张春成
2022/12/12阅读：45主题：默认主题
Websocket 的极简后端
Websocket 的极简后端
在对连接不敏感的情况下，Websocket 能够给 Web 后端开发带来及其轻便的开发体验。
Websocket
Websocket 简称 WS 是一种面向连接的网络传输协议，在 python 中有它的实现库。
WebSocket - Web APIs | MDN (mozilla.org)[1]
与同行 httpsocket 相比，我觉得 ws 的实现更加简便。因为它可以简单地实现短连接通信，从而以“异步”的机制进行网络服务。
异步执行机制
所谓异步执行机制是相对于“同步”来讲的。假设我们有任务序列 abcdefg，那么同步机制是顺序地执行它们，并且每一项任务都在之前的任务执行完毕后才开始。这样做的好处是任务之间的顺序一定，由于时序有保证，它们能简单地、顺序地工作在同一块内存区域中，不用担心彼此冲突。
而异步执行是指 abcdefg 任务能够在同时，或者恰当的时候开始执行，而不考虑彼此之间的执行顺序。
与同步机制相比，这就导致了两个问题
-
任务顺序被打乱 -
可能产生难以预测的资源冲突
因此，一个解决办法是通过多线程或进程的方式，在不同的内存区域中开始各自的工作，这时，异步机制与 Javascript 的 promise 机制相似。另一个解决办法是通过防冲突设计来避免程序异常，这个工作极其复杂，一般没有人这么干。
那么从 Javascript 的角度出发，它的 Promise 可以是如下形式。它在某个用户输入的地方读取必要信息，之后建立 WS 连接，然后注册一堆程序，包括 onopen, onmessage, onclose，分别代表建立连接时执行、收到消息时执行和关闭时执行。注册完成后，这部分代码工作随即完成，后续代码立即进行。有种下达指令后不再管的感觉，这就是异步请求。
{
const content = document.getElementById("textarea-1").value;
console.log(content);
const ws = new WebSocket("ws://localhost:9386/?accessToken=123456");
ws.onopen = function (evt) {
console.log("Connection open ...");
ws.send(content);
};
ws.onmessage = function (evt) {
const { data } = evt;
console.log("Received Message: " + data);
if (data.startsWith("<Ent>:")) {
document.getElementById("div-1-ent").innerHTML = data.slice(
"<Ent>:".length
);
}
if (data.startsWith("<Dep>:")) {
document.getElementById("div-1-dep").innerHTML = data.slice(
"<Dep>:".length
);
}
if (data.startsWith("<Final>:")) {
ws.close();
}
};
ws.onclose = function (evt) {
console.log("Connection closed.");
};
}
而在后端，假如我们用 Python 搭建一个 WS 后端的话，它也会以异步的方式处理这些请求。其中，关键词 async 就代表异步函数，它与 Promise 相似，在注册后立即执行。执行到什么时候呢？执行到函数内部全部 await 关键字指定的函数完成之后。
'''
Websocket server example for short connections
'''
import spacy
from spacy import displacy
import asyncio
import websockets
nlp = spacy.load("en_core_web_sm")
async def handle(websocket, path):
'''
Handle message from the client
Args:
:param:websocket: The websocket connection
:param:path: The path of the client connection
'''
def send(response):
print(f"> {response[:20]}, {len(response)}")
return websocket.send(response)
print('Client connects', websocket, path)
msg = await websocket.recv()
print(f"< {msg}")
# ------------------------------------------------
text = msg
doc = nlp(' '.join([e for e in text.split() if e]))
sentence_spans = list(doc.sents)
# ------------------------------------------------
html = displacy.render(sentence_spans, style="ent")
response = '<Ent>:' + html
# await websocket.send(response)
# print(f"> {response[:20]}, {len(response)}")
await send(response)
# ------------------------------------------------
html = displacy.render(sentence_spans, style="dep")
response = '<Dep>:' + html
# await websocket.send(response)
# print(f"> {response[:20]}, {len(response)}")
await send(response)
response = '<Final>:'
await send(response)
# await websocket.send('<Final>:')
# print(f'Terminate.')
return
params = dict(
host='localhost',
port=9386
)
if __name__ == '__main__':
import argparse
parser = argparse.ArgumentParser()
parser.add_argument(
"--host", help="host of the websocket connection", default=params['host'])
parser.add_argument(
"--port", help="port of the websocket connection", default=params['port'])
args = parser.parse_args()
host = args.host
port = args.port
start_server = websockets.serve(handle, host, port)
asyncio.get_event_loop().run_until_complete(start_server)
asyncio.get_event_loop().run_forever()
应用实例：NLP 词语关系视图
上述实例完成了这样一个功能，用户在前端网页上的指定位置输入一段文档，而 Python 的 spacy 模块则负责对这段文档进行分析，并给出可视化结果。最近 ChatGPT 比较火，所以突然对词向量比较感兴趣，希望它流入中国之前，我能把它的原理弄明白。
https://spacy.io/[2]
NLP Analysis
参考资料
WebSocket - Web APIs | MDN (mozilla.org): https://developer.mozilla.org/en-US/docs/Web/API/WebSocket
[2]https://spacy.io/: https://spacy.io/
作者介绍