随着互联网的快速发展，即时通信应用也越来越流行。尤其是近年来，随着移动互联网的普及，即时通信应用更是成为人们日常生活中不可或缺的一部分。本文将介绍如何使用 aiohttp 和 Server-Sent Events 来实现一个简单的即时聊天应用，并对其中的技术细节进行详细讲解。
aiohttp 是什么？
aiohttp 是一个 Python 的 HTTP 客户端和服务器框架。它支持异步 IO，与 Python 语言自带的 async IO 库结合使用，能够形成一个高效的、并发的、易于开发和维护的 Web 应用程序。使用 aiohttp 编写 Web 应用程序，可以极大地简化 IO 密集型代码的开发。aiohttp 还支持 WebSocket、HTTP/2 和 HTTP/3 协议。
Server-Sent Events 是什么？
Server-Sent Events (SSE) 是一种 HTML5 技术，它以一种简单的、基于文本的方式向 Web 页面推送事件流。当一个 SSE 连接建立后，服务器就会持续地向客户端发送事件流。这种技术被广泛地应用于实时通知、实时数据更新等方面。
实现一个简单的即时聊天应用
为了说明如何使用 aiohttp 和 SSE 实现即时通信，我们将要构建一个简单的聊天室应用，用户可以在聊天室中发送和接收消息。以下是该应用的主要功能：
- 在 Web 浏览器中展示聊天室 UI；
- 在聊天室中发送和接收消息；
- 将发送的消息在聊天室中持久化。
设计应用架构
首先，我们需要设计应用的架构，如下图所示：
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-------------------上述架构中，客户端为 Web Browser，它通过 HTTP Request 向 aiohttp Server 发送请求。aiohttp Server 使用 SSE 向客户端推送事件流，同时，它还会与 Chat Server 上的 Web Socket 建立连接，将聊天室中的消息通过 WebSocket 推送给客户端。
编写代码实现应用
接下来，我们将编写代码来实现上述应用的功能。我们首先需要构建一个可以处理 SSE 请求的 aiohttp Server。
实现 aiohttp Server 端
我们首先定义了一个用于处理 SSE 请求的 aiohttp View：
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------ --------上述代码定义了一个 sse_handler 函数，它是一个标准的 aiohttp View，用来处理 SSE 请求。在处理请求时，我们首先创建了一个 StreamResponse 对象，将其 headers 设置为 'Content-Type: text/event-stream'，这是 SSE 的标准 MIME 类型。之后，我们使用 await response.prepare() 将 response 对象准备好，允许我们使用 response.write() 向客户端发送数据。最后，我们使用 asyncio.sleep() 暂停 1 秒钟，模拟持续的 SSE 数据流。
接下来，我们需要将 sse_handler 绑定到 aiohttp Server 上：
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上述代码表示我们将 sse_handler 函数绑定到了 '/sse' 路由上，当客户端通过 'GET /sse' 请求该路由时，将调用 sse_handler 函数。最后，我们使用 web.run_app(app) 来启动整个 aiohttp Server。
实现 Chat Server 端
接下来，我们需要实现 Chat Server 端，它负责接收用户的消息、将消息持久化，并将消息通过 WebSocket 推送给聊天室中的所有用户。这里，我们可以使用 Python 的 WebSocket 库 fooster-websocket 来实现一个简单的 Chat Server。具体实现代码如下：
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--------------------------------------上述代码中，我们通过定义 ChatServer 类来处理 WebSocket 连接。我们将所有的用户连接存放在 users 集合中，并为每个客户端分配一个唯一的 client_id。同时，我们将 messages 用于保存已经发送的所有消息，以便 WebSocket 客户端可以在连接时收到历史消息。
我们接下来实现了一个 register 函数，用于添加新用户到 ChatServer 中。该函数将客户端添加到 users 集合中，并将客户端添加到 clients['all'] 中，以便 ChatServer 可以将消息发送到所有客户端。
然后，我们实现了一个 unregister 函数，用于从 ChatServer 中移除一个用户。当用户连接关闭时，我们删除了该用户的 WebSocket 对象，并从 users 集合中移除该用户。
最后，我们实现了一个 dispatch 函数，它负责将消息分发给 ChatServer 中的所有客户端，包括历史消息。当用户发送消息时，我们将消息添加到 messages 中，并将消息以 JSON 格式发送到所有客户端。匹配不同的用户组。最后，我们使用 websockets.serve() 函数启动聊天服务器，并在运行时处理 WebSocket 连接。
至此，我们已经完成了聊天服务器的编写。我们现在需要将 Chat Server 和 aiohttp Server 整合在一起。
整合 Chat Server 和 aiohttp Server
我们需要在 aiohttp Server 中建立 WebSocket 连接，将其作为 Chat Server 与 Chat Server 之间的通信通道，从而实现 Chat Server 推送消息给 Web Browser。
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---------------- ---------- ---------------上述代码为 aiohttp Server 的主体部分。我们将 '/chat' 绑定到使用漂亮的 timeout.html 模板实现的聊天窗口。在 sse_handler 中，我们向 '/sse' 发送了一个 GET 请求，以获取服务器推送的 SSE 事件流。在发现新数据时，我们将其发送到 ChatServer，以便 Chat Server 可以推送新消息。
运行即时聊天室应用
到此，我们已经实现了一个简单的即时聊天室应用程序。我们可以执行以下命令来启动它：
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总结
本文介绍了如何使用 aiohttp 和 Server-Sent Events 来实现一个简单的即时聊天室应用。基于该应用，我们讲解了 aiohttp 和 Server-Sent Events 的一些基本用法，以及如何将异步 IO 应用于 Web 开发。本文中所涉及的源代码可在 GitHub 上查看。
我们希望，通过本文的介绍，读者可以深入了解 aiohttp 和 Server-Sent Events 的使用，并且可以利用此知识去构建更为复杂的实时应用。
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