WebSockets¶
FastAPIでWebSocketsを使用できます。
WebSocketsをインストール¶
仮想環境を作成し、アクティブにして、websocketsをインストールしてください。
$ pip install websockets
---> 100%
WebSocketsクライアント¶
本番環境¶
本番環境システムでは、React、Vue.js、Angularなどの最新フレームワークで作成されたフロントエンドがあるでしょう。
そして、WebSocketsを使用してバックエンドと通信するために、おそらくフロントエンドのユーティリティを使用するでしょう。
または、ネイティブコードでWebSocketバックエンドと直接通信するネイティブモバイルアプリケーションがあるかもしれません。
または、WebSocketエンドポイントと通信する他の方法があるかもしれません。
ただし、この例では、非常に単純なHTMLドキュメントといくつかのJavaScriptを、すべて長い文字列の中に含めて使用します。
もちろん、これは最適ではなく、本番環境では使用しません。
本番環境では、上記のオプションのいずれかを使用します。
しかし、WebSocketsのサーバー側に焦点を当て、動作する例を用意する最も簡単な方法です
from fastapi import FastAPI, WebSocket
from fastapi.responses import HTMLResponse
app = FastAPI()
html = """
<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
<title>Chat</title>
</head>
<body>
<h1>WebSocket Chat</h1>
<form action="" onsubmit="sendMessage(event)">
<input type="text" id="messageText" autocomplete="off"/>
<button>Send</button>
</form>
<ul id='messages'>
</ul>
<script>
var ws = new WebSocket("ws://localhost:8000/ws");
ws.onmessage = function(event) {
var messages = document.getElementById('messages')
var message = document.createElement('li')
var content = document.createTextNode(event.data)
message.appendChild(content)
messages.appendChild(message)
};
function sendMessage(event) {
var input = document.getElementById("messageText")
ws.send(input.value)
input.value = ''
event.preventDefault()
}
</script>
</body>
</html>
"""
@app.get("/")
async def get():
return HTMLResponse(html)
@app.websocket("/ws")
async def websocket_endpoint(websocket: WebSocket):
await websocket.accept()
while True:
data = await websocket.receive_text()
await websocket.send_text(f"Message text was: {data}")
websocketを作成¶
FastAPIアプリケーションで、websocketを作成します
from fastapi import FastAPI, WebSocket
from fastapi.responses import HTMLResponse
app = FastAPI()
html = """
<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
<title>Chat</title>
</head>
<body>
<h1>WebSocket Chat</h1>
<form action="" onsubmit="sendMessage(event)">
<input type="text" id="messageText" autocomplete="off"/>
<button>Send</button>
</form>
<ul id='messages'>
</ul>
<script>
var ws = new WebSocket("ws://localhost:8000/ws");
ws.onmessage = function(event) {
var messages = document.getElementById('messages')
var message = document.createElement('li')
var content = document.createTextNode(event.data)
message.appendChild(content)
messages.appendChild(message)
};
function sendMessage(event) {
var input = document.getElementById("messageText")
ws.send(input.value)
input.value = ''
event.preventDefault()
}
</script>
</body>
</html>
"""
@app.get("/")
async def get():
return HTMLResponse(html)
@app.websocket("/ws")
async def websocket_endpoint(websocket: WebSocket):
await websocket.accept()
while True:
data = await websocket.receive_text()
await websocket.send_text(f"Message text was: {data}")
"技術的な詳細"
from starlette.websockets import WebSocketを使用することもできます。
FastAPIは、開発者にとって便利なように、同じWebSocketを直接提供します。ただし、これはStarletteから直接提供されています。
メッセージを待機し、メッセージを送信¶
WebSocketルートでは、メッセージをawaitで待ち、メッセージを送信できます。
from fastapi import FastAPI, WebSocket
from fastapi.responses import HTMLResponse
app = FastAPI()
html = """
<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
<title>Chat</title>
</head>
<body>
<h1>WebSocket Chat</h1>
<form action="" onsubmit="sendMessage(event)">
<input type="text" id="messageText" autocomplete="off"/>
<button>Send</button>
</form>
<ul id='messages'>
</ul>
<script>
var ws = new WebSocket("ws://localhost:8000/ws");
ws.onmessage = function(event) {
var messages = document.getElementById('messages')
var message = document.createElement('li')
var content = document.createTextNode(event.data)
message.appendChild(content)
messages.appendChild(message)
};
function sendMessage(event) {
var input = document.getElementById("messageText")
ws.send(input.value)
input.value = ''
event.preventDefault()
}
</script>
</body>
</html>
"""
@app.get("/")
async def get():
return HTMLResponse(html)
@app.websocket("/ws")
async def websocket_endpoint(websocket: WebSocket):
await websocket.accept()
while True:
data = await websocket.receive_text()
await websocket.send_text(f"Message text was: {data}")
バイナリ、テキスト、JSONデータを受信および送信できます。
試してみる¶
ファイルの名前がmain.pyの場合、次のコマンドでアプリケーションを実行します
$ fastapi dev main.py
<span style="color: green;">INFO</span>: Uvicorn running on http://127.0.0.1:8000 (Press CTRL+C to quit)
http://127.0.0.1:8000でブラウザを開きます。
次のようなシンプルなページが表示されます
入力ボックスにメッセージを入力して送信できます
そして、WebSocketsを使用したFastAPIアプリケーションが応答を返します
多くのメッセージを送信（および受信）できます
そして、それらはすべて同じWebSocket接続を使用します。
Dependsなどの使用¶
WebSocketエンドポイントでは、fastapiからインポートして使用できます
DependsセキュリティCookieHeaderPathQuery
これらは他のFastAPIエンドポイント/パスオペレーションの場合と同じように機能します
from typing import Annotated
from fastapi import (
Cookie,
Depends,
FastAPI,
Query,
WebSocket,
WebSocketException,
status,
)
from fastapi.responses import HTMLResponse
app = FastAPI()
html = """
<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
<title>Chat</title>
</head>
<body>
<h1>WebSocket Chat</h1>
<form action="" onsubmit="sendMessage(event)">
<label>Item ID: <input type="text" id="itemId" autocomplete="off" value="foo"/></label>
<label>Token: <input type="text" id="token" autocomplete="off" value="some-key-token"/></label>
<button onclick="connect(event)">Connect</button>
<hr>
<label>Message: <input type="text" id="messageText" autocomplete="off"/></label>
<button>Send</button>
</form>
<ul id='messages'>
</ul>
<script>
var ws = null;
function connect(event) {
var itemId = document.getElementById("itemId")
var token = document.getElementById("token")
ws = new WebSocket("ws://localhost:8000/items/" + itemId.value + "/ws?token=" + token.value);
ws.onmessage = function(event) {
var messages = document.getElementById('messages')
var message = document.createElement('li')
var content = document.createTextNode(event.data)
message.appendChild(content)
messages.appendChild(message)
};
event.preventDefault()
}
function sendMessage(event) {
var input = document.getElementById("messageText")
ws.send(input.value)
input.value = ''
event.preventDefault()
}
</script>
</body>
</html>
"""
@app.get("/")
async def get():
return HTMLResponse(html)
async def get_cookie_or_token(
websocket: WebSocket,
session: Annotated[str | None, Cookie()] = None,
token: Annotated[str | None, Query()] = None,
):
if session is None and token is None:
raise WebSocketException(code=status.WS_1008_POLICY_VIOLATION)
return session or token
@app.websocket("/items/{item_id}/ws")
async def websocket_endpoint(
*,
websocket: WebSocket,
item_id: str,
q: int | None = None,
cookie_or_token: Annotated[str, Depends(get_cookie_or_token)],
):
await websocket.accept()
while True:
data = await websocket.receive_text()
await websocket.send_text(
f"Session cookie or query token value is: {cookie_or_token}"
)
if q is not None:
await websocket.send_text(f"Query parameter q is: {q}")
await websocket.send_text(f"Message text was: {data}, for item ID: {item_id}")
from typing import Annotated, Union
from fastapi import (
Cookie,
Depends,
FastAPI,
Query,
WebSocket,
WebSocketException,
status,
)
from fastapi.responses import HTMLResponse
app = FastAPI()
html = """
<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
<title>Chat</title>
</head>
<body>
<h1>WebSocket Chat</h1>
<form action="" onsubmit="sendMessage(event)">
<label>Item ID: <input type="text" id="itemId" autocomplete="off" value="foo"/></label>
<label>Token: <input type="text" id="token" autocomplete="off" value="some-key-token"/></label>
<button onclick="connect(event)">Connect</button>
<hr>
<label>Message: <input type="text" id="messageText" autocomplete="off"/></label>
<button>Send</button>
</form>
<ul id='messages'>
</ul>
<script>
var ws = null;
function connect(event) {
var itemId = document.getElementById("itemId")
var token = document.getElementById("token")
ws = new WebSocket("ws://localhost:8000/items/" + itemId.value + "/ws?token=" + token.value);
ws.onmessage = function(event) {
var messages = document.getElementById('messages')
var message = document.createElement('li')
var content = document.createTextNode(event.data)
message.appendChild(content)
messages.appendChild(message)
};
event.preventDefault()
}
function sendMessage(event) {
var input = document.getElementById("messageText")
ws.send(input.value)
input.value = ''
event.preventDefault()
}
</script>
</body>
</html>
"""
@app.get("/")
async def get():
return HTMLResponse(html)
async def get_cookie_or_token(
websocket: WebSocket,
session: Annotated[Union[str, None], Cookie()] = None,
token: Annotated[Union[str, None], Query()] = None,
):
if session is None and token is None:
raise WebSocketException(code=status.WS_1008_POLICY_VIOLATION)
return session or token
@app.websocket("/items/{item_id}/ws")
async def websocket_endpoint(
*,
websocket: WebSocket,
item_id: str,
q: Union[int, None] = None,
cookie_or_token: Annotated[str, Depends(get_cookie_or_token)],
):
await websocket.accept()
while True:
data = await websocket.receive_text()
await websocket.send_text(
f"Session cookie or query token value is: {cookie_or_token}"
)
if q is not None:
await websocket.send_text(f"Query parameter q is: {q}")
await websocket.send_text(f"Message text was: {data}, for item ID: {item_id}")
from typing import Union
from fastapi import (
Cookie,
Depends,
FastAPI,
Query,
WebSocket,
WebSocketException,
status,
)
from fastapi.responses import HTMLResponse
from typing_extensions import Annotated
app = FastAPI()
html = """
<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
<title>Chat</title>
</head>
<body>
<h1>WebSocket Chat</h1>
<form action="" onsubmit="sendMessage(event)">
<label>Item ID: <input type="text" id="itemId" autocomplete="off" value="foo"/></label>
<label>Token: <input type="text" id="token" autocomplete="off" value="some-key-token"/></label>
<button onclick="connect(event)">Connect</button>
<hr>
<label>Message: <input type="text" id="messageText" autocomplete="off"/></label>
<button>Send</button>
</form>
<ul id='messages'>
</ul>
<script>
var ws = null;
function connect(event) {
var itemId = document.getElementById("itemId")
var token = document.getElementById("token")
ws = new WebSocket("ws://localhost:8000/items/" + itemId.value + "/ws?token=" + token.value);
ws.onmessage = function(event) {
var messages = document.getElementById('messages')
var message = document.createElement('li')
var content = document.createTextNode(event.data)
message.appendChild(content)
messages.appendChild(message)
};
event.preventDefault()
}
function sendMessage(event) {
var input = document.getElementById("messageText")
ws.send(input.value)
input.value = ''
event.preventDefault()
}
</script>
</body>
</html>
"""
@app.get("/")
async def get():
return HTMLResponse(html)
async def get_cookie_or_token(
websocket: WebSocket,
session: Annotated[Union[str, None], Cookie()] = None,
token: Annotated[Union[str, None], Query()] = None,
):
if session is None and token is None:
raise WebSocketException(code=status.WS_1008_POLICY_VIOLATION)
return session or token
@app.websocket("/items/{item_id}/ws")
async def websocket_endpoint(
*,
websocket: WebSocket,
item_id: str,
q: Union[int, None] = None,
cookie_or_token: Annotated[str, Depends(get_cookie_or_token)],
):
await websocket.accept()
while True:
data = await websocket.receive_text()
await websocket.send_text(
f"Session cookie or query token value is: {cookie_or_token}"
)
if q is not None:
await websocket.send_text(f"Query parameter q is: {q}")
await websocket.send_text(f"Message text was: {data}, for item ID: {item_id}")
ヒント
可能であれば、Annotatedバージョンを使用することをお勧めします。
from fastapi import (
Cookie,
Depends,
FastAPI,
Query,
WebSocket,
WebSocketException,
status,
)
from fastapi.responses import HTMLResponse
app = FastAPI()
html = """
<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
<title>Chat</title>
</head>
<body>
<h1>WebSocket Chat</h1>
<form action="" onsubmit="sendMessage(event)">
<label>Item ID: <input type="text" id="itemId" autocomplete="off" value="foo"/></label>
<label>Token: <input type="text" id="token" autocomplete="off" value="some-key-token"/></label>
<button onclick="connect(event)">Connect</button>
<hr>
<label>Message: <input type="text" id="messageText" autocomplete="off"/></label>
<button>Send</button>
</form>
<ul id='messages'>
</ul>
<script>
var ws = null;
function connect(event) {
var itemId = document.getElementById("itemId")
var token = document.getElementById("token")
ws = new WebSocket("ws://localhost:8000/items/" + itemId.value + "/ws?token=" + token.value);
ws.onmessage = function(event) {
var messages = document.getElementById('messages')
var message = document.createElement('li')
var content = document.createTextNode(event.data)
message.appendChild(content)
messages.appendChild(message)
};
event.preventDefault()
}
function sendMessage(event) {
var input = document.getElementById("messageText")
ws.send(input.value)
input.value = ''
event.preventDefault()
}
</script>
</body>
</html>
"""
@app.get("/")
async def get():
return HTMLResponse(html)
async def get_cookie_or_token(
websocket: WebSocket,
session: str | None = Cookie(default=None),
token: str | None = Query(default=None),
):
if session is None and token is None:
raise WebSocketException(code=status.WS_1008_POLICY_VIOLATION)
return session or token
@app.websocket("/items/{item_id}/ws")
async def websocket_endpoint(
websocket: WebSocket,
item_id: str,
q: int | None = None,
cookie_or_token: str = Depends(get_cookie_or_token),
):
await websocket.accept()
while True:
data = await websocket.receive_text()
await websocket.send_text(
f"Session cookie or query token value is: {cookie_or_token}"
)
if q is not None:
await websocket.send_text(f"Query parameter q is: {q}")
await websocket.send_text(f"Message text was: {data}, for item ID: {item_id}")
ヒント
可能であれば、Annotatedバージョンを使用することをお勧めします。
from typing import Union
from fastapi import (
Cookie,
Depends,
FastAPI,
Query,
WebSocket,
WebSocketException,
status,
)
from fastapi.responses import HTMLResponse
app = FastAPI()
html = """
<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
<title>Chat</title>
</head>
<body>
<h1>WebSocket Chat</h1>
<form action="" onsubmit="sendMessage(event)">
<label>Item ID: <input type="text" id="itemId" autocomplete="off" value="foo"/></label>
<label>Token: <input type="text" id="token" autocomplete="off" value="some-key-token"/></label>
<button onclick="connect(event)">Connect</button>
<hr>
<label>Message: <input type="text" id="messageText" autocomplete="off"/></label>
<button>Send</button>
</form>
<ul id='messages'>
</ul>
<script>
var ws = null;
function connect(event) {
var itemId = document.getElementById("itemId")
var token = document.getElementById("token")
ws = new WebSocket("ws://localhost:8000/items/" + itemId.value + "/ws?token=" + token.value);
ws.onmessage = function(event) {
var messages = document.getElementById('messages')
var message = document.createElement('li')
var content = document.createTextNode(event.data)
message.appendChild(content)
messages.appendChild(message)
};
event.preventDefault()
}
function sendMessage(event) {
var input = document.getElementById("messageText")
ws.send(input.value)
input.value = ''
event.preventDefault()
}
</script>
</body>
</html>
"""
@app.get("/")
async def get():
return HTMLResponse(html)
async def get_cookie_or_token(
websocket: WebSocket,
session: Union[str, None] = Cookie(default=None),
token: Union[str, None] = Query(default=None),
):
if session is None and token is None:
raise WebSocketException(code=status.WS_1008_POLICY_VIOLATION)
return session or token
@app.websocket("/items/{item_id}/ws")
async def websocket_endpoint(
websocket: WebSocket,
item_id: str,
q: Union[int, None] = None,
cookie_or_token: str = Depends(get_cookie_or_token),
):
await websocket.accept()
while True:
data = await websocket.receive_text()
await websocket.send_text(
f"Session cookie or query token value is: {cookie_or_token}"
)
if q is not None:
await websocket.send_text(f"Query parameter q is: {q}")
await websocket.send_text(f"Message text was: {data}, for item ID: {item_id}")
情報
これはWebSocketであるため、HTTPExceptionを発生させることは実際には意味がありません。代わりに、WebSocketExceptionを発生させます。
仕様で定義されている有効なコードから終了コードを使用できます。
依存関係のあるWebSocketsを試す¶
ファイルの名前がmain.pyの場合、次のコマンドでアプリケーションを実行します
$ fastapi dev main.py
<span style="color: green;">INFO</span>: Uvicorn running on http://127.0.0.1:8000 (Press CTRL+C to quit)
http://127.0.0.1:8000でブラウザを開きます。
そこで、次を設定できます
- パスで使用される「アイテムID」。
- クエリパラメータとして使用される「トークン」。
ヒント
クエリtokenは依存関係によって処理されることに注意してください。
これでWebSocketに接続し、メッセージを送受信できます。
切断と複数クライアントの処理¶
WebSocket接続が閉じられると、await websocket.receive_text() は WebSocketDisconnect 例外を発生させます。これは、次の例のようにキャッチして処理できます。
from fastapi import FastAPI, WebSocket, WebSocketDisconnect
from fastapi.responses import HTMLResponse
app = FastAPI()
html = """
<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
<title>Chat</title>
</head>
<body>
<h1>WebSocket Chat</h1>
<h2>Your ID: <span id="ws-id"></span></h2>
<form action="" onsubmit="sendMessage(event)">
<input type="text" id="messageText" autocomplete="off"/>
<button>Send</button>
</form>
<ul id='messages'>
</ul>
<script>
var client_id = Date.now()
document.querySelector("#ws-id").textContent = client_id;
var ws = new WebSocket(`ws://localhost:8000/ws/${client_id}`);
ws.onmessage = function(event) {
var messages = document.getElementById('messages')
var message = document.createElement('li')
var content = document.createTextNode(event.data)
message.appendChild(content)
messages.appendChild(message)
};
function sendMessage(event) {
var input = document.getElementById("messageText")
ws.send(input.value)
input.value = ''
event.preventDefault()
}
</script>
</body>
</html>
"""
class ConnectionManager:
def __init__(self):
self.active_connections: list[WebSocket] = []
async def connect(self, websocket: WebSocket):
await websocket.accept()
self.active_connections.append(websocket)
def disconnect(self, websocket: WebSocket):
self.active_connections.remove(websocket)
async def send_personal_message(self, message: str, websocket: WebSocket):
await websocket.send_text(message)
async def broadcast(self, message: str):
for connection in self.active_connections:
await connection.send_text(message)
manager = ConnectionManager()
@app.get("/")
async def get():
return HTMLResponse(html)
@app.websocket("/ws/{client_id}")
async def websocket_endpoint(websocket: WebSocket, client_id: int):
await manager.connect(websocket)
try:
while True:
data = await websocket.receive_text()
await manager.send_personal_message(f"You wrote: {data}", websocket)
await manager.broadcast(f"Client #{client_id} says: {data}")
except WebSocketDisconnect:
manager.disconnect(websocket)
await manager.broadcast(f"Client #{client_id} left the chat")
from typing import List
from fastapi import FastAPI, WebSocket, WebSocketDisconnect
from fastapi.responses import HTMLResponse
app = FastAPI()
html = """
<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
<title>Chat</title>
</head>
<body>
<h1>WebSocket Chat</h1>
<h2>Your ID: <span id="ws-id"></span></h2>
<form action="" onsubmit="sendMessage(event)">
<input type="text" id="messageText" autocomplete="off"/>
<button>Send</button>
</form>
<ul id='messages'>
</ul>
<script>
var client_id = Date.now()
document.querySelector("#ws-id").textContent = client_id;
var ws = new WebSocket(`ws://localhost:8000/ws/${client_id}`);
ws.onmessage = function(event) {
var messages = document.getElementById('messages')
var message = document.createElement('li')
var content = document.createTextNode(event.data)
message.appendChild(content)
messages.appendChild(message)
};
function sendMessage(event) {
var input = document.getElementById("messageText")
ws.send(input.value)
input.value = ''
event.preventDefault()
}
</script>
</body>
</html>
"""
class ConnectionManager:
def __init__(self):
self.active_connections: List[WebSocket] = []
async def connect(self, websocket: WebSocket):
await websocket.accept()
self.active_connections.append(websocket)
def disconnect(self, websocket: WebSocket):
self.active_connections.remove(websocket)
async def send_personal_message(self, message: str, websocket: WebSocket):
await websocket.send_text(message)
async def broadcast(self, message: str):
for connection in self.active_connections:
await connection.send_text(message)
manager = ConnectionManager()
@app.get("/")
async def get():
return HTMLResponse(html)
@app.websocket("/ws/{client_id}")
async def websocket_endpoint(websocket: WebSocket, client_id: int):
await manager.connect(websocket)
try:
while True:
data = await websocket.receive_text()
await manager.send_personal_message(f"You wrote: {data}", websocket)
await manager.broadcast(f"Client #{client_id} says: {data}")
except WebSocketDisconnect:
manager.disconnect(websocket)
await manager.broadcast(f"Client #{client_id} left the chat")
試してみるには
- 複数のブラウザタブでアプリを開きます。
- それぞれのタブからメッセージを書き込みます。
- 次に、いずれかのタブを閉じます。
これにより WebSocketDisconnect 例外が発生し、他のすべてのクライアントに次のようなメッセージが送信されます。
Client #1596980209979 left the chat
ヒント
上記のアプリは、複数のWebSocket接続を処理し、メッセージをブロードキャストする方法を示すための最小限のシンプルな例です。
ただし、すべてがメモリ内の単一のリストで処理されるため、プロセスが実行されている間のみ機能し、単一のプロセスでのみ機能することに注意してください。
FastAPIと簡単に統合でき、Redis、PostgreSQLなどでサポートされている、より堅牢なものが必要な場合は、encode/broadcaster を確認してください。
詳細情報¶
オプションの詳細については、Starletteのドキュメントの以下を参照してください。