用Python3编写WebSocket应用程序，实现实时高效通讯

一、什么是WebSocket

WebSocket是HTML5开始提供的一种在单个TCP连接上进行全双工通信的协议，以取代Web使用的HTTP协议的一些缺点。通过WebSocket，服务器可以向客户端推送消息，客户端也可以向服务器发送消息，实现实时双向通讯，效率更高。

WebSocket协议基于TCP传输协议，使得客户端和服务器之间的通讯变得高效、实时、双向、可靠，可以节约服务器带宽，减轻服务器负担。

二、Python WebSocket库介绍

WebSocket是HTML5标准的一部分，但并非所有的浏览器都支持WebSocket协议。Python提供了多个WebSocket库来处理WebSocket的协议，如：Tornado、gevent、 websocket、 Autobahn|Python等，其中Tornado是应用最广泛的一种库。

这里我们使用Tornado WebSocket库的示例代码来演示如何用Python3编写WebSocket应用程序。

三、Tornado WebSocket库实现示例代码

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

class WebSocketHandler(tornado.websocket.WebSocketHandler):
    def open(self):
        print('WebSocket opened')
        self.write_message('WebSocket opened')

    def on_close(self):
        print('WebSocket closed')

    def on_message(self, message):
        print('Received message:', message)
        self.write_message('Received message: ' + message)

def make_app():
    return tornado.web.Application([
        (r'/websocket', WebSocketHandler),
    ])

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

上述示例代码创建一个WebSocketHandler类，用于处理WebSocket连接。在open方法中，打印WebSocket打开信息，并向客户端发送一条消息；在on_close方法中，打印WebSocket关闭信息；在on_message方法中，打印接收到的消息，并向客户端发送一条消息。

make_app方法用于创建一个web应用程序对象，将WebSocketHandler类绑定到WebSocket请求路径上。

main方法中创建了一个web应用对象，并监听端口，启动Tornado IOLoop来异步监听客户端WebSocket连接请求。

四、WebSocket应用程序与客户端的交互

WebSocket应用程序与客户端之间的交互是通过WebSocket消息来实现的。客户端发送的消息可以通过WebSocketHandler中的on_message方法来处理，服务器需要发送消息时，可以通过WebSocketHandler中的write_message方法向客户端发送消息。

五、WebSocket应用程序的部署与运行

WebSocket应用程序的部署可以参照Tornado官方文档中的说明。环境部署完成后，可以使用python命令来运行WebSocket应用程序。

python websocket.py

也可以通过Docker容器来部署和运行WebSocket应用程序，具体可以参考相关资料。

六、小结

WebSocket应用程序的实现，可以在Python3下使用Tornado WebSocket库来完成。WebSocket应用程序与客户端之间的交互是通过双向发送消息来实现的，可以实现更高效、实时、可靠的通讯。