JupyterWebSocket连接问题解决方法

学习文章要努力，但是不要急！今天的这篇文章《Jupyter Notebook WebSocket连接异常解决方法》将会介绍到等等知识点，如果你想深入学习文章，可以关注我！我会持续更新相关文章的，希望对大家都能有所帮助！

本文旨在帮助开发者解决在使用 Jupyter Notebook API 通过 WebSocket 连接时遇到的 "socket is already closed" 错误。该错误通常发生在尝试接收服务器响应之前，WebSocket 连接意外关闭。本文将提供详细的排查思路和解决方案，包括检查连接参数、处理时区问题以及实现自动重连机制，确保代码能够稳定可靠地与 Jupyter Notebook Kernel 进行交互。

在使用 Jupyter Notebook API 时，通过 WebSocket 连接到 Kernel 是执行代码和获取结果的关键步骤。 然而，有时会遇到 "socket is already closed" 错误，导致无法正常接收服务器的响应。 这个错误通常意味着在 ws.recv() 尝试接收数据之前，WebSocket 连接已经意外关闭。以下将详细介绍可能的原因以及相应的解决方案。

检查 WebSocket 连接参数

首先，确保建立 WebSocket 连接时使用的参数正确无误。特别需要关注以下几个方面：

1. Kernel ID 和 Session ID: 确保 Kernel ID 和 Session ID 从 Jupyter Notebook API 的 /api/sessions 接口正确获取，并且在创建 WebSocket 连接时正确地拼接到 URL 中。
2. URL 格式: WebSocket URL 的格式必须正确。正确的格式通常是 ws://127.0.0.1:8888/api/kernels//channels?session_id=。 仔细检查 URL 中是否缺少任何参数，或者参数值是否正确。
3. Headers: 确保在创建 WebSocket 连接时传递了必要的 Headers，例如 Content-Type。

以下代码展示了如何正确地创建 WebSocket 连接：

import json
import requests
from websocket import create_connection

# 获取 Session 和 Kernel 信息
base = "http://127.0.0.1:8888"  # 替换为你的 Jupyter Notebook 地址
headers = {"Content-Type": "application/json"}
file_name = "example.ipynb"  # 替换为你的 Notebook 文件名
notebook_path = "/" + file_name

url = base + '/api/sessions'
params = '{"path":"%s","type":"notebook","name":"","kernel":{"id":null,"name":"env37"}}' % file_name
response = requests.post(url, headers=headers, data=params)
session = json.loads(response.text)
kernel = session["kernel"]

# 创建 WebSocket 连接
ws_url = f"ws://127.0.0.1:8888/api/kernels/{kernel['id']}/channels?session_id={session['id']}"
ws = create_connection(ws_url, header=headers)

print(f"WebSocket 连接已建立：{ws_url}")

# 发送执行请求（示例）
code = "print('Hello, Jupyter!')"
message = {
    "header": {
        "msg_id": "some-unique-id",
        "username": "test",
        "session": session["id"],
        "data": "2023-12-12T00:00:00.000000",  # 确保包含时区信息
        "msg_type": "execute_request",
        "version": "5.0"
    },
    "parent_header": {},
    "metadata": {},
    "content": {
        "code": code,
        "silent": False,
        "store_history": True,
        "user_expressions": {},
        "allow_stdin": False
    },
    "buffers": [],
    "channel": "shell"
}

ws.send(json.dumps(message))
print(f"已发送代码：{code}")

# 接收响应
result = json.loads(ws.recv())
print(f"接收到响应：{result}")

ws.close()
print("WebSocket 连接已关闭")

处理时区问题

根据问题解答中的信息，message 字典中的 "data" 字段需要包含明确的时区信息。 如果时区信息缺失或格式不正确，可能会导致连接不稳定。 确保 "data" 字段包含完整的日期和时间信息，包括时区。 例如，可以使用 datetime.datetime.now(datetime.timezone.utc).isoformat() 来生成包含 UTC 时区的日期时间字符串。

实现自动重连机制

WebSocket 连接可能会因为各种原因中断，例如网络不稳定或服务器端超时。 为了提高代码的健壮性，建议实现自动重连机制。 当捕获到 WebSocketConnectionClosedException 异常时，可以尝试重新建立 WebSocket 连接。

以下代码展示了如何实现自动重连：

import time
import json
import requests
from websocket import create_connection, WebSocketConnectionClosedException

def execute_code(code, ws, session):
    message = {
        "header": {
            "msg_id": "some-unique-id",
            "username": "test",
            "session": session["id"],
            "data": "2023-12-12T00:00:00.000000",  # 确保包含时区信息
            "msg_type": "execute_request",
            "version": "5.0"
        },
        "parent_header": {},
        "metadata": {},
        "content": {
            "code": code,
            "silent": False,
            "store_history": True,
            "user_expressions": {},
            "allow_stdin": False
        },
        "buffers": [],
        "channel": "shell"
    }

    ws.send(json.dumps(message))
    print(f"已发送代码：{code}")

    try:
        result = json.loads(ws.recv())
        print(f"接收到响应：{result}")
        return result
    except WebSocketConnectionClosedException as e:
        print(f"WebSocket 连接已关闭：{e}")
        return None

def create_websocket_connection(kernel_id, session_id, headers):
    ws_url = f"ws://127.0.0.1:8888/api/kernels/{kernel_id}/channels?session_id={session_id}"
    try:
        ws = create_connection(ws_url, header=headers)
        print(f"WebSocket 连接已建立：{ws_url}")
        return ws
    except Exception as e:
        print(f"无法创建 WebSocket 连接：{e}")
        return None

# 获取 Session 和 Kernel 信息 (与前面的代码相同)
base = "http://127.0.0.1:8888"  # 替换为你的 Jupyter Notebook 地址
headers = {"Content-Type": "application/json"}
file_name = "example.ipynb"  # 替换为你的 Notebook 文件名
notebook_path = "/" + file_name

url = base + '/api/sessions'
params = '{"path":"%s","type":"notebook","name":"","kernel":{"id":null,"name":"env37"}}' % file_name
response = requests.post(url, headers=headers, data=params)
session = json.loads(response.text)
kernel = session["kernel"]

# 创建 WebSocket 连接
ws = create_websocket_connection(kernel["id"], session["id"], headers)

if ws:
    code = "print('Hello, Jupyter!')"
    result = execute_code(code, ws, session)

    if not result:
        print("尝试重新连接...")
        ws = create_websocket_connection(kernel["id"], session["id"], headers)
        if ws:
            result = execute_code(code, ws, session)
            if result:
                print("重新连接成功并接收到响应。")
            else:
                print("重新连接后仍然无法接收响应。")
        else:
            print("无法重新建立 WebSocket 连接。")

    ws.close()
    print("WebSocket 连接已关闭")
else:
    print("初始 WebSocket 连接失败。")

在这个示例中，execute_code 函数尝试发送代码并接收响应。 如果捕获到 WebSocketConnectionClosedException 异常，则会调用 create_websocket_connection 函数尝试重新建立连接。

总结

解决 Jupyter Notebook WebSocket "socket is already closed" 错误的关键在于：

• 仔细检查 WebSocket 连接参数，确保 Kernel ID、Session ID 和 URL 格式正确。
• 确保消息中的 "data" 字段包含完整的日期和时间信息，包括时区。
• 实现自动重连机制，以便在连接中断时自动尝试重新建立连接。

通过以上方法，可以有效地解决 WebSocket 连接关闭问题，提高代码的稳定性和可靠性。

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