FastAPI 中用于音频流的 Websockets 桥

Question

Objective

我的objective 是消费音频流。从逻辑上讲，这是我的 objective:

音频流来自 WebSocket A（FastAPI 端点）
音频流桥接到不同的 WebSocket B，它将 return 一个 JSON（Rev-ai 的 WebSocket）
Json 结果通过 WebSocket A 实时发回。因此，当音频流仍在传入时。

可能的解决方案

为了解决这个问题，我有很多想法，但最终我一直在尝试将 WebSocket A 连接到 WebSocket B。到目前为止，我的尝试涉及一个 ConnectionManager class，其中包含一个 Queue.queue。音频流的块被添加到这个队列中，这样我们就不会直接从 WebSocket A.

消费

ConnectionManager 还包含一个生成器方法，用于生成队列中的所有值。

我的 FastAPI 实现像这样消耗 websocket A：

@app.websocket("/ws")
async def predict_feature(websocket: WebSocket):
    await manager.connect(websocket)
    try:
        while True:
            chunk = await websocket.receive_bytes()
            manager.add_to_buffer(chunk)
    except KeyboardInterrupt:
        manager.disconnect()

在此摄取的同时，我想要一个任务，将我们的音频流桥接到 WebSocket B，并将获得的值发送到 WebSocket A。可以通过上述 generator 方法使用音频流。

根据 Rev-ai 的 examples:

，WebSocket B 消费消息的方式需要生成器方法

streamclient = RevAiStreamingClient(access_token, config)
response_generator = streamclient.start(MEDIA_GENERATOR)
for response in response_generator:
    # return through websocket A this value
    print(response)

这是最大的挑战之一，因为我们需要将数据消耗到生成器中并实时获得结果。

警告

FastAPI 可以是可选的，如果您的洞察力认为如此，WebSocket A 在某种程度上也是如此。归根结底，最终的 objective 是通过以下方式接收音频流我们自己的 API 端点，运行它通过 Rev.ai 的 WebSocket，做一些额外的处理，然后将结果发回。

Answer 1

websocket 的桥梁 <-> websocket

下面是一个简单的webscoket代理示例，其中websocketA和websocketB都是FastAPI应用程序中的端点，但是websocketB可以位于其他地方，只需更改其地址 ws_b_uri。对于 websocket 客户端，使用 websockets 库。

为了进行数据转发，A端点的代码启动了两个任务forward和reverse，并通过asyncio.gather()等待它们完成。双向数据传输以并行方式进行。

import asyncio

from fastapi import FastAPI
from fastapi import WebSocket
import websockets
app = FastAPI()

ws_b_uri = "ws://localhost:8001/ws_b"


async def forward(ws_a: WebSocket, ws_b: websockets.WebSocketClientProtocol):
    while True:
        data = await ws_a.receive_bytes()
        print("websocket A received:", data)
        await ws_b.send(data)


async def reverse(ws_a: WebSocket, ws_b: websockets.WebSocketClientProtocol):
    while True:
        data = await ws_b.recv()
        await ws_a.send_text(data)
        print("websocket A sent:", data)


@app.websocket("/ws_a")
async def websocket_a(ws_a: WebSocket):
    await ws_a.accept()
    async with websockets.connect(ws_b_uri) as ws_b_client:
        fwd_task = asyncio.create_task(forward(ws_a, ws_b_client))
        rev_task = asyncio.create_task(reverse(ws_a, ws_b_client))
        await asyncio.gather(fwd_task, rev_task)


@app.websocket("/ws_b")
async def websocket_b(ws_b_server: WebSocket):
    await ws_b_server.accept()
    while True:
        data = await ws_b_server.receive_bytes()
        print("websocket B server recieved: ", data)
        await ws_b_server.send_text('{"response": "value from B server"}')

更新（Bridge websocket <-> 同步生成器）

考虑到问题的最后更新，问题是 WebSocket B 隐藏在同步生成器后面（实际上有两个，一个用于输入，另一个用于输出）和事实上，任务变成了如何在 WebSocket 和同步生成器之间架起一座桥梁。因为我从来没有使用过 rev-ai 库，所以我为 streamclient.start 创建了一个存根函数 stream_client_start，它需要一个生成器（原始的 MEDIA_GENERATOR）和 returns生成器（原 response_generator）。

在这种情况下，我通过 run_in_executor 在单独的线程中开始处理生成器，为了不重新发明轮子，为了通信我使用 janus 库中的队列，它允许您通过队列绑定同步和异步代码。相应地，也有两个队列，一个用于A -> B，一个用于B -> A。


import asyncio
import time
from typing import Generator
from fastapi import FastAPI
from fastapi import WebSocket
import janus
import queue

app = FastAPI()


# Stub generator function (using websocket B in internal)
def stream_client_start(input_gen: Generator) -> Generator:
    for chunk in input_gen:
        time.sleep(1)
        yield f"Get {chunk}"


# queue to generator auxiliary adapter
def queue_to_generator(sync_queue: queue.Queue) -> Generator:
    while True:
        yield sync_queue.get()


async def forward(ws_a: WebSocket, queue_b):
    while True:
        data = await ws_a.receive_bytes()
        print("websocket A received:", data)
        await queue_b.put(data)


async def reverse(ws_a: WebSocket, queue_b):
    while True:
        data = await queue_b.get()
        await ws_a.send_text(data)
        print("websocket A sent:", data)


def process_b_client(fwd_queue, rev_queue):
    response_generator = stream_client_start(queue_to_generator(fwd_queue))
    for r in response_generator:
        rev_queue.put(r)


@app.websocket("/ws_a")
async def websocket_a(ws_a: WebSocket):
    loop = asyncio.get_event_loop()
    fwd_queue = janus.Queue()
    rev_queue = janus.Queue()
    await ws_a.accept()

    process_client_task = loop.run_in_executor(None, process_b_client, fwd_queue.sync_q, rev_queue.sync_q)
    fwd_task = asyncio.create_task(forward(ws_a, fwd_queue.async_q))
    rev_task = asyncio.create_task(reverse(ws_a, rev_queue.async_q))
    await asyncio.gather(process_client_task, fwd_task, rev_task)

FastAPI 中用于音频流的 Websockets 桥

Websockets bridge for audio stream in FastAPI

python

websocket

python-asyncio

starlette

fastapi

Objective

可能的解决方案

最近的尝试

警告

websocket 的桥梁 <-> websocket

更新（Bridge websocket <-> 同步生成器）