如何在FastAPI中玩转WebSocket消息处理？
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一、文本消息接收与发送
# 运行环境：Python 3.8+
# 安装依赖：pip install fastapi==0.68.0 uvicorn==0.15.0 websockets==10.3 pydantic==1.10.7
from fastapi import FastAPI, WebSocket
app = FastAPI()
@app.websocket("/ws/chat")
async def websocket_chat(websocket: WebSocket):
await websocket.accept()
try:
while True:
# 接收文本消息
client_msg = await websocket.receive_text()
# 处理消息（示例：添加时间戳）
server_response = f"[{datetime.now()}] Server received: {client_msg}"
# 发送文本响应
await websocket.send_text(server_response)
except WebSocketDisconnect:
print("Client disconnected")消息处理流程：
[*]客户端通过ws://协议建立WebSocket连接
[*]服务端使用await websocket.accept()接受连接
[*]进入接收循环处理receive_text()和send_text()
[*]异常处理自动断开连接
sequenceDiagram participant C as Client participant S as Server C->>S: Establish WebSocket connection (ws://) activate S S->>S: await websocket.accept() to accept connection activate C loop Receiving and Sending Messages C->>S: receive_text() S-->>C: send_text() end alt Exception Handling S->>C: Automatically disconnect end deactivate S deactivate C应用场景：实时聊天室、协同编辑系统、实时日志监控
二、二进制数据传输处理
@app.websocket("/ws/file-transfer")
async def websocket_file(websocket: WebSocket):
await websocket.accept()
try:
while True:
# 接收二进制数据
binary_data = await websocket.receive_bytes()
# 保存文件示例
with open("received_file.bin", "wb") as f:
f.write(binary_data)
# 发送确认消息
await websocket.send_bytes(b"FILE_RECEIVED")
except WebSocketDisconnect:
print("File transfer interrupted")二进制处理要点：
[*]使用receive_bytes()和send_bytes()方法
[*]适合传输图片、音频、视频等二进制格式
[*]建议分块传输大文件（结合消息头协议）
三、JSON消息序列化与自动解析
from pydantic import BaseModel
class MessageModel(BaseModel):
user: str
content: str
timestamp: float
@app.websocket("/ws/json-demo")
async def websocket_json(websocket: WebSocket):
await websocket.accept()
try:
while True:
json_data = await websocket.receive_json()
# 自动验证JSON结构
message = MessageModel(**json_data)
# 处理业务逻辑
processed_data = message.dict()
processed_data["status"] = "PROCESSED"
# 返回处理结果
await websocket.send_json(processed_data)
except ValidationError as e:
await websocket.send_json({"error": str(e)})自动验证流程：
[*]接收原始JSON数据
[*]通过Pydantic模型进行数据清洗
[*]自动类型转换和字段验证
[*]结构化错误响应返回
四、消息接收循环与超时控制
from websockets.exceptions import ConnectionClosed
@app.websocket("/ws/with-timeout")
async def websocket_timeout(websocket: WebSocket):
await websocket.accept()
try:
while True:
try:
# 设置10秒接收超时
data = await asyncio.wait_for(websocket.receive_text(), timeout=10)
await process_message(data)
except asyncio.TimeoutError:
# 发送心跳包保持连接
await websocket.send_text("HEARTBEAT")
except ConnectionClosed:
print("Connection closed normally")超时控制策略：
[*]使用asyncio.wait_for设置单次接收超时
[*]定期发送心跳包维持连接
[*]异常分类处理（正常关闭/异常断开）
课后Quiz
Q1：如何处理同时接收文本和二进制消息的场景？
A：通过receive()方法获取消息类型判断：
message = await websocket.receive()
if message["type"] == "websocket.receive.text":
handle_text(message["text"])
elif message["type"] == "websocket.receive.bytes":
handle_bytes(message["bytes"])Q2：为什么推荐使用Pydantic进行JSON验证？
A：① 自动类型转换 ② 字段约束检查 ③ 防御无效数据 ④ 生成API文档
常见报错解决方案
422 Validation Error
{
"detail": [
{
"loc": [
"body",
"timestamp"
],
"msg": "field required",
"type": "value_error.missing"
}
]
}解决方法：
[*]检查客户端发送的JSON字段是否完整
[*]验证时间戳是否为数字类型
[*]添加默认值字段：timestamp: float = None
WebSocketTimeoutException
[*]成因：长时间未发送/接收消息
[*]解决：调整wait_for超时参数，添加心跳机制
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