正如摘要所述，本文将深入探讨在使用 websockets 库构建 WebSocket 服务时，如何解决 websockets.broadcast() 在无限循环中可能导致的阻塞问题，并提供替代方案 asyncio.wait()，帮助开发者构建高性能的 WebSocket 应用。
问题背景与分析
在使用 websockets 库构建实时应用时，经常需要将服务器端的数据广播到所有连接的客户端。一种常见的做法是在一个无限循环中读取数据（例如视频帧），进行处理，然后使用 websockets.broadcast() 将结果广播出去。
然而，当客户端数量增多，或者数据处理过程耗时较长时，websockets.broadcast() 可能会阻塞事件循环，导致客户端无法及时接收到数据，甚至出现连接超时等问题。这是因为 websockets.broadcast() 实际上是一个同步操作，它会依次向每个客户端发送数据，直到所有客户端都发送完毕才返回。
解决方案：使用 asyncio.wait() 进行异步广播
为了解决这个问题，我们可以使用 asyncio.wait() 来实现异步广播。asyncio.wait() 允许我们并发地执行多个异步任务，而不会阻塞事件循环。
以下是使用 asyncio.wait() 替代 websockets.broadcast() 的代码示例：
Server.py:
import websocketsimport cv2import asyncioimport timedef predict(image): # 模拟耗时的数据处理过程 time.sleep(0.1) return "test"async def echo(websocket, path): global vidCap, i while True: ret, image = vidCap.read() if ret: start = time.time() result = predict(image) # 使用 asyncio.wait() 进行异步广播 await asyncio.wait([ws.send(result) for ws in clients]) end = time.time() print("exec time：%f s" % (end - start)) else: # 视频读取完毕，退出循环 breakasync def handler(websocket, path): clients.add(websocket) try: await echo(websocket, path) finally: clients.remove(websocket)async def serve(): start_server = await websockets.serve(handler, "localhost", 8765) await start_server.wait_closed()if __name__ == '__main__': vidCap = cv2.VideoCapture(0) # 使用摄像头 clients = set() asyncio.run(serve())
Client.py:
import websocketsimport asyncioimport timeasync def get_result(uri): async with websockets.connect(uri) as websocket: while True: try: start = time.time() recv_text = await websocket.recv() print(recv_text) end = time.time() print("exec：%f s" % (end - start)) except websockets.exceptions.ConnectionClosed: print("Connection closed") break except Exception as e: print(f"Error: {e}") breakif __name__ == '__main__': asyncio.run(get_result("ws://127.0.0.1:8765/ws"))
代码解释：
asyncio.wait([ws.send(result) for ws in clients]): 这行代码的关键在于使用列表推导式 [ws.send(result) for ws in clients] 创建了一个包含所有客户端发送任务的列表。然后，asyncio.wait() 并发地执行这些任务，这意味着服务器可以同时向所有客户端发送数据，而不会阻塞事件循环。
异常处理: 在Client.py中添加了websockets.exceptions.ConnectionClosed异常的处理，可以更优雅地处理客户端断开连接的情况。
websockets.broadcast() vs. asyncio.wait()
执行方式同步异步阻塞性会阻塞事件循环不会阻塞事件循环并发性无支持并发执行多个发送任务适用场景客户端数量较少，数据处理速度快客户端数量较多，数据处理速度慢，需要高并发性能的场景
总结：
websockets.broadcast() 简单易用，但在高并发场景下性能较差。asyncio.wait() 可以实现异步广播，在高并发场景下性能更优。
注意事项
错误处理: 在使用 asyncio.wait() 时，需要注意错误处理。如果某个客户端的发送任务失败，asyncio.wait() 会抛出异常。你需要根据实际情况选择合适的错误处理策略，例如忽略错误、重试或关闭连接。性能优化: 虽然 asyncio.wait() 可以提高并发性能，但在客户端数量非常庞大时，仍然可能成为性能瓶颈。可以考虑使用更高级的广播算法，例如基于发布/订阅模式的消息队列。视频流读取: 示例代码中使用 cv2.VideoCapture(0) 从摄像头读取视频流。 你可以根据实际情况修改为读取本地视频文件或 RTSP 流。请确保安装了 OpenCV 库 (pip install opencv-python).资源释放: 在程序结束时，务必释放视频捕获对象 vidCap.release()，以避免资源泄露。
通过使用 asyncio.wait() 替代 websockets.broadcast()，可以显著提高 WebSocket 服务的并发性能和响应速度，从而构建更稳定、更高效的实时应用。 记住，选择合适的广播方式取决于你的具体应用场景和性能需求。
以上就是使用 asyncio.wait() 优化 WebSocket 广播性能的详细内容，更多请关注创想鸟其它相关文章！
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