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python和websocket構(gòu)建實(shí)時(shí)日志跟蹤器的步驟

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前言

websocket 是一種網(wǎng)絡(luò)傳輸協(xié)議??稍趩蝹€(gè) TCP 連接上進(jìn)行全雙工通信?;诖?,websocket 使得客戶(hù)端與服務(wù)端的通信變得更加簡(jiǎn)便和高效。

什么是 websocket

websocket 是獨(dú)立的、創(chuàng)建在 TCP 上的協(xié)議。該協(xié)議在 2008 年誕生,并在 2011 年成為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。它的一個(gè)主要特點(diǎn)是——全雙工,即一旦建立連接,服務(wù)端或客戶(hù)端可以主動(dòng)向?qū)Ψ酵扑拖ⅰ?/p>

在 websocket 出現(xiàn)之前,網(wǎng)站如果需要實(shí)現(xiàn)推送技術(shù),都是采用輪詢(xún)的方式,即瀏覽器每隔一段時(shí)間就向服務(wù)器發(fā)出請(qǐng)求。這種模式的缺點(diǎn)在于,瀏覽器需要不斷向服務(wù)器發(fā)送請(qǐng)求,消耗很多的帶寬資源。比較新的 Comet 技術(shù)雖然也可以實(shí)現(xiàn)雙向通信,但依然需要反復(fù)發(fā)送請(qǐng)求,并且 Comet 中普遍采用的 HTTP 長(zhǎng)連接也會(huì)消耗服務(wù)器資源。

基于以上的情況,HTML5 定義了 websocket 協(xié)議,能夠更好的節(jié)省服務(wù)器和帶寬資源。并且實(shí)現(xiàn)高效的實(shí)時(shí)通信。目前,所有的瀏覽器都支持它。

websocket 通信原理和機(jī)制

websocket 雖然是一種新的協(xié)議,但它不能夠脫離 http 單獨(dú)存在,當(dāng)客戶(hù)端構(gòu)建一個(gè) websocket 實(shí)例,并且向服務(wù)端連接時(shí),會(huì)首先發(fā)起一個(gè) http 報(bào)文請(qǐng)求。告訴服務(wù)端需要將通信協(xié)議切換至 websocket。

如果服務(wù)端支持 websocket 協(xié)議,那么它會(huì)將通信協(xié)議切換至 websocket 并且返回響應(yīng)報(bào)文。此時(shí)的返回狀態(tài)碼是 101,表示同意協(xié)議轉(zhuǎn)換請(qǐng)求,接下來(lái)便可以進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸了。

websocket 之所以借助 HTTP 完成握手協(xié)議,是因?yàn)橛辛己玫募嫒菪?,默認(rèn)端口是 80 和 443。握手階段不容易被防火墻屏蔽。

websocket 的特點(diǎn)

  • 開(kāi)銷(xiāo)小,服務(wù)器和客戶(hù)端交換數(shù)據(jù)時(shí),協(xié)議包頭部包含較少的信息
  • 實(shí)時(shí)性高,協(xié)議采用全雙工,相對(duì)于 http 請(qǐng)求客戶(hù)端發(fā)起請(qǐng)求,服務(wù)端才能響應(yīng)的模式,延遲明顯更低
  • 與 HTTP 有良好的兼容性,默認(rèn)端口是 80 和 443。握手采用 HTTP 協(xié)議,不容易被防火墻屏蔽
  • 支持文本和二進(jìn)制數(shù)據(jù)傳輸
  • 支持自定義拓展,用戶(hù)可以自己實(shí)現(xiàn)自定義的子協(xié)議
  • 通過(guò)心跳機(jī)制保持服務(wù)端與客戶(hù)端的長(zhǎng)連接

構(gòu)建實(shí)時(shí)日志跟蹤的小例子

服務(wù)端開(kāi)啟一個(gè)監(jiān)聽(tīng)日志腳本的服務(wù),服務(wù)會(huì)限制允許訪(fǎng)問(wèn)的路徑范圍(防止黑客利用程序漏洞,掃描整個(gè)服務(wù)器);服務(wù)器通過(guò)解析客戶(hù)端的請(qǐng)求,返回日志的消息內(nèi)容給客戶(hù)端;服務(wù)器定時(shí)發(fā)送心跳檢測(cè)給客戶(hù)端,如果沒(méi)有收到客戶(hù)端的響應(yīng),則斷開(kāi)連接

服務(wù)端核心程序代碼邏輯如下

with open(file_path) as f:
      # 首次讀取指定行數(shù)(NUM_LINES)的日志文件,發(fā)送給客戶(hù)端
            content = ''.join(deque(f, NUM_LINES))
            content = conv.convert(content, full=False)
            await websocket.send(content)
      
      # 如果發(fā)現(xiàn)客戶(hù)端有 tail 請(qǐng)求,則進(jìn)行 tail 日志追蹤
            if tail:
        # 首先創(chuàng)建發(fā)起這次請(qǐng)求的心跳時(shí)間
                last_heartbeat = time.time()
                while True:
          # 每次 tail 服務(wù)端最新的日志記錄,返回給客戶(hù)端
                    content = f.read()
                    if content:
                        content = conv.convert(content, full=False)
                        await websocket.send(content)
                    else:
                        await asyncio.sleep(1)

                    # 檢測(cè)這次請(qǐng)求距上一次發(fā)起請(qǐng)求,是不是已經(jīng)超過(guò)了最長(zhǎng)心跳檢測(cè)時(shí)長(zhǎng),如果是,發(fā)起心跳檢測(cè)
                    if time.time() - last_heartbeat > HEARTBEAT_INTERVAL:
                        try:
                            await websocket.send('ping')
                            pong = await asyncio.wait_for(websocket.recv(), 5)
                            logger.info(f"pong:{pong}")
                            if pong != 'pong':
                                raise Exception()
                        except Exception:
                            raise Exception('Ping error')
                        else:
                            last_heartbeat = time.time()
            else:
                await websocket.close()

客戶(hù)端就非常簡(jiǎn)單了,監(jiān)聽(tīng)服務(wù)端日志的文件,發(fā)現(xiàn)有新的日志產(chǎn)生則輸出日志或者直接將日志實(shí)時(shí)展示在前端頁(yè)面上。相應(yīng)地,如果需要長(zhǎng)期監(jiān)聽(tīng),那么當(dāng)服務(wù)端發(fā)送心跳檢測(cè)的信號(hào)過(guò)來(lái),也需要回應(yīng)響應(yīng)的心跳反饋

客戶(hù)端核心代碼邏輯如下

async def consumer_handler(websocket: WebSocketClientProtocol) -> None:
    async for message in websocket:
        log_message(message)
        if message == "ping":
            await websocket.send("pong")

async def cousume(hostname: str, port: int, log_file: str, tail:bool=True) -> None:
    websocket_resource_url = f"ws://{hostname}:{port}{log_file}"
    if tail:
        websocket_resource_url = f"{websocket_resource_url}?tail=1"
    async with websockets.connect(websocket_resource_url) as websocket:
        await consumer_handler(websocket)

def log_message(message: str) -> None:
    logger.info(f"Message: {message}")

這里模擬一個(gè)日志生產(chǎn)文件

代碼邏輯如下

import os

from loguru import logger

class LoggerExtend(object):
    # 存放目錄名稱(chēng)
    folder = '../logs'

    def __init__(self, filename, folder=None):

        self.folder = folder or self.folder

        if not os.path.exists(self.folder):
            os.mkdir(self.folder)

        self.file = self.folder + '/' + filename

        logger.add(self.file, rotation="100 MB")

    @property
    def get_logger(self):
        return logger

if __name__ == '__main__':
    logger = LoggerExtend(os.path.basename(__file__).replace(".py", ".log")).get_logger
    import time
    while True:

        logger.info("你好aaa")

最后依次啟動(dòng)日志生產(chǎn)程序→服務(wù)端程序→客戶(hù)端程序

日志生產(chǎn)文件啟動(dòng)后,運(yùn)行效果如下

服務(wù)端啟動(dòng)程序運(yùn)行,無(wú)運(yùn)行日志產(chǎn)生

這時(shí)候啟動(dòng)客戶(hù)端程序,運(yùn)行效果如下

完整代碼請(qǐng)移步至 GitHub 查看

https://github.com/hacksman/l...

日志生產(chǎn)程序路徑:

common/logger_extend.py

服務(wù)端程序路徑:

websoctet_lab/log_server.py

客戶(hù)端程序路徑:

websoctet_lab/cousumer_log_view.py

以上就是python和websocket構(gòu)建實(shí)時(shí)日志跟蹤器的步驟的詳細(xì)內(nèi)容,更多關(guān)于python 構(gòu)建實(shí)時(shí)日志跟蹤器的資料請(qǐng)關(guān)注腳本之家其它相關(guān)文章!

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