1}\r\n"                    "WebSocket-Location: ws://{2}/chat\r\n"                    "WebSocket-Protocol:chat\r\n\r\n"
 
def handshake(con):
#con为用socket，accept()得到的socket
#这里省略监听。accept的代码,详细可见blog：http://blog.csdn.net/ice110956/article/details/29830627
    headers = {}
    shake = con.recv(1024)
 
    if not len(shake):
        return False
 
    header, data = http://www.mamicode.com/shake.split(‘/r/n/r/n‘, 1)>


通信
不同版本号的浏览器定义的数据帧格式不同，Python发送和接收时都要处理得到符合格式的数据包，才干通信。

Python接收
Python接收到浏览器发来的数据。要解析后才干得到当中的实用数据。

浏览器包格式
 
固定字节：
（1000 0001或是1000 0002）这里没用，忽略
包长度字节：
第一位肯定是1。忽略。剩下7个位能够得到一个整数(0 ~ 127)，当中
（1-125）表此字节为长度字节。大小即为长度；
（126）表接下来的两个字节才是长度；
（127）表接下来的八个字节才是长度；
用这样的变长的方式表示数据长度，节省数据位。

mark掩码：
mark掩码为包长之后的4个字节，之后的兄弟数据要与mark掩码做运算才干得到真实的数据。
兄弟数据：
得到真实数据的方法：将兄弟数据的每一位x，和掩码的第i%4位做xor运算，当中i是x在兄弟数据中的索引。
完整代码

def recv_data(self, num):
    try:
        all_data = http://www.mamicode.com/self.con.recv(num)""
        i = 0
        for d in data:
            raw_str += chr(ord(d) ^ ord(masks[i % 4]))
            i += 1
        return raw_str

js端的ws对象，通过ws.send(str)就可以发送

ws.send(str)

Python发送
Python要包数据发送，也须要处理。发送包格式例如以下
 
固定字节：固定的1000 0001(‘\x81′)
包长：依据发送数据长度是否超过125，0xFFFF(65535)来生成1个或3个或9个字节，来代表数据长度。


def send_data(self, data):
    if data:
        data = http://www.mamicode.com/str(data)"\x81"
    length = len(data)
    if length < 126:
        token += struct.pack("B", length)
    elif length <= 0xFFFF:
        token += struct.pack("!BH", 126, length)
    else:
        token += struct.pack("!BQ", 127, length)
    #struct为Python中处理二进制数的模块，二进制流为C。或网络流的形式。

    data = http://www.mamicode.com/‘%s%s‘ % (token, data)>

js端通过回调函数ws.onmessage()接受数据

ws.onmessage = function(result,nTime){
alert("从服务端收到的数据:");
alert("近期一次发送数据到如今接收一共使用时间:" + nTime);
console.log(result);
}


终于代码



Python服务端

# _*_ coding:utf-8 _*_
__author__ = ‘Patrick‘
 
 
import socket
import threading
import sys
import os
import MySQLdb
import base64
import hashlib
import struct
 
# ====== config ======
HOST = ‘localhost‘
PORT = 3368
MAGIC_STRING = ‘258EAFA5-E914-47DA-95CA-C5AB0DC85B11‘
HANDSHAKE_STRING = "HTTP/1.1 101 Switching Protocols\r\n"                    "Upgrade:websocket\r\n"                    "Connection: Upgrade\r\n"                    "Sec-WebSocket-Accept: {1}\r\n"                    "WebSocket-Location: ws://{2}/chat\r\n"                    "WebSocket-Protocol:chat\r\n\r\n"
 
class Th(threading.Thread):
    def __init__(self, connection,):
        threading.Thread.__init__(self)
        self.con = connection
 
    def run(self):
        while True:
            try:
               pass
        self.con.close()
 
    def recv_data(self, num):
        try:
            all_data = http://www.mamicode.com/self.con.recv(num)""
            i = 0
            for d in data:
                raw_str += chr(ord(d) ^ ord(masks[i % 4]))
                i += 1
            return raw_str
 
    # send data
    def send_data(self, data):
        if data:
            data = http://www.mamicode.com/str(data)"\x81"
        length = len(data)
        if length < 126:
            token += struct.pack("B", length)
        elif length <= 0xFFFF:
            token += struct.pack("!BH", 126, length)
        else:
            token += struct.pack("!BQ", 127, length)
        #struct为Python中处理二进制数的模块，二进制流为C，或网络流的形式。

        data = http://www.mamicode.com/‘%s%s‘ % (token, data)"""start a service socket and listen
    when coms a connection, start a new thread to handle it"""
 
    sock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
    try:
        sock.bind((‘localhost‘, 3368))
        sock.listen(1000)
        #链接队列大小
        print "bind 3368,ready to use"
    except:
        print("Server is already running,quit")
        sys.exit()
 
    while True:
        connection, address = sock.accept()
        #返回元组（socket,add），accept调用时会进入waite状态
        print "Got connection from ", address
        if handshake(connection):
            print "handshake success"
            try:
                t = Th(connection, layout)
                t.start()
                print ‘new thread for client ...‘
            except:
                print ‘start new thread error‘
                connection.close()
 
 
if __name__ == ‘__main__‘:
    new_service()

js客户端

<script>
var socket = new WebSocket(‘ws://localhost:3368‘);
ws.onmessage = function(result,nTime){
alert("从服务端收到的数据:");
alert("近期一次发送数据到如今接收一共使用时间:" + nTime);
console.log(result);
}
</script>


推荐blog
http://blog.csdn.net/fenglibing/article/details/7108982 
http://blog.mycolorway.com/2011/11/22/a-minimal-python-websocket-server/