使用websockets通信

 一、HTTP 和WebSocket

   先来看一下HTTP 和WebSocket的关系，以及为什么使用websockets不使用HTTP

（1）关系： 

1. HTTP (Hypertext Transfer Protocol): HTTP 是万维网的数据通信的核心。它是一种用于分布式、协作式和超媒体信息系统的应用层协议。HTTP 是无状态的，意味着每个请求都是独立的，服务器不会在两个请求之间保留任何数据（状态）。

2. RESTful: RESTful 是一种基于 HTTP 的架构风格，它定义了一组约束条件和原则，用于创建 Web 服务。这些约束条件和原则包括使用 HTTP 方法（如 GET、POST、PUT、DELETE），使用 URI 来标识资源，以及使用 HTTP 状态码来表示请求的结果。

3. WebSocket: WebSocket 是一种在单个 TCP 连接上提供全双工通信信道的协议。它提供了一种在客户端和服务器之间进行双向通信的机制。WebSocket 协议在 HTTP 协议的基础上进行了扩展，以实现全双工通信。

这三种协议的关系可以这样理解：HTTP 是基础，RESTful 是基于 HTTP 的一种设计风格，而 WebSocket 是 HTTP 协议的扩展，用于实现实时双向通信。

（2）为什么使用websockets不使用HTTP：

• 使用http

        原生的http能实现吗？ 当然！客户端显然可以采用一种 "轮询"的⽅式，不停向服务器发送http报头,得到结果反馈。但这其实是一种 "伪服务器推"的方式，并且 轮询的成本⽐较⾼，服务端也不能及时的获取到消息的响应。

• 使用WebSocket

        使得客户端和服务器之间的数据交换变得更加简单，允许服务端主动向客户端推送数据。在WebSocket API中，浏览器和服务器只需要完成一次握手，两者之间就直接可以创建持久性的连接，并进行双向数据传输，适用于服务器和客户端需要大量数据交互的场景。

大家可以看一下此链接，将HTTP 和WebSocket的关系讲的很通俗易懂，参考链接：我们来谈谈websocket_websocket 线程_RNGWGzZs的博客-优快云博客

二、代码示例

服务端：接收客户端的消息--->更改空调状态（全局变量ac_status['on']）--->发送通知给所有客户端（空调状态改变）
客户端：发送消息给服务端，更改服务端空调的状态 + 实时接收服务端发送的通知（空调状态）

注:打开这个auto_change_ac_status函数，服务端每3秒可自动更改一次空调状态

服务端(Python)：

import asyncio
import json
import websockets

ac_status = {
    'on': True,
    'temperature': 22
}

clients = set()

async def notify_clients():
    print("--------notify_clients-------")
    if clients:
        message = json.dumps(ac_status)
        await asyncio.wait([client.send(message) for client in clients])
    print(ac_status)

async def server(websocket, path):
    print("server")
    clients.add(websocket)
    if clients:
         print("clients exit")
         await notify_clients()
    else :
         print("clients no exit !!!")
    try:
        received_message=await websocket.recv()
        print(f"Received message: {received_message}")
         # 根据接收到的消息更改空调的状态
        if received_message == "turn on":
            ac_status['on'] = True
            await notify_clients()
        elif received_message == "turn off":
            ac_status['on'] = False
            await notify_clients()
        elif received_message.startswith("set temperature"):
            temperature = int(received_message.split()[-1])
            ac_status['temperature'] = temperature
            await notify_clients()
    finally:
        clients.remove(websocket)

async def auto_change_ac_status():
    print("auto_change_ac_status")
    while True:
        print("sleep")
        await asyncio.sleep(3)  # 等待10秒
        if ac_status['on']:
            print("True---->False")
            ac_status['on'] = False
            await notify_clients()
        else:
            print("False---->True")
            ac_status['on'] = True
            await notify_clients()

start_server = websockets.serve(server, "0.0.0.0", 5000)

if __name__ == '__main__':
  
    asyncio.get_event_loop().run_until_complete(start_server)
    # asyncio.ensure_future(auto_change_ac_status())
    asyncio.get_event_loop().run_forever()

客户端（C++）：

#include <cpprest/ws_client.h>
#include <cpprest/json.h>
using namespace std;
using namespace utility;
using namespace web;
using namespace web::websockets::client;
using namespace concurrency::streams;

websocket_callback_client client;

void send_message(string message) {
    websocket_outgoing_message msg;
    msg.set_utf8_message(message);
    client.send(msg).wait();
}

int main()
{
    client.connect(U("ws://192.168.48.129:5000/")).wait();
    client.set_message_handler([&](websocket_incoming_message msg) {
        auto response = msg.extract_string().get();
        auto jsonResponse = web::json::value::parse(response);
        auto status = jsonResponse[U("on")].as_bool();
        auto temperature = jsonResponse[U("temperature")].as_integer();
        std::cout << "Received status: " << status << ", temperature: " << temperature << std::endl;
    });

    send_message("turn off");
    
    //阻塞主线程  防止退出
    std::string line;
    std::getline(std::cin, line);

    return 0;
}