新手指南：ASGI 與 WebSocket 的差異與應用
更新日期： 2024 年 12 月 11 日
在現代網路應用中，即時通訊與高效數據交換變得越來越重要。
這時候，ASGI 和 WebSocket 經常被提及。
雖然這兩者常出現在相似的開發場景中，但它們的角色與作用並不相同。
本文將以簡單明瞭的方式，幫助新手理解 ASGI 與 WebSocket 的核心概念、技術差異及其關係。
ASGI 與 WebSocket 是什麼？
ASGI：應用層的標準
ASGI（Asynchronous Server Gateway Interface）是一種標準，為 Python 應用定義了處理多種協議的方式。
它的設計目的是解決 WSGI 僅支援 HTTP 的局限性，並支持非同步通訊功能。
簡單來說，ASGI 是應用程式與伺服器之間的橋樑，負責協調如何處理多種協議的請求，例如 HTTP、WebSocket、gRPC 等。
WebSocket：雙向通訊協議
WebSocket 是一種通訊協議，允許客戶端（如瀏覽器）和伺服器之間建立持久的雙向連線。
它可以實現即時數據交換，而不需要像 HTTP 那樣不斷發起新的請求。
ASGI 與 WebSocket 的用途層級
ASGI 的角色
- 作為應用層的總管，負責協調伺服器如何處理不同協議的請求。
- 可以同時處理 HTTP 和 WebSocket 請求，並進行路由分發。
- 例如，Django Channels 就是基於 ASGI 的框架，為 Django 應用添加了即時通訊的能力。
WebSocket 的角色
- 作為通訊方法，提供持久的雙向連接。
- 允許客戶端和伺服器即時交換訊息，適合即時聊天或即時通知等場景。
技術差異
| 比較點 | ASGI | WebSocket |
|---|---|---|
| 定位 | 一種應用層標準，負責協議處理與路由 | 一種通訊協議，提供雙向持久連接 |
| 支持的協議 | HTTP、WebSocket、gRPC、MQTT 等 | 僅支持 WebSocket 協議 |
| 角色 | Python 後端的非同步協議處理器 | 實現即時訊息傳輸的工具 |
| 實現方式 | 使用如 Daphne、Uvicorn 等 ASGI 伺服器運行 | 透過 WebSocket 客戶端和伺服器進行溝通 |
ASGI 與 WebSocket 的關係
ASGI 是上層架構，WebSocket 是協議的一部分
ASGI 作為一種標準，定義了如何讓 Python 後端處理 WebSocket 等非同步協議。
例如，當 ASGI 應用接收到 WebSocket 請求時，它會按照定義的路由，將請求轉交給對應的消費者（Consumer）處理。
Django Channels 的例子
Django Channels 是基於 ASGI 的框架，它可以同時處理 HTTP 和 WebSocket 請求。
例如，以下程式碼展示了如何在 asgi.py 中配置 ASGI 應用：
from channels.routing import ProtocolTypeRouter, URLRouter
from django.core.asgi import get_asgi_application
from chats.routing import websocket_urlpatterns
application = ProtocolTypeRouter({
"http": get_asgi_application(), # 處理 HTTP 請求
"websocket": URLRouter(websocket_urlpatterns), # 處理 WebSocket 請求
})在此例子中，ASGI 協調了 HTTP 和 WebSocket 的請求處理，將 WebSocket 的請求交給 Channels 的消費者處理。
類比說明
如果仍感到困惑，可以透過以下類比來理解：
- ASGI：像是一個總管，負責決定不同的請求應該由誰來處理。例如，HTTP 請求由 HTTP 消費者處理，WebSocket 請求由 WebSocket 消費者處理。
- WebSocket：像是一個傳話人，專注於即時訊息的雙向傳遞。
小結
- ASGI 是標準，WebSocket 是協議：ASGI 定義了 Python 應用如何處理包括 WebSocket 在內的多種協議。
- ASGI 幫助 Django 使用 WebSocket：透過 ASGI，Django 可以支援非同步功能，處理即時通訊需求。
- 協同工作：ASGI 和 WebSocket 並不是互相替代的技術，而是 ASGI 支持 WebSocket 的運作，為現代應用帶來更強大的即時性與互動性。
掌握 ASGI 與 WebSocket 的核心概念，將幫助你更好地理解現代網路應用的技術基礎，並開發出更高效的即時功能。