一、session框架处理请求执行的流程：
1、服务器端生成随机的cookie字符串
2、浏览器发送请求，服务器将cookie返回给浏览器。
3、服务器在生成一个字典。字典的key为cookie，value为另一个小字典。小字典就是为用户设置的字典
4、用户再次访问时，发送cookie到服务器端。服务器端收到cookie后，再去字典里查看一下其对应的值是否正确。
二、必备知识点
在Tornado的源码执行流程里，所有我们自定义的请求方法里都会继承一个基类：tornado.web.RequestHandler。这个类里有一个扩展点def initialize()。在tornado执行处理请求方法之前会先执行这里的方法。所以，我们可以利用此扩展点来实现session框架。
在对session操作时，需要面向对象特殊成员的一个知识点：
#!/usr/bin/env python
# -*- coding:utf-8 -*-
class Foo(object):
def __getitem__(self, key):
print '__getitem__',key
def __setitem__(self, key, value):
print '__setitem__',key,value
def __delitem__(self, key):
print '__delitem__',key
obj = Foo()
result = obj['k1']
#obj['k2'] = 'wupeiqi'
#del obj['k1']
通过这个方法，我们就可以对session进行查找、创建、删除的操作。
三、代码实现
#!/usr/bin/env python
# -*- coding:utf-8 -*-
import tornado.ioloop
import tornado.web
from hashlib import sha1
import os, time
session_container = {}
create_session_id = lambda: sha1('%s%s' % (os.urandom(16), time.time())).hexdigest()
class Session(object):
session_id = "__sessionId__"
def __init__(self, request):
session_value = request.get_cookie(Session.session_id) # 根据自定义的值获取到客户端请求的cookie
if not session_value: # 如果没有说明是第一次请求，需要生成一个随机字符串当作cookie
self._id = create_session_id()
else:
self._id = session_value
request.set_cookie(Session.session_id, self._id) # ？？？？？
def __getitem__(self, key):
return session_container[self._id][key]
def __setitem__(self, key, value):
# user = chenchap pwd = 123.com
if session_container.has_key(self._id):
session_container[self._id][key] = value
else:
session_container[self._id] = {key: value}
def __delitem__(self, key):
del session_container[self._id][key]
class BaseHandler(tornado.web.RequestHandler):
def initialize(self):
self.my_session = Session(self)
class MainHandler(BaseHandler):
def get(self):
print self.my_session['c_user']
print self.my_session['c_card']
self.write('index')
class LoginHandler(BaseHandler):
def get(self):
self.render('login.html', **{'status': ''})
def post(self, *args, **kwargs):
username = self.get_argument('name')
password = self.get_argument('pwd')
if username == 'wupeiqi' and password == '123':
self.my_session['c_user'] = 'chenchao'
self.my_session['c_card'] = '123.com'
self.redirect('/index')
else:
self.render('login.html', **{'status': '用户名或密码错误'})
settings = {
'template_path': 'template',
'static_path': 'static',
'static_url_prefix': '/static/',
'cookie_secret': 'aiuasdhflashjdfoiuashdfiuh',
'login_url': '/login'
}
application = tornado.web.Application([
(r"/index", MainHandler),
(r"/login", LoginHandler),
], **settings)
if __name__ == "__main__":
application.listen(8888)
tornado.ioloop.IOLoop.instance().start()
四、分布式实现
在前面的程序代码中，我们用的一个字典session_container = {}，来存放客户端session相关的信息。这样做的缺点就是数据容易丢失。基于这个缺点，我们就可以把字典存放的方式改为拿专门的服务器来存放这些数据。如：redis、memcache等。但是如果只拿一台服务器来做这件事又会出现其他的缺点，如：宕机、负载过高等。所以，我们要在找出一个办法解决这个不足。
如上图所示，我们要实现多台机器同时运行来存放用户的session数据，首先生成一个哈希环。在这个环上存在几台机器的IP和权重。
当服务器对用户生成了新的cookie字符串时，我们得到这个字符串，经过一致性哈希算法得出一个值。然后与机器所设置的权重做对比，就可以确定要把这个用户的session信息放到哪一台服务器上。之后用户在次请求时，服务器就会根据用户发来的cookie经过计算后得知去哪一台服务器查找已经保存的session信息。
#!/usr/bin/env python
#coding:utf-8
import sys
import math
from bisect import bisect
if sys.version_info >= (2, 5):
import hashlib
md5_constructor = hashlib.md5
else:
import md5
md5_constructor = md5.new
class HashRing(object):
"""一致性哈希"""
def __init__(self, nodes):
'''
初始化
nodes : 初始化的节点，其中包含节点以及节点对应的权重
默认每一个节点有32个虚拟节点
对于权重，通过多创建虚拟节点来实现
如：nodes = [
{'host':'127.0.0.1:8000','weight':1},
{'host':'127.0.0.1:8001','weight':2},
{'host':'127.0.0.1:8002','weight':1},
]
'''
self.ring = dict()
self._sorted_keys = []
self.total_weight = 0
self.__generate_circle(nodes)
def __generate_circle(self,nodes):
for node_info in nodes:
self.total_weight += node_info.get('weight', 1) # 计算出总的权重
for node_info in nodes:
weight = node_info.get('weight',1) # 获取每个节点的权重
node = node_info.get('host',None) # 获取每个节点的host
virtual_node_count = math.floor((32*len(nodes)*weight) / self.total_weight)
for i in xrange(0,int(virtual_node_count)):
key = self.gen_key_thirty_two( '%s-%s' % (node, i) )
if self._sorted_keys.__contains__(key):
raise Exception('该节点已经存在.')
self.ring[key] = node
self._sorted_keys.append(key)
def add_node(self,node):
''' 新建节点
node : 要添加的节点，格式为：{'host':'127.0.0.1:8002','weight':1}，其中第一个元素表示节点，第二个元素表示该节点的权重。
'''
node = node.get('host',None)
if not node:
raise Exception('节点的地址不能为空.')
weight = node.get('weight',1)
self.total_weight += weight
nodes_count = len(self._sorted_keys) + 1
virtual_node_count = math.floor((32 * nodes_count * weight) / self.total_weight)
for i in xrange(0,int(virtual_node_count)):
key = self.gen_key_thirty_two( '%s-%s' % (node, i) )
if self._sorted_keys.__contains__(key):
raise Exception('该节点已经存在.')
self.ring[key] = node
self._sorted_keys.append(key)
def remove_node(self,node):
''' 移除节点
node : 要移除的节点 '127.0.0.1:8000'
'''
for key,value in self.ring.items():
if value == node:
del self.ring[key]
self._sorted_keys.remove(key)
def get_node(self,string_key):
'''获取 string_key 所在的节点'''
pos = self.get_node_pos(string_key)
if pos is None:
return None
return self.ring[self._sorted_keys[pos]].split(':')
def get_node_pos(self,string_key):
'''获取 string_key 所在的节点的索引'''
if not self.ring:
return None
key = self.gen_key_thirty_two(string_key)
nodes = self._sorted_keys
pos = bisect(nodes, key) # 根据一个列表和加密的字符串计算出一个数值
return pos
def gen_key_thirty_two(self, key):
m = md5_constructor() # md5加密
m.update(key)
return long(m.hexdigest(), 16)
def gen_key_sixteen(self, key):
b_key = self.__hash_digest(key)
return self.__hash_val(b_key, lambda x: x)
def __hash_val(self, b_key, entry_fn):
return (( b_key[entry_fn(3)] << 24)|(b_key[entry_fn(2)] << 16)|(b_key[entry_fn(1)] << 8)| b_key[entry_fn(0)] )
def __hash_digest(self, key):
m = md5_constructor()
m.update(key)
return map(ord, m.digest())
nodes = [
{'host':'127.0.0.1:8000','weight':15},
{'host':'127.0.0.1:8001','weight':20},
{'host':'127.0.0.1:8002','weight':10},
]
ring = HashRing(nodes)
result = ring.get_node('sdgsdg1s56g156gge56rgerg4')
print result
我们可以通过设置每台机器的权重大小，来设计每台机器所承担的压力和重要性。
so.一开始的那段代码可以这么修改：
from hashlib import sha1
import os, time
create_session_id = lambda: sha1('%s%s' % (os.urandom(16), time.time())).hexdigest()
class Session(object):
session_id = "__sessionId__"
def __init__(self, request):
session_value = request.get_cookie(Session.session_id)
if not session_value:
self._id = create_session_id()
else:
self._id = session_value
request.set_cookie(Session.session_id, self._id)
def __getitem__(self, key):
# 根据 self._id ，在一致性哈西中找到其对应的服务器IP
# 找到相对应的redis服务器，如： r = redis.StrictRedis(host='localhost', port=6379, db=0)
# 使用python redis api 链接
# 获取数据，即：
# return self._redis.hget(self._id, name)
def __setitem__(self, key, value):
# 根据 self._id ，在一致性哈西中找到其对应的服务器IP
# 使用python redis api 链接
# 设置session
# self._redis.hset(self._id, name, value)
def __delitem__(self, key):
# 根据 self._id 找到相对应的redis服务器
# 使用python redis api 链接
# 删除，即：
return self._redis.hdel(self._id, name)