基于Django?websocket實現(xiàn)視頻畫面的實時傳輸功能(最新推薦)

更新時間：2023年06月09日 10:58:48 作者：cyl-2002

Django?Channels?是一個用于在?Django框架中實現(xiàn)實時、異步通信的擴展庫，本文給大家介紹基于Django?websocket實現(xiàn)視頻畫面的實時傳輸案例,本案例是基于B/S架構(gòu)的視頻監(jiān)控畫面的實時傳輸，使用django作為服務端的開發(fā)框架，需要的朋友可以參考下

基于Django websocket實現(xiàn)視頻畫面的實時傳輸案例

??本案例是基于B/S架構(gòu)的視頻監(jiān)控畫面的實時傳輸，使用django作為服務端的開發(fā)框架。

Django Channels 是一個用于在 Django 框架中實現(xiàn)實時、異步通信的擴展庫。傳統(tǒng)的 Django 是基于請求-響應模式的，每個請求都會經(jīng)過 Django 的視圖函數(shù)進行處理并返回響應。而 Channels 提供了基于事件驅(qū)動的編程模型，使得開發(fā)者可以處理實時的事件，如 WebSocket 連接、消息隊列、定時任務等。

Channels 的主要特性包括：

支持 WebSocket：Channels 可以輕松地處理 WebSocket 連接，實現(xiàn)實時的雙向通信；
異步處理：Channels 使用異步方式處理請求和事件，可以提高應用的性能和并發(fā)能力；
Channels 可以與諸如 Celery 等任務隊列庫集成，處理后臺任務和定時任務。

Channels可以跟Django無縫銜接，常用于開發(fā)聊天室、實時通知、實時數(shù)據(jù)更新等。

WebSocket 是一種在客戶端和服務器之間進行雙向通信的網(wǎng)絡協(xié)議。與傳統(tǒng)的 HTTP 請求-響應模式不同，WebSocket 只需要完成一次握手就可以創(chuàng)建持久性的連接，允許服務器主動向客戶端推送數(shù)據(jù)，而不需要客戶端發(fā)起請求。

在使用 WebSocket 進行通信時，涉及到異步和同步兩個概念：

在異步模式下，websocket使用異步的方式操作i/o，允許同時處理多個連接或事件。

在同步模式下，每個 WebSocket 連接會被分配給一個線程或進程進行處理，消息的接收和發(fā)送是同步的操作。同步方式適用于一對一的連接事件。

環(huán)境配置

1、下載安裝channels庫

pip install channels

2、添加 Channels 到 Django 項目的安裝應用列表中：打開 Django 項目的 settings.py 文件，在 INSTALLED_APPS 設置中添加 'channels'，確保它出現(xiàn)在其他應用的前面：

INSTALLED_APPS = [
    ...
    'channels',
    ...
]

并且在settings.py 文件添加以下內(nèi)容：

ASGI_APPLICATION = "projetc2.asgi.application" #project2為項目名稱
CHANNEL_LAYERS = {
    'default': {
        'BACKEND': 'channels.layers.InMemoryChannelLayer',
    },
}

Django Channels 運行于 ASGI（Asynchronous Server Gateway Interface）協(xié)議上。ASGI 是一個用于處理異步 Python Web 應用程序的協(xié)議，它提供了一種標準的方式來與 Web 服務器和應用程序框架之間進行通信。

3、配置 Channels 的 ASGI 應用程序：在 Django 項目的根目錄下有一個名為 asgi.py 的文件，然后將文件中修改為以下內(nèi)容：

import os
from channels.routing import ProtocolTypeRouter, URLRouter
from django.core.asgi import get_asgi_application
from projetc2 import routing 
os.environ.setdefault('DJANGO_SETTINGS_MODULE', '項目名稱.settings')
application = ProtocolTypeRouter({
    "http": get_asgi_application(),
    "websocket": URLRouter(routing.websocket_urlpatterns)
})

4、配置 WebSocket 路由：在 Django 項目 project的目錄下創(chuàng)建一個名為 routing.py 的文件，然后定義您的 WebSocket 路由。以下是一個示例：

from django.urls import re_path
from app import consumers
websocket_urlpatterns = [
    re_path(r'ws/some-path1/$', consumers.TailfConsumer.as_asgi()),
]

5、創(chuàng)建 WebSocket 消費者：在 myapp 應用的目錄下創(chuàng)建一個名為 consumers.py 的文件，定義您的 WebSocket 消費者類。

使用 Django WebSocket 實現(xiàn)循環(huán)發(fā)送圖像數(shù)據(jù)

當使用 Django WebSocket 實現(xiàn)循環(huán)發(fā)送數(shù)據(jù)時，可能會遇到 “took too long to shut down and was killed” 錯誤。這個錯誤通常是因為循環(huán)發(fā)送數(shù)據(jù)的操作沒有正確終止導致的。

AsyncWebsocketConsumer 是 Django Channels 中用于處理 WebSocket 連接的異步消費者類。它是一個基于協(xié)程的類，用于處理 WebSocket 連接的生命周期、接收和發(fā)送消息等操作。

創(chuàng)建一個繼承AsyncWebsocketConsumer的自定義消費者類

class TailfConsumer(AsyncWebsocketConsumer):
    async def connect(self):
        """
        這里定義連接建立時的邏輯
        """
        # 接受客戶端連接        
        await self.accept()
        # 開啟循環(huán)發(fā)送數(shù)據(jù)
        asyncio.ensure_future(self.send_data_loop())
    async def disconnect(self, close_code):
        # 連接斷開時的邏輯
        pass
    async def send_data_loop(self):
        while True:
            # 獲取數(shù)據(jù)
            data = await self.get_data()
            await self.send(json.dumps(data))
            await asyncio.sleep(1)  # 假設每秒發(fā)送一次數(shù)據(jù)
   async def get_data(self):
        """
        監(jiān)聽端口5000 ，實時獲取視頻圖像數(shù)據(jù)
        """
        import pickle
        import socket
        # 創(chuàng)建客戶端 socket 對象
        client_socket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
        # 設置服務器地址和端口號
        server_address = ('192.168.1.106', 5000)
        # 連接服務器
        client_socket.connect(server_address)
        decoded_data = {"leftimg":""}
        try:
            # 接收數(shù)據(jù)
            received_data = client_socket.recv(600000000)
            # 如果接收到數(shù)據(jù)，則進行處理
            if received_data:
                try:
                    decoded_data = pickle.loads(received_data)
                    # 在這里處理解碼后的數(shù)據(jù)
                except pickle.UnpicklingError as e:
                    # 處理解碼錯誤
                    print(f"Failed to decode pickle data: {e}")
                client_socket.close()
        except Exception as e:
            print('接收數(shù)據(jù)時出錯:', str(e))
        return decoded_data

async 和 await 是 Python 中用于定義和處理異步操作的關(guān)鍵字。它們與協(xié)程（coroutine）一起使用，以實現(xiàn)更高效的并發(fā)和非阻塞的編程。

創(chuàng)建一個腳本打開攝像頭模擬通過socket發(fā)送圖像數(shù)據(jù)，由于直接打開攝像頭不能被多個用戶同時獲取數(shù)據(jù)，所以采用這種方式實時發(fā)送數(shù)據(jù)，腳本如下：

import pickle
import socket
import threading
import cv2
import base64
video_source = 0
# 創(chuàng)建視頻捕獲對象
cap = cv2.VideoCapture(video_source)
# 獲取視頻的寬度和高度
width = int(cap.get(cv2.CAP_PROP_FRAME_WIDTH))
height = int(cap.get(cv2.CAP_PROP_FRAME_HEIGHT))
# 用于存儲連接的客戶端 Socket
client_sockets = []
import random
# 生成一個包含19個隨機整數(shù)的列表
# 創(chuàng)建 socket 對象
server_socket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
# 綁定服務器地址和端口
server_address = ('192.168.1.106', 5000)
server_socket.bind(server_address)
# 監(jiān)聽客戶端連接
server_socket.listen(1)
def image_to_base64(image):
    # 將圖像數(shù)據(jù)編碼為 Base64 字符串
    image_base64 = base64.b64encode(image).decode('utf-8')
    return image_base64
# 定義發(fā)送視頻數(shù)據(jù)的函數(shù)
def send_video_data():
    while True:
        ret, frame = cap.read()
        if not ret:
            break
        # 將圖像編碼為 JPEG 格式
        _, image_data = cv2.imencode('.jpg', frame)
        # 遍歷所有客戶端連接，發(fā)送視頻數(shù)據(jù)
        for client_socket in client_sockets:
            try:
                # 發(fā)送圖像數(shù)據(jù)
                encoded_data = pickle.dumps({
                    "leftimg": image_to_base64(image_data),
                })
                client_socket.sendall(encoded_data)
            except Exception as e:
                print(f"Error sending video data to client: {e}")
                client_socket.close()
                client_sockets.remove(client_socket)
# 定義處理客戶端連接的函數(shù)
def handle_client_connection(client_socket):
    while True:
        try:
            # 接收客戶端請求
            data = client_socket.recv(1024)
            if not data:
                break
            # 處理客戶端請求
            # 在此可以添加其他自定義邏輯
        except Exception as e:
            print(f"Error handling client connection: {e}")
            break
    # 關(guān)閉客戶端連接
    client_socket.close()
    client_sockets.remove(client_socket)
# 接受客戶端連接，并啟動視頻發(fā)送線程
def accept_client_connections():
    while True:
        client_socket, _ = server_socket.accept()
        client_sockets.append(client_socket)
# 啟動視頻發(fā)送線程和客戶端連接接受線程
send_thread = threading.Thread(target=send_video_data)
accept_thread = threading.Thread(target=accept_client_connections)
send_thread.start()
accept_thread.start()

前端代碼：

<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
    <meta charset="UTF-8">
    <title>Title</title>
</head>
<body>
<img  width="800" height="500" id="image">
<script>
    var socket = new WebSocket("ws://192.168.1.106:8000/ws/some-path1/");
    socket.onopen = function(event) {
        console.log("WebSocket連接已打開");
    };
    socket.onmessage = function(event) {
        // 接收到消息時的處理
        const imageData = event.data; // 從事件中獲取圖像數(shù)據(jù)
        // 在前端顯示圖像數(shù)據(jù)，這里假設有一個img元素來顯示圖像
        const imgElement = document.getElementById('image');
        imgElement.src = "data:image/jpeg;base64," + JSON.parse(imageData)["leftimg"];
    };
    socket.onclose = function(event) {
        console.log("WebSocket連接已關(guān)閉");
    };
</script>
</body>
</html>

到此這篇關(guān)于基于Django websocket實現(xiàn)視頻畫面的實時傳輸案例的文章就介紹到這了,更多相關(guān)Django websocket實時傳輸內(nèi)容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！

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