雖然實作出來，點擊後可以讓樹莓派自行運作的程式
不過，實作的交握有點旁門左道
是靠php發射socket給背景程式去運作
怎麼想怎麼怪，雖然讓我硬幹出來了，但總想著要用正規一點的作法
這次在獲得好用的python websocket套件後
正式捲．土．重．來
把之前的程式改寫了一遍
雖然還稱不上完美
但交握確定是繞過了php，而直接python寫出的程式執行websocket交握了
至於會希望使用websocket來取代原本的寫法
最基本原因是這樣會讓javascript的寫法會更簡潔
現在主要瀏覽器的javascript引擎都支援websocket了
只要簡單地寫websocket = new WebSocket("ws://server_adress:port/");
然後靠websocket.send()就可以送出想要的命令
不用寫個ajax落落長才送得出命令
接著靠websocket.onmessage()就可以取得送回來的資料
好寫多了啊
之前是懶得架websocket伺服器
現在有簡單python的套件可用，那當然好好地來用一下啊
使用的套件是這個！
https://websockets.readthedocs.io/
檔案非常小巧，而且非常易學
小巧的原因是
它仰賴的套件只有python本身的asyncio
只是談到asyncio(異步處理套件)講起來又個問題所在，因為我不是很懂
異步處理的概念上我是有了，很簡單
以程式在跑時，除了在cpu內計算，通常還需要等外部IO的處理
例如硬碟/光碟機的讀取或網路通訊對方伺服器的反應
這些事都需要時間，在等待的這些時間可以跑去做其它事，就是異步處理的概念
不過概念有了，實作上還是處於混亂狀態
什麼時候可以加await，怎麼加怎麼跑還不是很清楚
雖然這樣講起來asyncio有點難，但websockets套件使用上沒那麼複雜
因為大概部分的應用都脫離不了官方提供的範例
跟著範例跑過一輪，基本就大概掌握好了
官方範例規劃如下
https://websockets.readthedocs.io/en/stable/intro.html
稍微翻譯大綱說明
首先是基本的echo server與client
再來是加上SSL通訊的設定法
接著是把client換成網頁
然後是比較複雜的同步通訊範例
最後是講述共通樣板(Common Patterns)
像是消費者、生產者、兩者共用與註冊
共通樣板的部分好像比較難懂，沒關係，後面會說明
先從第一個範例開始
第一個範例嘛
其實我只需要server的部分，client是靠網頁
所以就直接講server的基本寫法吧
#導入需要的函式庫
import asyncio
import websockets
#Step1 建立主要的server函數
async def hello(websocket, path):
#Step2 在使用websocket的接收
name = await websocket.recv()
print(f"< {name}")
greeting = f"Hello {name}!"
#與傳送功能掛上await
await websocket.send(greeting)
print(f"> {greeting}")
#Step3 server的主函數hello，放入websocket伺服中
# 並設定ip與port
start_server = websockets.serve(hello, "localhost", 8765)
#Step4 將websocket服務丟入異步迴圈中啟動
asyncio.get_event_loop().run_until_complete(start_server)
asyncio.get_event_loop().run_forever() #並設定為永遠啟動
第二範例ssl加入那要使用ssl的話也很簡單
我不使用pathlib載入檔案
簡化一下流程與列出兩個檔案的建立法
import ssl
#設定sll通訊為TLS Server
ssl_context = ssl.SSLContext(ssl.PROTOCOL_TLS_SERVER)
#載入fullchain檔案
ssl_context.load_verify_locations("/ssl_file_path/fullchain.pem")
#如果是各別兩個檔案，就這樣載入，前面放憑證，後面放key
ssl_context.load_verify_locations("/ssl_file_path/server.crt", "/ssl_file_path/server.key")
#建立websocket伺服時，設定好ssl的部分
start_server = websockets.serve(
hello, "localhost", 8765, ssl=ssl_context
)
第三、第四個範圍我打算跟後面的共通樣板一起講
簡單地說，第三個範別是所謂的生產者模式(Producer)
async def producer_handler(websocket, path):
while True:
message = await producer()
await websocket.send(message)
一個不斷生產出訊息給客戶端的樣式這個範例就是不斷地發送時間給瀏覽器顯示
是個很簡單的生產者的模式
async def time(websocket, path):
while True:
now = datetime.datetime.utcnow().isoformat() + "Z"
await websocket.send(now)
await asyncio.sleep(random.random() * 3)
第四個範例之所以複雜就是夾雜了兩種共通樣板
分別是消費者(Consumer)與註冊(Registration)
消費者很單純就是接收瀏覽器發送後的訊息再處理
async def consumer_handler(websocket, path):
async for message in websocket:
await consumer(message)
而註冊則是利用一組set記錄連線進來的資料然後在離開時刪除其資訊
connected = set()
async def handler(websocket, path):
# Register.
connected.add(websocket)
try:
# Implement logic here.
await asyncio.wait([ws.send("Hello!") for ws in connected])
await asyncio.sleep(10)
finally:
# Unregister.
connected.remove(websocket)
這兩組結合後，就是第四範例可以得知連線人數的加減法控制器
連上後，不但可以知道目前人數(註冊的功能)
還可以加減目前的數字(生產者的功能)
當然，是全部的連線者都看得到同一組數字
參考這範例可以寫出一個簡單但十足夠用的的聊天室了
如果希望不但可以從伺服器主動接受到訊息(生產者)
還可以發送訊息讓伺服器回應的機制(消費者)
那就是共通樣板的兩者共用(BOTH)
async def handler(websocket, path):
consumer_task = asyncio.ensure_future(
consumer_handler(websocket, path))
producer_task = asyncio.ensure_future(
producer_handler(websocket, path))
done, pending = await asyncio.wait(
[consumer_task, producer_task],
return_when=asyncio.FIRST_COMPLETED,
)
for task in pending:
task.cancel()
在函數裡創建兩個任務(task)，然後混合在一起再把這個函數交給websockets進行伺服器的建立就完成了
看，這樣很簡單吧
看到這裡眼睛都亮起來了
有這個範例的話，再加第三任務就輕鬆很多了...應該啦
雖然我一開始是這麼想的，不過這關一卡就是卡了兩個禮拜多
因為不管怎麼加入新的任務，都有一定的機率在關掉網頁後就停止不動了
甚至到後來就是網頁一關，第三任務就停了
後來一步一步加了log去追蹤才發現，它在for task in pending那邊被取消了
這真的是很漂亮的寫法，這樣就可以當斷線時，保留資源給其它連線者
只是我需要離線後還能運作的功能，那就只跳脫這裡
有方向後就簡單一點，很明確地要跟start_server，或說跟websocekts.serv裡的handler切開
我這邊創建一個內藏無限迴圈的函數當自己想要外加的服務機制
然後它的實際運作綁在start server的後面
async def mission_handler(mission_list):
while True:
#這邊要補上sleep，避免真的卡住無限迴圈
await asyncio.sleep(1)
if len(mission_list)>0:
await do_mission(mission_list)
start_server = websockets.serve(handler, "localhost", 6789)
asyncio.get_event_loop().run_until_complete(start_server)
#新的handler自己跑run_until_complete
asyncio.get_event_loop().run_until_complete(mision_handler(mission_list))
asyncio.get_event_loop().run_forever()
寫到這邊或許有人會有疑問mission_handler裡為什麼要補上asyncio的sleep
其實也很簡單，因為假如mission_list是空的(== 0)，那就會一直在這裡循環，無法異步跳到其它需要處理的程序
所以當沒事做時，要跳到其它需要的地方，需要加個await asyncio.sleep(1)來處理
那個加個1秒的暫停，先離開這裡是必要的處置
最後就是上網找run_until_complete的用法
把第三個任務加入整個異步的任務中了，就可以用了
那這樣的狀態下控制樹莓派的話
真的就簡單啦
例如要亮燈，就用消費者模式配合裡用RPI.GPIO函式庫去控制IO
也可以用生產者模式持續讀取目前IO狀況回傳給網頁
就算這網頁是離線的(直接跑電腦裡寫的)也行，畢竟實際運作是靠websocket傳輸
而想要像我一樣，有個背景服務在這裡面，可以給予任務後就不予理會的話
那就像最後我的範例一樣再加個新任務進去執行就好
可以用websocket通訊加上異步處理後，這個項目應該就算正式完成
繼續學習其它東西啦
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