1. WebSocket协议详解

1.1 WebSocket的由来

在《接口测试开发之：一图搞懂HTTP协议与HTTPS协议的传输过程》这篇博文，小鱼分析了一下HTTP和HTTP的协议传输过程，

但是呢，没有详细的介绍WebSocket，

所以，这篇就专门来介绍WebSocket的原理及并发实战。

在介绍WebSocket的由来之前，我们先看一个例子，

客户端：你好，MM，有没有新消息(request)

服务端：没有(response)

客户端：你好，MM，有没有新消息(request)

服务端：没有(response)

客户端：你好，MM，有没有新消息(request)

服务端：没有，没有，怎么还一直问呢(response)

客户端：亲，有没有新消息(request)

服务端：有了有了，这就告诉你(response)

客户端：亲，有没有新消息(request)

服务端：又来了…没有没有(response) -loop

那么上面这个例子，就是Ajax轮询原理。

我们可以看到，Ajax轮询需要服务器有很快的处理速度和资源。而long poll需要很高的并发，也就是说同时接待客户的能力。

为了能解决这种过度消耗资源的问题，WebSocket协议就应运而生了。

WebSocket与Ajax(或XHR)的区别：

WebSocket API 在服务器和客户算可以给定的时间范围内任意时刻，互相推送信息

WebSocket并不限于以Ajax(或XHR)方式信息，因为Ajax技术需要客户端发起请求，而WebSocket服务器和客户端可以彼此相互推送信息；

XHR受域的限制，而WebSocket允许跨域通信。

1.2 WebSocket的原理

同样，我们还是以举例子来看WebSocket实现原理，

场景如下

客户端：你好，MM，我要建立WebSocket协议，需要的服务：chat，WebSocket；协议版本：17(HTTP Request)

服务端：OK，确认，已升级为WebSocket协议(HTTP Protocols Switched)

客户端：亲，麻烦有信息的时候，推送给我哦

服务端：OK，有消息就告诉你

服务端：消息1，巴拉巴拉一大堆

服务端：消息2，巴拉巴拉一大堆

服务端：消息3，巴拉巴拉一大堆

服务端：…有消息，一直巴拉巴拉

从上面的例子，可以看出，只要经过一次HTTP请求，就可以做到源源不断的信息传递。

这样协议也同时解决了langloop以及Ajax轮询的同步有延迟而非常消耗资源的问题。

我们所有的程序是要经过两层代理的，即HTTP协议在Nginx等服务器的解析下，然后在传送给相应的Handler来处理。

简单的说，就是：我们有一个非常快速的接线员(Nginx)，它负责把问题转交给相应的客服(Handler)。

接线员速度起来了，但每次都卡在客服这里(Handler)，导致客服每次都要求给5星好评，但是这速度太慢，只能给1星，怎么办呢？

WebSocket就解决了这个难题，建立后，可以直接跟接线员建立持久连接，这必须5星好评。

WebSocket只需要一次HTTP握手，就可以持久通话

2. WebSocket的请求

2.1 WebSocket模块

都说第三方库是万能的，这话没毛病。

由于request模块是基于HTTP协议的，所以如果要发送WebSocket请求，就需要安装第三方的WebSocket模块。

安装方式，必须是pip安装

pip install websocket
pip install websocket-client

2.2 WebSocket请求与响应

WebSocket语法也相当简单，发送一个WebSocket的请求连接，通道连接成功之后，可以发送消息，也可以接收消息，

代码如下：

varable = websocket.create_connection(url)

建立连接，此时的url是以ws开头

varable.send(发送内容)

发送带消息的内容，可以是字符串，也可以是列表字典。

具体需要看服务器接收什么数据

varable.recv()

接收服务器消息。

这个区别于HTTP的response的地方于：接收消息是没有超时机制的。

也就是说，一旦建立连接通道后，就会一直处理等待状态，知道接收到数据才会关闭recv()方法。

所以WebSocket相对HTTP还是简单很多，建立连接，然后发送消息和接收消息。

2.3 WebSocket请求实例

再多的理论，缺少了代码，都让人很难理解，

那就是老规矩，上代码：

# -*- coding: utf-8 -*-
"""
@ auth : carl_DJ
@ time : 2021-4-22
"""
#导入WebSocket模块
import websocket
#创建url
url = 'ws://www.xxxx.com/xxx'
#使用create_connection方法向聊天室发起url链接，并赋值给变量ws
ws = websocket.create_connetcion(url)
#连接完成之后通过send()方法发送请求内容
ws.send("{"request":1234,"service":1001,"name":“carl”}")
#将返回的信息赋值给new_masc
new_msgc = ws.recv()
print(new_msgc)
#再次通过send()方法，发送聊天内容
ws.send("{"request":1234,"service":1002,"name":“DJ”,"message":"balabala"}")
new_msgd = ws.recv()
print(new_msgd)

这段代码，看着很简单，主要三点内容：

通过websocket.create_connetcion()方法来发起url链接

然后再通过send()方法发送请求内容

将服务器返回的内容赋值给new_msg

3. WebSocket并发实战

3.1 整理并发需求

为了便于理解，咱们的并发需求及指标，还是参照小鱼的这篇《接口并发性能测试开发之：从测试方案设计、测试策略、指标分析到代码编写，这一篇全搞定。》。

需求内容：

中午和晚上是订餐的高峰期，除了订单的并发量很大以外，对老板的并发量也很大，而老板的订单通知则是通过WebSocket来发送，获取订单通知之前需要建立WebSocket连接，所以需要通过并发来测试客户端对服务器的WebSocket并发连接成功率。

3.2 提取性能指标

性能指标提取

这个场景，仅仅测试WebSocket并发连接成功率即可。

以客户端向服务器发送100个并发的WebSocket请求为例，需要提取并发指标如下：

连接数

成功连接数

成功连接率

性能指标分析

连接数就是自定义的并发，因为请求简单而且执行比较快，所以直接用100个线程并发，不需要循环次数。

连接成功数就是获取WebSocket的响应数，

连接成功率只需要把成功连接数/总连接数。

3.3 代码编写

还是老规矩，直接上代码，在代码中分析

# -*- coding: utf-8 -*-
"""
@ auth : carl_DJ
@ time : 2021-4-22
"""
import threading
import websocket
#初始化几个全局变量
#定义并发数100
THREAD_NUM = 100
#自定义全局变量每个线程需要循环的数量,1
ONE_WORKER_NUM = 1
#设定最开始的成功连接数
success_count = 0
#编写WebSocket连接请求
def websockettest():
  global success_count
  #定义url
  url = "ws://www.xxx.com/serv/push?chann = delivery"
    #使用create_connection方法发送url连接
  ws = websocket.create_connetcion(url)
  #连接完成之后通过send()方法发送请求内容
  ws.send("{'type':'heartbeat','username':'13600001111','message':'ok'}")
  #将返回的信息赋值给new_masc
  msg = ws.recv()
  #连接成功就+1，获取成功次数
  success_count = success_count + 1
'''嵌套指定循环次数的order()函数'''
def  working():
  global ONE_WORKER_NUM
  for i in range(0,ONE_WORKER_NUM):
  websockettest()
 '''自定义main（）函数，来执行线程'''
def t():
    #自定义一个空的数组，用来存放线程组
  Threads = []
  #设置循环次数
  for i in range(THREAD_NUM):
  #将working()函数存放到线程中
        t = threading.Thread(target=working,name="T"+ str(i))
         #设定守护线程
        t.setDaemon(True)
        threads.append(t)
    #启动循环次数
  for  t in Threads():
  t.start()
    ##设置阻塞线程
  for t in Threads:
        t.join()
    print ("main thread end")
if __name__ == "__main__":
  t()
  # 结果写入文件
  result = open("E:\Progect\resut.txt","a")
  #总连接次数
  result.write("发起连接数:" + str(THREAD_NUM) + "\n" )
  #成功连接次数
  result.write("成功连接数:" + str(success_count) + "\n" )
  #成功链接率
  result.write("成功链接率:" + str(success_count/THREAD_NUM *100) + "%" + "\n" )
  result.close()

4.总结

更多的接口并发测试内容及实战案例，可以参照下面的博文：

《我这样回答多线程并发，面试官非要跟我做朋友！》

《常见的并发问题有哪些都不知道，还怎么说自己是大佬！！》

《接口测试开发之：Python3，接口并发测试框架(多线程)》

《接口测试开发之：Python3，订单并发性能实战》

《接口并发性能测试开发之：从测试方案设计、测试策略、指标分析到代码编写，这一篇全搞定。》

《接口并发测试之：WebSocket原理是什么，并发框架如何设计，并发代码如何编写，看过这篇，不再懵懂。》