摘要：WebSocket 是一种基于 TCP 的全双工通信协议，设计目的是化解传统 HTTP 协议于实时通信方面的局限性。它通过于客户端和服务器之间构建持久化的连接，准许双方随时主动传送数据，规避了 HTTP 轮询所导致的延迟以及资源浪费。WebSocket 连接以
WebSocket
WebSocket 是一种基于 TCP 的全双工通信协议，设计目的是化解传统 HTTP 协议于实时通信方面的局限性。它通过于客户端和服务器之间构建持久化的连接，准许双方随时主动传送数据，规避了 HTTP 轮询所导致的延迟以及资源浪费。WebSocket 连接以 HTTP 握手起始（状态码 101 切换协议），其后升级为二进制帧传输，极大地削减了通信开销。其核心特质涵盖低延迟、高效率以及真正的双向通信能力，适用于需求实时数据交换的场景。
WebSocket与普通HTTP请求的对比
（上图源于 The Road to WebSockets | WebSocket.org 。）
WebSocket 的标准化进程发端于 2011 年发布的 RFC 6455，当下已成为 HTML5 规范的关键构成部分。WebSocket 支持文本和二进制数据的传输，内置心跳机制（Ping/Pong 帧）以维持连接的活性，并且能够通过子协议扩展功能（诸如 STOMP）。在安全方面，强制力荐 TLS 加密（wss://），同时维系与 HTTP 相同的端口兼容性，保证穿透防火墙的能力。现代所有主流的浏览器和服务器框架（例如 Node.js、Spring、Django）皆提供原生支持。
WebSocket 已被广泛运用于在线聊天、金融行情推送、多人在线游戏、协同编辑等实时系统。相较于后续涌现的 SSE（Server-Sent Events）和 WebTransport 等技术，它在成熟度、兼容性以及灵活性上依旧占据优势。伴随物联网和边缘计算的发展，WebSocket 持续在设备实时监控、智能家居等领域发挥着关键作用，成为现代 Web 实时通信的基础设施层级的技术。
下面是基于 FastAPI 的一个协程版 server.py 代码示例，还附带了一个测试用的前端界面。
# /// script# requires-python = ">=3.12"# dependencies = [# "fastapi",# "uvicorn",# "websockets",# ]# ///from fastapi import FastAPI, WebSocket, WebSocketDisconnectfrom fastapi.responses import HTMLResponseapp = FastAPI# 存储活跃的 WebSocket 连接active_connections = set# WebSocket 路由@app.websocket("/ws")async def websocket_endpoint(websocket: WebSocket):await websocket.accept # 接受 WebSocket 连接active_connections.add(websocket) # 存储连接try:while True:data = await websocket.receive_text # 接收客户端消息print(f"Received: {data}")# 广播消息给所有连接的客户端for connection in active_connections:await connection.send_text(f"Server Echo: {data}")except WebSocketDisconnect:print("Client disconnected")finally:active_connections.remove(websocket) # 移除断开连接# 以上是一个比较完整的服务端示例代码，返回服务端发送的数据。# ======== ======== ======== ========# 以下是一个简单的前端页面。用于测试，并非必须。html = """WebSocket TestFastAPI WebSocket Demo
Sendconst ws = new WebSocket("ws://localhost:8000/ws");ws.onmessage = function(event) {const messages = document.getElementById('messages');const message = document.createElement('li');message.textContent = event.data;messages.appendChild(message);};function sendMessage(event) {event.preventDefault;const input = document.getElementById("messageText");ws.send(input.value);input.value = '';}"""@app.get("/")async def get:return HTMLResponse(html)if __name__ == "__main__":import uvicornuvicorn.run(app, host="0.0.0.0", port=8000)以上代码，可以用 uv 来运行：
$ uv run server.pyINFO: Started server process INFO: Waiting for application startup.INFO: Application startup complete.INFO: Uvicorn running on http://0.0.0.0:8000 (Press CTRL+C to quit)调试页面运行结果
在之前的调试网页 http://localhost:8000 中，打开调试控制台，可以直接使用以下的极简 JavaScript 代码，完整调用并查看效果。
const client = new WebSocket("ws://localhost:8000/ws");client.onmessage = function(event) {console.log(event.data);};控制台直接运行结果
此外，还可使用各种浏览器插件，进行 WebSocket 调试，比如 PieSocket WebSocket Tester 之类的。
虽然 WebSocket 一般只用于浏览器。但有时为了兼容和节省开发成本，也可能会有其它类型的客户端。
#!/usr/bin/env -S uv run# /// script# requires-python = ">=3.12"# dependencies = [# "websockets",# ]# ///import asyncioimport websocketsasync def websocket_client:# 连接 FastAPI 的 WebSocket 服务端uri = "ws://localhost:8000/ws"async with websockets.connect(uri) as websocket:print("Connected to server.")# 异步接收服务器消息async def receive_messages:while message := await websocket.recv:print(f"[Server]: {message}")async def send(msg):print("[Client]:", msg)await websocket.send(msg)await asyncio.sleep(0.1)# 启动接收协程receive_task = asyncio.create_task(receive_messages)# 发送测试用的信息await send("hello")await send("world")await send("1")await send("2")receive_task.cancel # 关闭接收协程print("Disconnected from server.")if __name__ == "__main__":asyncio.run(websocket_client)以上是 client.py 示例。用 uv 可以运行，配合前面的服务端，可以得到以下结果：
$ uv run client.py Connected to server.[Client]: hello[Server]: Server Echo: hello[Client]: world[Server]: Server Echo: world[Client]: 1[Server]: Server Echo: 1[Client]: 2[Server]: Server Echo: 2Disconnected from server.WebSocket 技术的发展历程能够追溯至互联网对于实时通信需求的与日俱增。在早期的 Web 应用里，HTTP 协议鉴于设计上的局限（例如无状态、半双工通信），难以契合实时数据推送的需求。开发者起初运用轮询（Polling）和长轮询（Long Polling）等权宜之计，然而这些方式效率欠佳，会引发大量无效请求以及延迟的问题。2008 年，WebSocket 的概念首度被提出，旨在化解传统 HTTP 在双向通信方面的缺陷，其核心要义在于通过单一的 TCP 连接达成全双工通信，降低握手的耗费以及带宽的浪费。
2011 年，WebSocket 协议被 IETF 规范为 RFC 6455，这意味着它正式成为 Web 实时通信的主流化解之方。该协议凭借 HTTP Upgrade 机制构建连接，在握手成功之后，客户端与服务器能够于同一连接之上自如地交互数据帧，极大地增强了实时性与效率。同年，主流的浏览器，诸如 Chrome、Firefox 开始对 WebSocket 予以支持，有力地促进了其在在线聊天、股票行情、游戏等场景中的广泛运用。
WebSocket 的演进进程与 Web 2.0 的发展态势紧密相连。在 Web 1.0 时期，静态页面仅需进行单向的数据展示，然而 Web 2.0 中的交互式应用（诸如社交网络、协同编辑等）催生出了双向通信的需求。相较于早期的 Comet 技术（基于 HTTP 长连接），WebSocket 规避了连接阻塞以及资源浪费的问题，成为了更为高效的替代之选。此外，它的兼容性设计（例如默认使用 80/443 端口）令其能够穿透防火墙，适应繁杂的网络环境。
随着 HTML5 的广泛普及，WebSocket 被纳入到其核心技术体系之中，进一步助推了标准化的进程。在协议优化层面，引入了 Ping/Pong 帧以用于连接的保活，并且支持子协议扩展（例如 STOMP），增强了其灵活性与功能性。在安全性方面，WebSocket 默认为推荐使用 WSS（WebSocket Secure），通过 TLS 加密来保障数据传输的安全。
近些年来，WebSocket 已然成为实时 Web 应用的基础所在，支撑着诸如直播弹幕、在线协作、IoT 设备监控等场景。尽管诸如 WebTransport（基于 QUIC）之类的新兴技术正在探寻更低延迟的通信方式，WebSocket 凭借自身的成熟程度和广泛的支持，依旧在实时通信领域占据着主导地位。在未来，伴随 Web3.0 和边缘计算的发展，WebSocket 或许会进一步得到优化，从而适应更为复杂的分布式实时交互需求。
来源：界世看眼睁
