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這篇文章主要講解了Python Tornado如何實現WEB服務器Socket服務器共存并實現交互，內容清晰明了，對此有興趣的小伙伴可以學習一下，相信大家閱讀完之后會有幫助。
1、背景
最近有個項目，需要搭建一個socket服務器，一個web服務器，然后實現兩個服務器之間的通訊交互。剛開始的方案是用Python中socket模塊實現一個多線程的socket服務器，然后用Flask實現一個web服務器，他們之前通過線程交互實現通訊。
但是在我看來這個方案有例外一個更好的解決方法，就是用Torndao框架。鑒于網上用Tornado實現一個程序同時實現web服務和socket服務器并且實現交互的文章幾乎沒有，所以記錄一下。覺得寫得好麻煩點個贊，寫得不好請指出，有疑問可以留言。
2、準備
2.1、環境部署
2.2、目錄結構
目錄結構如上圖，這個目錄結構包括文件命名只是我的個人習慣。其實目錄結構不固定，只要合理就行。另外，原本項目是前后分離的只需要實現API接口，所以我這里就沒有涉及到HTML的東西。
3、服務器的實現
3.1、Socket服務器實現
socket服務器部分實現主要靠 Tornado中的TCPServer類
3.1.1、 導入類
socket_server.py:
from tornado.iostream import IOStream # 這句可以沒有，只是作為參數的代碼提示 from tornado.tcpserver import TCPServer
3.1.2、 構建一個Connecter類
socket_server.py:
class Connecter:
clients = set() # 存放連接的客戶端
async def init(self, stream: IOStream, address: tuple):
"""
注意這個不是構造方法，這里不用構造方法是為了方便后續的與web端相互通信
"""
self.stream, self.address = stream, address
self.clients.add(self)
print("{address} 上線!".format(address=address))
self.stream.set_close_callback(self.onClose) # 客戶端離線的時候會被調用
await self.receive() # 接受消息
async def receive(self):
"""
接受消息
"""
while True:
try: # 因為異步的原因。可能設備離線后還在接收消息，所以try一下，不讓錯誤打印出來，其實打印了錯誤也不影響程序運行
data = await self.stream.read_bytes(num_bytes=1024, partial=True) # num_bytes:每次最多接收字節，partial:數據中斷后視為接收完成
print(data)
# TODO:接收到數據的處理
except:
pass
def send(self, data):
"""
發送消息
:param data: 消息內容
"""
self.stream.write(bytes(data.encode('utf8')))
def onClose(self):
"""
客戶端離線
"""
print("{address} 離線!".format(address=self.address))
self.clients.remove(self) # 在clients內刪掉該客戶端3.1.3、 構建一個SocketServer類
socket_server.py:
class SocketServer(TCPServer): # 需要繼承TCPServer這個類
async def handle_stream(self, stream: IOStream, address: tuple): # 實現類里面的handle_stream方法
await Connecter().init(stream, address) # 每次有客戶端連入都實例化一個Connecter類3.2、Web服務器實現
3.2.1、 實現一個requestHandler
web_test.py:
from tornado.web import RequestHandler # 導入RequestHandler類
class TestApiHandler(RequestHandler): # 繼承RequestHandler類
def get(self): # 實現GET方法，GET請求會執行這個方法
pass
def post(self): # 實現POST方法，POST請求會執行這個方法
pass3.2.2、 實現web app
web_server.py:
from tornado.web import Application # 導入Tornado的Application類
from .src.web_test import TestApiHandler # 導入我們自己寫的TestApiHandler類
def webServerApp(): # 構造出webApp
return Application([
(r'/api_test/', TestApiHandler), # 把/api_test/路由到TestApiHandler
])3.3、程序入口
3.3.1、 導入web_server和socket_server,還有導入tornado的ioloop
main.py：
from web_server.web_server import webServerApp from socket_server.socket_server import SocketServer from tornado import ioloop from tornado.options import define, options
3.3.2、 定義默認端口
main.py
#這里用define定義端口，可以方便使用命令行參數的形式修改端口
define("socketPort", 8888, type=int) # socket默認使用8888端口
define("webPort", 8080, type=int) # web默認使用8080端口3.3.3、 啟動代碼
main.py
def main():
socket_server = SocketServer()
socket_server.listen(options.socketPort, '0.0.0.0')
print("socket服務器啟動，端口：{port}".format(port=options.socketPort))
app = webServerApp()
app.listen(options.webPort, '0.0.0.0')
print("web服務器啟動，端口：{port}".format(port=options.webPort))
ioloop.IOLoop.current().start()
if __name__ == '__main__':
main()4、服務器運行效果
到此，一個混合型的socket+web服務器已經搭建好了。我們我們運行main.py文件可以看到打印的信息，socket和web都正常運行。
我在這里簡單地寫了一個socket客戶端測試，代碼如下：
import socket
import datetime
class Client:
def __init__(self):
with socket.create_connection(("127.0.0.1", 8888)) as sock:
while True:
msg = sock.recv(1024)
if len(msg) > 0:
print(msg)
sock.send(bytes(str(datetime.datetime.now).encode('utf8')))
msg = []
if __name__ == "__main__":
Client()
可以看到tornado異步的形式實現了多客戶端同時接入socket。同時也可以測試web接口是正常的，如下圖：
5、Web服務器與Socket服務器交互
重點來了，web和socket怎樣實現交互呢？其實很簡單。
5.2、 web >> socket
web_test.py -> TestApiHandler -> post:
5.2.1、 導入Connecter類
from socket_server.socket_server import Connecter
5.2.2、 實現請求接口發送消息到socket客戶端
def post(self): # 實現POST方法，POST請求會執行這個方法
msg = self.get_argument("msg") # 得到post請求中的msg的值
ip = self.get_argument('ip') # 得到要發送的ip
c = Connecter() # 實例化Connecter類
counter = 0 # 記錄發送到客戶端的個數
for client in c.clients: # type:Connecter
if client.address[0] == ip: # 根據ip發送
client.send(msg) # 發送消息
counter += 1 # 計數加1
self.write("{'send_counter':" + str(counter) + "}")5.2.3、 效果
請求接口可以返回數據，已經成功發送一個客戶端
客戶端也能收到消息：
5.1、 socket >> web
其實socket發送的消息讓web馬上收到消息是不太現實的，但是我們可以把數據保存起來（可以是數據庫、全局變量、緩存……），然后通過api接口再把數據取出。另外還有一種方法是通過socket和websocket進行交互通訊，這種方法是推薦的方法，同樣的也可以用Tornado去實現，感興趣可以去研究一下也很簡單。如何有需要我提供socket、websocket、web三個端都互相交互的例子可以留言。
這里為了簡單一點，我使用一個類作為全局變量來保存數據，然后用接口訪問，拿出這個類的值來演示一下效果。
5.1.1、 聲明類作為全局變量
socket_data_processing.py
class SocketData: msg = ""
5.1.2、 接受到的消息保存到這個類里面的msg
socket_server.py -> Connecter -> receive
async def receive(self):
"""
接受消息
"""
while True:
try: # 因為異步的原因。可能設備離線后還在接收消息，所以try一下，不讓錯誤打印出來，其實打印了錯誤也不影響程序運行
data = await self.stream.read_bytes(num_bytes=1024, partial=True) # num_bytes:每次最多接收字節，partial:數據中斷后視為接收完成
print(data)
from .src.socket_data_processing import SocketData
SocketData.msg = data.decode('utf8')
except:
pass5.1.3、 用get方法顯示socket顯示回來的數據
web_test.py -> TestApiHandler -> get:
def get(self): # 實現GET方法，GET請求會執行這個方法
from socket_server.src.socket_data_processing import SocketData
self.write(SocketData.msg)5.1.4、 效果
可以看到，從socket傳過來的字符串，被我通過Api讀取到了。
看完上述內容，是不是對Python Tornado如何實現WEB服務器Socket服務器共存并實現交互有進一步的了解，如果還想學習更多內容，歡迎關注億速云行業資訊頻道。
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