快捷導(dǎo)航

Flask SocketIO實現(xiàn)動態(tài)繪圖的示例詳解

更新時間：2023年11月28日 08:28:16 作者：微軟技術(shù)分享

Flask-SocketIO 是基于 Flask 的一個擴(kuò)展,用于簡化在 Flask 應(yīng)用中集成 WebSocket 功能,本文主要介紹了Flask SocketIO如何實現(xiàn)動態(tài)繪圖,需要的可以參考下

Flask-SocketIO 是基于 Flask 的一個擴(kuò)展，用于簡化在 Flask 應(yīng)用中集成 WebSocket 功能。WebSocket 是一種在客戶端和服務(wù)器之間實現(xiàn)實時雙向通信的協(xié)議，常用于實現(xiàn)實時性要求較高的應(yīng)用，如聊天應(yīng)用、實時通知等，使得開發(fā)者可以更輕松地構(gòu)建實時性要求較高的應(yīng)用。通過定義事件處理函數(shù)，可以實現(xiàn)雙向?qū)崟r通信，為應(yīng)用提供更加豐富和實時的用戶體驗。

前端參數(shù)拼接

Flask 提供了針對WebSocket的支持插件flask_socketio直接通過pip命令安裝即可導(dǎo)入使用，同時前端也需要引入SocketIO.js庫文件。

如下代碼通過ECharts圖表庫和WebSocket技術(shù)實現(xiàn)了一個實時監(jiān)控主機(jī)CPU負(fù)載的動態(tài)折線圖。通過WebSocket連接到Flask應(yīng)用中的Socket.IO命名空間，前端通過實時接收后端傳來的CPU負(fù)載數(shù)據(jù)，動態(tài)更新折線圖，展示1分鐘、5分鐘和15分鐘的CPU負(fù)載趨勢。同時，通過控制臺打印實時數(shù)據(jù)，實現(xiàn)了方便的調(diào)試和監(jiān)控功能。

<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
    <meta charset="UTF-8">
    <script type="text/javascript" src="https://www.lyshark.com/javascript/jquery/3.5.1/jquery.min.js"></script>
    <script type="text/javascript" src="https://www.lyshark.com/javascript/socket.io/socket.io.min.js"></script>
    <script type="text/javascript" src="https://www.lyshark.com/javascript/echarts/5.3.0/echarts.min.js"></script>
</head>
<body>

<div id="Linechart" style="height:500px;width:1200px;border:1px solid #673ab7;padding:10px;"></div>

    <!-- 執(zhí)行繪圖函數(shù)-->
    <script type="text/javascript" charset="UTF-8">
        var display = function(time,x,y,z)
        {
            var echo = echarts.init(document.getElementById("Linechart"));
            var option = {
                title: {
                    left: 'left',
                    text: 'CPU 利用表動態(tài)監(jiān)控',
                },
                // 調(diào)節(jié)大小
                grid: {
                    left: '3%',
                    right: '4%',
                    bottom: '3%',
                    containLabel: true
                },
                // tooltip 鼠標(biāo)放上去之后會自動出現(xiàn)坐標(biāo)
                tooltip: {
                    trigger: 'axis',
                    axisPointer: {
                        type: 'cross',
                        label: {
                            backgroundColor: '#6a7985'
                        }
                    }
                },
            legend: {
                data: ['1分鐘負(fù)載', '5分鐘負(fù)載', '15分鐘負(fù)載']
            },

            xAxis: {
                type: 'category',
                // data: ['Mon', 'Tue', 'Wed', 'Thu', 'Fri', 'Sat', 'Sun']
                data: time
            },
            yAxis: {
                type: 'value'
            },
            series:
            [
                {
                    name: "1分鐘負(fù)載",
                    stack: "總量",
                    //data: [10, 25, 99, 87, 54, 66, 2],
                    data: x,
                    type: 'line',
                    areaStyle: {}
                },
                {
                    name: "5分鐘負(fù)載",
                    stack: "總量",
                    //data: [89, 57, 85, 44, 25, 4, 54],
                    data: y,
                    type: 'line',
                    areaStyle: {}
                },
                {
                    name: "15分鐘負(fù)載",
                    stack: "總量",
                    //data: [1, 43, 2, 12, 5, 4, 7],
                    data: z,
                    type: 'line',
                    areaStyle: {}
                }
            ]
            };
            echo.setOption(option,true);
        }
    </script>

    <!-- 負(fù)責(zé)對參數(shù)的解析,填充數(shù)據(jù) -->
    <script type="text/javascript" charset="UTF-8">
        var time =["","","","","","","","","","","","","","","","","","","","","","","","","","","","","","","","","","",""];
        var cpu_load1 = [0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0];
        var cpu_load5 = [0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0];
        var cpu_load15 = [0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0];

        var update_function = function(recv)
        {
            time.push(recv.datetime);
            cpu_load1.push(parseFloat(recv.load1));
            cpu_load5.push(parseFloat(recv.load5));
            cpu_load15.push(parseFloat(recv.load15));

            if(time.length >=10)
            {
                time.shift();
                cpu_load1.shift();
                cpu_load5.shift();
                cpu_load15.shift();

                console.log("時間數(shù)組: " + time);
                console.log("1分鐘: " + cpu_load1);
                console.log("5分鐘: " + cpu_load5);
                console.log("15分鐘: " + cpu_load15);

                // 調(diào)用繪圖函數(shù)
                display(time,cpu_load1,cpu_load5,cpu_load15);
            }
        };
    </script>

    <!-- 負(fù)責(zé)接收目標(biāo)主機(jī)的CPU負(fù)載情況 -->
   <script type="text/javascript" charset="UTF-8">
        $(document).ready(function()
        {
            namespace = '/Socket';
            var socket = io.connect("http://" + document.domain + ":" + location.port + namespace);
            socket.emit("message",{"data":"hello lyshark"});  // 初始化完成后,發(fā)送一條消息.
            socket.on('response', function(recv) {
                console.log("時間: " + recv.datetime);
                console.log("1分鐘: " + recv.load1);
                console.log("5分鐘: " + recv.load5);
                console.log("15分鐘: " + recv.load15);

                // 調(diào)用函數(shù)完成數(shù)據(jù)填充
                update_function(recv);
            });
        });
    </script>
</body>
</html>

后臺代碼使用Flask和Flask-SocketIO搭建了一個實時監(jiān)控主機(jī)CPU負(fù)載的WebSocket應(yīng)用，并將數(shù)據(jù)通過socketio.emit函數(shù)將數(shù)據(jù)推送給前端展示。

關(guān)鍵點概括如下：

Flask和SocketIO集成：

使用Flask框架創(chuàng)建了一個Web應(yīng)用，并通過Flask-SocketIO集成了WebSocket功能，實現(xiàn)了實時雙向通信。

消息接收與實時推送：

定義了socket事件處理函數(shù)，用于接收前端通過WebSocket發(fā)送的消息。在無限循環(huán)中，通過socketio.sleep方法設(shè)置每2秒推送一次實時的CPU負(fù)載數(shù)據(jù)給前端。

前端連接和斷開事件：

定義了connect和disconnect事件處理函數(shù)，分別在WebSocket連接建立和斷開時觸發(fā)。在控制臺打印相應(yīng)信息，用于監(jiān)控連接狀態(tài)。

實時數(shù)據(jù)推送：

使用socketio.emit方法實時將CPU負(fù)載數(shù)據(jù)推送給前端，以更新折線圖。推送的數(shù)據(jù)包括當(dāng)前時間、1分鐘負(fù)載、5分鐘負(fù)載和15分鐘負(fù)載。

前端頁面渲染：

通過Flask的render_template方法渲染了一個HTML頁面，用于展示實時更新的CPU負(fù)載折線圖。

調(diào)試信息輸出：

在每個事件處理函數(shù)中使用print語句輸出調(diào)試信息，方便監(jiān)測WebSocket連接和消息的傳遞過程。

總體來說，該應(yīng)用實現(xiàn)了一個簡單而實用的實時監(jiān)控系統(tǒng)，通過WebSocket技術(shù)實時推送主機(jī)CPU負(fù)載數(shù)據(jù)至前端，為用戶提供了實時可視化的監(jiān)控體驗。

from flask import Flask,render_template,request
from flask_socketio import SocketIO
import time,psutil

async_mode = None
app = Flask(__name__)
app.config['SECRET_KEY'] = "lyshark"
socketio = SocketIO(app)

@app.route("/")
def index():
    return render_template("index.html")

# 出現(xiàn)消息后,率先執(zhí)行此處
@socketio.on("message",namespace="/Socket")
def socket(message):
    print("接收到消息:",message['data'])

    while True:
        socketio.sleep(2)
        data = time.strftime("%M:%S",time.localtime())
        cpu = psutil.cpu_percent(interval=None,percpu=True)

        socketio.emit("response",
                      {"datetime": data, "load1": cpu[0], "load5": cpu[1], "load15": cpu[2]},
                      namespace="/Socket")

# 當(dāng)websocket連接成功時,自動觸發(fā)connect默認(rèn)方法
@socketio.on("connect",namespace="/Socket")
def connect():
    print("鏈接建立成功..")

# 當(dāng)websocket連接失敗時,自動觸發(fā)disconnect默認(rèn)方法
@socketio.on("disconnect",namespace="/Socket")
def disconnect():
    print("鏈接建立失敗..")

if __name__ == '__main__':
    socketio.run(app,debug=True)

運行后，即可輸出當(dāng)前系統(tǒng)下CPU的負(fù)載情況，如下圖所示；

后端參數(shù)拼接

如上所示的代碼是在前端進(jìn)行的數(shù)據(jù)拼接，如果我們想要在后端進(jìn)行數(shù)據(jù)的拼接，則需要對代碼進(jìn)行一定的改進(jìn)。

前端編寫以下代碼，通過WebSocket建立通信隧道，而后臺則每隔2秒向前臺推送傳遞字典數(shù)據(jù)。

<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
    <meta charset="UTF-8">
    <script type="text/javascript" src="https://www.lyshark.com/javascript/jquery/3.5.1/jquery.min.js"></script>
    <script type="text/javascript" src="https://www.lyshark.com/javascript/socket.io/socket.io.min.js"></script>
    <script type="text/javascript" src="https://www.lyshark.com/javascript/echarts/5.3.0/echarts.min.js"></script>
</head>
<body>

<div id="Linechart" style="height:500px;width:1200px;border:1px solid #673ab7;padding:10px;"></div>

    <!-- 執(zhí)行繪圖函數(shù)-->
    <script type="text/javascript" charset="UTF-8">
        var display = function(time,x,y,z)
        {
            var echo = echarts.init(document.getElementById("Linechart"));
            var option = {
                title: {
                    left: 'left',
                    text: 'CPU 利用表動態(tài)監(jiān)控',
                },
                // 調(diào)節(jié)大小
                grid: {
                    left: '3%',
                    right: '4%',
                    bottom: '3%',
                    containLabel: true
                },
                // tooltip 鼠標(biāo)放上去之后會自動出現(xiàn)坐標(biāo)
                tooltip: {
                    trigger: 'axis',
                    axisPointer: {
                        type: 'cross',
                        label: {
                            backgroundColor: '#6a7985'
                        }
                    }
                },
            legend: {
                data: ['1分鐘負(fù)載', '5分鐘負(fù)載', '15分鐘負(fù)載']
            },

            xAxis: {
                type: 'category',
                // data: ['Mon', 'Tue', 'Wed', 'Thu', 'Fri', 'Sat', 'Sun']
                data: time
            },
            yAxis: {
                type: 'value'
            },
            series:
            [
                {
                    name: "1分鐘負(fù)載",
                    stack: "總量",
                    //data: [10, 25, 99, 87, 54, 66, 2],
                    data: x,
                    type: 'line',
                    areaStyle: {}
                },
                {
                    name: "5分鐘負(fù)載",
                    stack: "總量",
                    //data: [89, 57, 85, 44, 25, 4, 54],
                    data: y,
                    type: 'line',
                    areaStyle: {}
                },
                {
                    name: "15分鐘負(fù)載",
                    stack: "總量",
                    //data: [1, 43, 2, 12, 5, 4, 7],
                    data: z,
                    type: 'line',
                    areaStyle: {}
                }
            ]
            };
            echo.setOption(option,true);
        }
    </script>

    <!-- 負(fù)責(zé)接收目標(biāo)主機(jī)的CPU負(fù)載情況 -->
   <script type="text/javascript" charset="UTF-8">
        $(document).ready(function()
        {
            namespace = '/Socket';
            var socket = io.connect("http://" + document.domain + ":" + location.port + namespace);
            socket.emit("message",{"data":"hello lyshark"});  // 初始化完成后,發(fā)送一條消息.
            socket.on('response', function(recv) {
                console.log("時間: " + recv.datetime);
                console.log("1分鐘: " + recv.load1);
                console.log("5分鐘: " + recv.load5);
                console.log("15分鐘: " + recv.load15);

                // 調(diào)用繪圖函數(shù)
                display(recv.datetime,recv.load1,recv.load5,recv.load15);
            });
        });
    </script>
</body>
</html>

后臺代碼則是收集數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)通過socketio.emit函數(shù)，推送給前端。

from flask import Flask,render_template,request
from flask_socketio import SocketIO
import time,psutil

async_mode = None
app = Flask(__name__)
app.config['SECRET_KEY'] = "lyshark"
socketio = SocketIO(app)

# 填充數(shù)據(jù)表
local_time = ["", "", "", "", "", "", "", "", "", "", "", "", "", "", "", "", "", "", "", "", "", "", "", "", "", "", "", "", "", "", "", "", "", "", ""]
cpu_load1 = [0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0]
cpu_load5 = [0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0]
cpu_load15 = [0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0]

# 左移填充
def shift(Array, Size, Push):
    if len(Array) <= Size and len(Array) >= 0:
        Array.pop(0)
        Array.append(Push)
        return True
    return False

# 右移填充
def unshift(Array, Size, Push):
    if len(Array) <= Size and len(Array) >= 0:
        Array.pop(Size-1)
        Array.insert(0,Push)

@app.route("/")
def index():
    return render_template("index.html")

# 出現(xiàn)消息后,率先執(zhí)行此處
@socketio.on("message",namespace="/Socket")
def socket(message):
    print("接收到消息:",message['data'])
    while True:
        socketio.sleep(1)
        data = time.strftime("%M:%S",time.localtime())
        cpu = psutil.cpu_percent(interval=None,percpu=True)

        # 實現(xiàn)數(shù)組最大35,每次左移覆蓋第一個
        shift(local_time,35,data)
        shift(cpu_load1,35,cpu[0])
        shift(cpu_load5, 35, cpu[1])
        shift(cpu_load15, 35, cpu[2])

        socketio.emit("response",
                      {"datetime": local_time, "load1": cpu_load1, "load5": cpu_load5, "load15": cpu_load15},
                      namespace="/Socket")

# 當(dāng)websocket連接成功時,自動觸發(fā)connect默認(rèn)方法
@socketio.on("connect",namespace="/Socket")
def connect():
    print("鏈接建立成功..")

# 當(dāng)websocket連接失敗時,自動觸發(fā)disconnect默認(rèn)方法
@socketio.on("disconnect",namespace="/Socket")
def disconnect():
    print("鏈接建立失敗..")

if __name__ == '__main__':
    socketio.run(app,debug=True)

運行動態(tài)圖如下所示；