Сетевые решения на Python: сокеты, HTTP, асинхронность

Расширенные примеры сетевого программирования

1. Асинхронный HTTP-клиент с ограничением параллельных запросов

import asyncio
import aiohttp

async def fetch(session, url, sem):
    async with sem:
        try:
            async with session.get(url, timeout=5) as resp:
                return await resp.text()
        except asyncio.TimeoutError:
            return f'Timeout {url}'
        except Exception as e:
            return f'Error {url}: {e}'

async def main():
    sem = asyncio.Semaphore(10)
    urls = [f'https://httpbin.org/delay/{i}' for i in range(1, 6)]
    async with aiohttp.ClientSession() as session:
        tasks = [fetch(session, url, sem) for url in urls]
        results = await asyncio.gather(*tasks)
        for r in results:
            print(r[:50])

asyncio.run(main())

# Вывод (пример):
{
  "args": {}, 
  "data": "", 
  "files": {}, 
  "form": {}, 
  "headers": ...
}
... (сокращено)

Пояснение: Semaphore ограничивает количество одновременных запросов, timeout и обработка ошибок.

2. Асинхронный TCP-чат-сервер с трансляцией сообщений всем клиентам

import asyncio

clients = set()

async def handle_client(reader, writer):
    addr = writer.get_extra_info('peername')
    clients.add(writer)
    print(f'Новый клиент: {addr}')
    try:
        while True:
            data = await reader.read(100)
            if not data:
                break
            message = f'{addr}: {data.decode()}'
            print(message)
            # отправляем всем клиентам
            for w in clients:
                if w != writer:
                    w.write(message.encode())
                    await w.drain()
    except asyncio.CancelledError:
        pass
    finally:
        clients.discard(writer)
        writer.close()
        print(f'Клиент {addr} отключился')

async def main():
    server = await asyncio.start_server(handle_client, 'localhost', 9000)
    print('Чат-сервер запущен')
    async with server:
        await server.serve_forever()

asyncio.run(main())

# Вывод сервера:
Новый клиент: ('127.0.0.1', 54001)
('127.0.0.1', 54001): Привет
Клиент ('127.0.0.1', 54001) отключился

Пояснение: используется множество clients для хранения всех подключенных писателей. При получении сообщения отправляем всем, кроме отправителя.

3. WebSocket сервер с авторизацией и передачей JSON

import asyncio
import websockets
import json

USERS = {'admin': 'secret'}

async def handler(websocket, path):
    # авторизация через первое сообщение
    auth_msg = await websocket.recv()
    data = json.loads(auth_msg)
    if data.get('type') != 'auth':
        await websocket.close(1008, 'Требуется авторизация')
        return
    username = data['username']
    password = data['password']
    if USERS.get(username) != password:
        await websocket.close(4001, 'Неверные учетные данные')
        return
    await websocket.send(json.dumps({'status': 'ok', 'message': 'Авторизация успешна'}))
    async for message in websocket:
        print(f'От {username}: {message}')
        await websocket.send(json.dumps({'from': username, 'echo': message}))

start_server = websockets.serve(handler, 'localhost', 8765)
asyncio.get_event_loop().run_until_complete(start_server)
asyncio.get_event_loop().run_forever()

# Клиент (пример):
import asyncio
import websockets
import json

async def test():
    async with websockets.connect('ws://localhost:8765') as ws:
        await ws.send(json.dumps({'type':'auth','username':'admin','password':'secret'}))
        resp = await ws.recv()
        print(resp)  # {"status": "ok", "message": "Авторизация успешна"}
        await ws.send('Привет')
        echo = await ws.recv()
        print(echo)  # {"from": "admin", "echo": "Привет"}

asyncio.run(test())

Пояснение: авторизация через JSON, проверка учетных данных, эхо-ответ.