Веб-сокеты¶
Вы можете использовать веб-сокеты в FastAPI.
Установка WebSockets
¶
Убедитесь, что виртуальная среда создана, активируйте её и установите websockets
:
$ pip install websockets
---> 100%
Клиент WebSockets¶
Рабочее приложение¶
Скорее всего, в вашей реальной продуктовой системе есть фронтенд, реализованный при помощи современных фреймворков React, Vue.js или Angular.
И наверняка для взаимодействия с бекендом через веб-сокеты вы будете использовать средства фронтенда.
Также у вас может быть нативное мобильное приложение, коммуницирующее непосредственно с веб-сокетами на бекенд-сервере.
Либо вы можете сделать какой-либо другой способ взаимодействия с веб-сокетами.
Но для этого примера мы воспользуемся очень простым HTML документом с небольшими вставками JavaScript кода.
Конечно же это неоптимально, и на практике так делать не стоит.
В реальных приложениях стоит воспользоваться одним из вышеупомянутых способов.
Для примера нам нужен наиболее простой способ, который позволит сосредоточиться на серверной части веб-сокетов и получить рабочий код:
from fastapi import FastAPI, WebSocket
from fastapi.responses import HTMLResponse
app = FastAPI()
html = """
<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
<title>Chat</title>
</head>
<body>
<h1>WebSocket Chat</h1>
<form action="" onsubmit="sendMessage(event)">
<input type="text" id="messageText" autocomplete="off"/>
<button>Send</button>
</form>
<ul id='messages'>
</ul>
<script>
var ws = new WebSocket("ws://localhost:8000/ws");
ws.onmessage = function(event) {
var messages = document.getElementById('messages')
var message = document.createElement('li')
var content = document.createTextNode(event.data)
message.appendChild(content)
messages.appendChild(message)
};
function sendMessage(event) {
var input = document.getElementById("messageText")
ws.send(input.value)
input.value = ''
event.preventDefault()
}
</script>
</body>
</html>
"""
@app.get("/")
async def get():
return HTMLResponse(html)
@app.websocket("/ws")
async def websocket_endpoint(websocket: WebSocket):
await websocket.accept()
while True:
data = await websocket.receive_text()
await websocket.send_text(f"Message text was: {data}")
Создание websocket
¶
Создайте websocket
в своем FastAPI приложении:
from fastapi import FastAPI, WebSocket
from fastapi.responses import HTMLResponse
app = FastAPI()
html = """
<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
<title>Chat</title>
</head>
<body>
<h1>WebSocket Chat</h1>
<form action="" onsubmit="sendMessage(event)">
<input type="text" id="messageText" autocomplete="off"/>
<button>Send</button>
</form>
<ul id='messages'>
</ul>
<script>
var ws = new WebSocket("ws://localhost:8000/ws");
ws.onmessage = function(event) {
var messages = document.getElementById('messages')
var message = document.createElement('li')
var content = document.createTextNode(event.data)
message.appendChild(content)
messages.appendChild(message)
};
function sendMessage(event) {
var input = document.getElementById("messageText")
ws.send(input.value)
input.value = ''
event.preventDefault()
}
</script>
</body>
</html>
"""
@app.get("/")
async def get():
return HTMLResponse(html)
@app.websocket("/ws")
async def websocket_endpoint(websocket: WebSocket):
await websocket.accept()
while True:
data = await websocket.receive_text()
await websocket.send_text(f"Message text was: {data}")
Технические детали
Вы также можете использовать from starlette.websockets import WebSocket
.
FastAPI напрямую предоставляет тот же самый WebSocket
просто для удобства. На самом деле это WebSocket
из Starlette.
Ожидание и отправка сообщений¶
Через эндпоинт веб-сокета вы можете получать и отправлять сообщения.
from fastapi import FastAPI, WebSocket
from fastapi.responses import HTMLResponse
app = FastAPI()
html = """
<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
<title>Chat</title>
</head>
<body>
<h1>WebSocket Chat</h1>
<form action="" onsubmit="sendMessage(event)">
<input type="text" id="messageText" autocomplete="off"/>
<button>Send</button>
</form>
<ul id='messages'>
</ul>
<script>
var ws = new WebSocket("ws://localhost:8000/ws");
ws.onmessage = function(event) {
var messages = document.getElementById('messages')
var message = document.createElement('li')
var content = document.createTextNode(event.data)
message.appendChild(content)
messages.appendChild(message)
};
function sendMessage(event) {
var input = document.getElementById("messageText")
ws.send(input.value)
input.value = ''
event.preventDefault()
}
</script>
</body>
</html>
"""
@app.get("/")
async def get():
return HTMLResponse(html)
@app.websocket("/ws")
async def websocket_endpoint(websocket: WebSocket):
await websocket.accept()
while True:
data = await websocket.receive_text()
await websocket.send_text(f"Message text was: {data}")
Вы можете получать и отправлять двоичные, текстовые и JSON данные.
Проверка в действии¶
Если ваш файл называется main.py
, то запустите приложение командой:
$ fastapi dev main.py
<span style="color: green;">INFO</span>: Uvicorn running on http://127.0.0.1:8000 (Press CTRL+C to quit)
Откройте браузер по адресу http://127.0.0.1:8000.
Вы увидите следующую простенькую страницу:
Вы можете набирать сообщения в поле ввода и отправлять их:
И ваше FastAPI приложение с веб-сокетами ответит:
Вы можете отправлять и получать множество сообщений:
И все они будут использовать одно и то же веб-сокет соединение.
Использование Depends
и не только¶
Вы можете импортировать из fastapi
и использовать в эндпоинте вебсокета:
Depends
Security
Cookie
Header
Path
Query
Они работают так же, как и в других FastAPI эндпоинтах/операциях пути:
from typing import Annotated
from fastapi import (
Cookie,
Depends,
FastAPI,
Query,
WebSocket,
WebSocketException,
status,
)
from fastapi.responses import HTMLResponse
app = FastAPI()
html = """
<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
<title>Chat</title>
</head>
<body>
<h1>WebSocket Chat</h1>
<form action="" onsubmit="sendMessage(event)">
<label>Item ID: <input type="text" id="itemId" autocomplete="off" value="foo"/></label>
<label>Token: <input type="text" id="token" autocomplete="off" value="some-key-token"/></label>
<button onclick="connect(event)">Connect</button>
<hr>
<label>Message: <input type="text" id="messageText" autocomplete="off"/></label>
<button>Send</button>
</form>
<ul id='messages'>
</ul>
<script>
var ws = null;
function connect(event) {
var itemId = document.getElementById("itemId")
var token = document.getElementById("token")
ws = new WebSocket("ws://localhost:8000/items/" + itemId.value + "/ws?token=" + token.value);
ws.onmessage = function(event) {
var messages = document.getElementById('messages')
var message = document.createElement('li')
var content = document.createTextNode(event.data)
message.appendChild(content)
messages.appendChild(message)
};
event.preventDefault()
}
function sendMessage(event) {
var input = document.getElementById("messageText")
ws.send(input.value)
input.value = ''
event.preventDefault()
}
</script>
</body>
</html>
"""
@app.get("/")
async def get():
return HTMLResponse(html)
async def get_cookie_or_token(
websocket: WebSocket,
session: Annotated[str | None, Cookie()] = None,
token: Annotated[str | None, Query()] = None,
):
if session is None and token is None:
raise WebSocketException(code=status.WS_1008_POLICY_VIOLATION)
return session or token
@app.websocket("/items/{item_id}/ws")
async def websocket_endpoint(
*,
websocket: WebSocket,
item_id: str,
q: int | None = None,
cookie_or_token: Annotated[str, Depends(get_cookie_or_token)],
):
await websocket.accept()
while True:
data = await websocket.receive_text()
await websocket.send_text(
f"Session cookie or query token value is: {cookie_or_token}"
)
if q is not None:
await websocket.send_text(f"Query parameter q is: {q}")
await websocket.send_text(f"Message text was: {data}, for item ID: {item_id}")
🤓 Other versions and variants
from typing import Annotated, Union
from fastapi import (
Cookie,
Depends,
FastAPI,
Query,
WebSocket,
WebSocketException,
status,
)
from fastapi.responses import HTMLResponse
app = FastAPI()
html = """
<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
<title>Chat</title>
</head>
<body>
<h1>WebSocket Chat</h1>
<form action="" onsubmit="sendMessage(event)">
<label>Item ID: <input type="text" id="itemId" autocomplete="off" value="foo"/></label>
<label>Token: <input type="text" id="token" autocomplete="off" value="some-key-token"/></label>
<button onclick="connect(event)">Connect</button>
<hr>
<label>Message: <input type="text" id="messageText" autocomplete="off"/></label>
<button>Send</button>
</form>
<ul id='messages'>
</ul>
<script>
var ws = null;
function connect(event) {
var itemId = document.getElementById("itemId")
var token = document.getElementById("token")
ws = new WebSocket("ws://localhost:8000/items/" + itemId.value + "/ws?token=" + token.value);
ws.onmessage = function(event) {
var messages = document.getElementById('messages')
var message = document.createElement('li')
var content = document.createTextNode(event.data)
message.appendChild(content)
messages.appendChild(message)
};
event.preventDefault()
}
function sendMessage(event) {
var input = document.getElementById("messageText")
ws.send(input.value)
input.value = ''
event.preventDefault()
}
</script>
</body>
</html>
"""
@app.get("/")
async def get():
return HTMLResponse(html)
async def get_cookie_or_token(
websocket: WebSocket,
session: Annotated[Union[str, None], Cookie()] = None,
token: Annotated[Union[str, None], Query()] = None,
):
if session is None and token is None:
raise WebSocketException(code=status.WS_1008_POLICY_VIOLATION)
return session or token
@app.websocket("/items/{item_id}/ws")
async def websocket_endpoint(
*,
websocket: WebSocket,
item_id: str,
q: Union[int, None] = None,
cookie_or_token: Annotated[str, Depends(get_cookie_or_token)],
):
await websocket.accept()
while True:
data = await websocket.receive_text()
await websocket.send_text(
f"Session cookie or query token value is: {cookie_or_token}"
)
if q is not None:
await websocket.send_text(f"Query parameter q is: {q}")
await websocket.send_text(f"Message text was: {data}, for item ID: {item_id}")
from typing import Union
from fastapi import (
Cookie,
Depends,
FastAPI,
Query,
WebSocket,
WebSocketException,
status,
)
from fastapi.responses import HTMLResponse
from typing_extensions import Annotated
app = FastAPI()
html = """
<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
<title>Chat</title>
</head>
<body>
<h1>WebSocket Chat</h1>
<form action="" onsubmit="sendMessage(event)">
<label>Item ID: <input type="text" id="itemId" autocomplete="off" value="foo"/></label>
<label>Token: <input type="text" id="token" autocomplete="off" value="some-key-token"/></label>
<button onclick="connect(event)">Connect</button>
<hr>
<label>Message: <input type="text" id="messageText" autocomplete="off"/></label>
<button>Send</button>
</form>
<ul id='messages'>
</ul>
<script>
var ws = null;
function connect(event) {
var itemId = document.getElementById("itemId")
var token = document.getElementById("token")
ws = new WebSocket("ws://localhost:8000/items/" + itemId.value + "/ws?token=" + token.value);
ws.onmessage = function(event) {
var messages = document.getElementById('messages')
var message = document.createElement('li')
var content = document.createTextNode(event.data)
message.appendChild(content)
messages.appendChild(message)
};
event.preventDefault()
}
function sendMessage(event) {
var input = document.getElementById("messageText")
ws.send(input.value)
input.value = ''
event.preventDefault()
}
</script>
</body>
</html>
"""
@app.get("/")
async def get():
return HTMLResponse(html)
async def get_cookie_or_token(
websocket: WebSocket,
session: Annotated[Union[str, None], Cookie()] = None,
token: Annotated[Union[str, None], Query()] = None,
):
if session is None and token is None:
raise WebSocketException(code=status.WS_1008_POLICY_VIOLATION)
return session or token
@app.websocket("/items/{item_id}/ws")
async def websocket_endpoint(
*,
websocket: WebSocket,
item_id: str,
q: Union[int, None] = None,
cookie_or_token: Annotated[str, Depends(get_cookie_or_token)],
):
await websocket.accept()
while True:
data = await websocket.receive_text()
await websocket.send_text(
f"Session cookie or query token value is: {cookie_or_token}"
)
if q is not None:
await websocket.send_text(f"Query parameter q is: {q}")
await websocket.send_text(f"Message text was: {data}, for item ID: {item_id}")
Tip
Prefer to use the Annotated
version if possible.
from fastapi import (
Cookie,
Depends,
FastAPI,
Query,
WebSocket,
WebSocketException,
status,
)
from fastapi.responses import HTMLResponse
app = FastAPI()
html = """
<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
<title>Chat</title>
</head>
<body>
<h1>WebSocket Chat</h1>
<form action="" onsubmit="sendMessage(event)">
<label>Item ID: <input type="text" id="itemId" autocomplete="off" value="foo"/></label>
<label>Token: <input type="text" id="token" autocomplete="off" value="some-key-token"/></label>
<button onclick="connect(event)">Connect</button>
<hr>
<label>Message: <input type="text" id="messageText" autocomplete="off"/></label>
<button>Send</button>
</form>
<ul id='messages'>
</ul>
<script>
var ws = null;
function connect(event) {
var itemId = document.getElementById("itemId")
var token = document.getElementById("token")
ws = new WebSocket("ws://localhost:8000/items/" + itemId.value + "/ws?token=" + token.value);
ws.onmessage = function(event) {
var messages = document.getElementById('messages')
var message = document.createElement('li')
var content = document.createTextNode(event.data)
message.appendChild(content)
messages.appendChild(message)
};
event.preventDefault()
}
function sendMessage(event) {
var input = document.getElementById("messageText")
ws.send(input.value)
input.value = ''
event.preventDefault()
}
</script>
</body>
</html>
"""
@app.get("/")
async def get():
return HTMLResponse(html)
async def get_cookie_or_token(
websocket: WebSocket,
session: str | None = Cookie(default=None),
token: str | None = Query(default=None),
):
if session is None and token is None:
raise WebSocketException(code=status.WS_1008_POLICY_VIOLATION)
return session or token
@app.websocket("/items/{item_id}/ws")
async def websocket_endpoint(
websocket: WebSocket,
item_id: str,
q: int | None = None,
cookie_or_token: str = Depends(get_cookie_or_token),
):
await websocket.accept()
while True:
data = await websocket.receive_text()
await websocket.send_text(
f"Session cookie or query token value is: {cookie_or_token}"
)
if q is not None:
await websocket.send_text(f"Query parameter q is: {q}")
await websocket.send_text(f"Message text was: {data}, for item ID: {item_id}")
Tip
Prefer to use the Annotated
version if possible.
from typing import Union
from fastapi import (
Cookie,
Depends,
FastAPI,
Query,
WebSocket,
WebSocketException,
status,
)
from fastapi.responses import HTMLResponse
app = FastAPI()
html = """
<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
<title>Chat</title>
</head>
<body>
<h1>WebSocket Chat</h1>
<form action="" onsubmit="sendMessage(event)">
<label>Item ID: <input type="text" id="itemId" autocomplete="off" value="foo"/></label>
<label>Token: <input type="text" id="token" autocomplete="off" value="some-key-token"/></label>
<button onclick="connect(event)">Connect</button>
<hr>
<label>Message: <input type="text" id="messageText" autocomplete="off"/></label>
<button>Send</button>
</form>
<ul id='messages'>
</ul>
<script>
var ws = null;
function connect(event) {
var itemId = document.getElementById("itemId")
var token = document.getElementById("token")
ws = new WebSocket("ws://localhost:8000/items/" + itemId.value + "/ws?token=" + token.value);
ws.onmessage = function(event) {
var messages = document.getElementById('messages')
var message = document.createElement('li')
var content = document.createTextNode(event.data)
message.appendChild(content)
messages.appendChild(message)
};
event.preventDefault()
}
function sendMessage(event) {
var input = document.getElementById("messageText")
ws.send(input.value)
input.value = ''
event.preventDefault()
}
</script>
</body>
</html>
"""
@app.get("/")
async def get():
return HTMLResponse(html)
async def get_cookie_or_token(
websocket: WebSocket,
session: Union[str, None] = Cookie(default=None),
token: Union[str, None] = Query(default=None),
):
if session is None and token is None:
raise WebSocketException(code=status.WS_1008_POLICY_VIOLATION)
return session or token
@app.websocket("/items/{item_id}/ws")
async def websocket_endpoint(
websocket: WebSocket,
item_id: str,
q: Union[int, None] = None,
cookie_or_token: str = Depends(get_cookie_or_token),
):
await websocket.accept()
while True:
data = await websocket.receive_text()
await websocket.send_text(
f"Session cookie or query token value is: {cookie_or_token}"
)
if q is not None:
await websocket.send_text(f"Query parameter q is: {q}")
await websocket.send_text(f"Message text was: {data}, for item ID: {item_id}")
Примечание
В веб-сокете вызывать HTTPException
не имеет смысла. Вместо этого нужно использовать WebSocketException
.
Закрывающий статус код можно использовать из valid codes defined in the specification.
Веб-сокеты с зависимостями: проверка в действии¶
Если ваш файл называется main.py
, то запустите приложение командой:
$ fastapi dev main.py
<span style="color: green;">INFO</span>: Uvicorn running on http://127.0.0.1:8000 (Press CTRL+C to quit)
Откройте браузер по адресу http://127.0.0.1:8000.
Там вы можете задать:
- "Item ID", используемый в пути.
- "Token", используемый как query-параметр.
Подсказка
Обратите внимание, что query-параметр token
будет обработан в зависимости.
Теперь вы можете подключиться к веб-сокету и начинать отправку и получение сообщений:
Обработка отключений и работа с несколькими клиентами¶
Если веб-сокет соединение закрыто, то await websocket.receive_text()
вызовет исключение WebSocketDisconnect
, которое можно поймать и обработать как в этом примере:
from fastapi import FastAPI, WebSocket, WebSocketDisconnect
from fastapi.responses import HTMLResponse
app = FastAPI()
html = """
<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
<title>Chat</title>
</head>
<body>
<h1>WebSocket Chat</h1>
<h2>Your ID: <span id="ws-id"></span></h2>
<form action="" onsubmit="sendMessage(event)">
<input type="text" id="messageText" autocomplete="off"/>
<button>Send</button>
</form>
<ul id='messages'>
</ul>
<script>
var client_id = Date.now()
document.querySelector("#ws-id").textContent = client_id;
var ws = new WebSocket(`ws://localhost:8000/ws/${client_id}`);
ws.onmessage = function(event) {
var messages = document.getElementById('messages')
var message = document.createElement('li')
var content = document.createTextNode(event.data)
message.appendChild(content)
messages.appendChild(message)
};
function sendMessage(event) {
var input = document.getElementById("messageText")
ws.send(input.value)
input.value = ''
event.preventDefault()
}
</script>
</body>
</html>
"""
class ConnectionManager:
def __init__(self):
self.active_connections: list[WebSocket] = []
async def connect(self, websocket: WebSocket):
await websocket.accept()
self.active_connections.append(websocket)
def disconnect(self, websocket: WebSocket):
self.active_connections.remove(websocket)
async def send_personal_message(self, message: str, websocket: WebSocket):
await websocket.send_text(message)
async def broadcast(self, message: str):
for connection in self.active_connections:
await connection.send_text(message)
manager = ConnectionManager()
@app.get("/")
async def get():
return HTMLResponse(html)
@app.websocket("/ws/{client_id}")
async def websocket_endpoint(websocket: WebSocket, client_id: int):
await manager.connect(websocket)
try:
while True:
data = await websocket.receive_text()
await manager.send_personal_message(f"You wrote: {data}", websocket)
await manager.broadcast(f"Client #{client_id} says: {data}")
except WebSocketDisconnect:
manager.disconnect(websocket)
await manager.broadcast(f"Client #{client_id} left the chat")
🤓 Other versions and variants
from typing import List
from fastapi import FastAPI, WebSocket, WebSocketDisconnect
from fastapi.responses import HTMLResponse
app = FastAPI()
html = """
<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
<title>Chat</title>
</head>
<body>
<h1>WebSocket Chat</h1>
<h2>Your ID: <span id="ws-id"></span></h2>
<form action="" onsubmit="sendMessage(event)">
<input type="text" id="messageText" autocomplete="off"/>
<button>Send</button>
</form>
<ul id='messages'>
</ul>
<script>
var client_id = Date.now()
document.querySelector("#ws-id").textContent = client_id;
var ws = new WebSocket(`ws://localhost:8000/ws/${client_id}`);
ws.onmessage = function(event) {
var messages = document.getElementById('messages')
var message = document.createElement('li')
var content = document.createTextNode(event.data)
message.appendChild(content)
messages.appendChild(message)
};
function sendMessage(event) {
var input = document.getElementById("messageText")
ws.send(input.value)
input.value = ''
event.preventDefault()
}
</script>
</body>
</html>
"""
class ConnectionManager:
def __init__(self):
self.active_connections: List[WebSocket] = []
async def connect(self, websocket: WebSocket):
await websocket.accept()
self.active_connections.append(websocket)
def disconnect(self, websocket: WebSocket):
self.active_connections.remove(websocket)
async def send_personal_message(self, message: str, websocket: WebSocket):
await websocket.send_text(message)
async def broadcast(self, message: str):
for connection in self.active_connections:
await connection.send_text(message)
manager = ConnectionManager()
@app.get("/")
async def get():
return HTMLResponse(html)
@app.websocket("/ws/{client_id}")
async def websocket_endpoint(websocket: WebSocket, client_id: int):
await manager.connect(websocket)
try:
while True:
data = await websocket.receive_text()
await manager.send_personal_message(f"You wrote: {data}", websocket)
await manager.broadcast(f"Client #{client_id} says: {data}")
except WebSocketDisconnect:
manager.disconnect(websocket)
await manager.broadcast(f"Client #{client_id} left the chat")
Чтобы воспроизвести пример:
- Откройте приложение в нескольких вкладках браузера.
- Отправьте из них сообщения.
- Затем закройте одну из вкладок.
Это вызовет исключение WebSocketDisconnect
, и все остальные клиенты получат следующее сообщение:
Client #1596980209979 left the chat
Примечание
Приложение выше - это всего лишь простой минимальный пример, демонстрирующий обработку и передачу сообщений нескольким веб-сокет соединениям.
Но имейте в виду, что это будет работать только в одном процессе и только пока он активен, так как всё обрабатывается в простом списке в оперативной памяти.
Если нужно что-то легко интегрируемое с FastAPI, но более надежное и с поддержкой Redis, PostgreSQL или другого, то можно воспользоваться encode/broadcaster.
Дополнительная информация¶
Для более глубокого изучения темы воспользуйтесь документацией Starlette: