web框架

Web框架本质

　　众所周知，对于所有的Web应用，本质上其实就是一个socket服务端，用户的浏览器其实就是一个socket客户端。

#!/usr/bin/env python
#coding:utf-8
  
import socket
  
def handle_request(client):
    buf = client.recv(1024)
    client.send("HTTP/1.1 200 OK

")
    client.send("Hello, Seven")
  
def main():
    sock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
    sock.bind(('localhost',8000))
    sock.listen(5)
  
    while True:
        connection, address = sock.accept()
        handle_request(connection)
        connection.close()
  
if __name__ == '__main__':
    main()

上述通过socket来实现了其本质，而对于真实开发中的python web程序来说，一般会分为两部分：服务器程序和应用程序。服务器程序负责对socket服务器进行封装，并在请求到来时，对请求的各种数据进行整理。应用程序则负责具体的逻辑处理。为了方便应用程序的开发，就出现了众多的Web框架，例如：Django、Flask、web.py 等。不同的框架有不同的开发方式，但是无论如何，开发出的应用程序都要和服务器程序配合，才能为用户提供服务。这样，服务器程序就需要为不同的框架提供不同的支持。这样混乱的局面无论对于服务器还是框架，都是不好的。对服务器来说，需要支持各种不同框架，对框架来说，只有支持它的服务器才能被开发出的应用使用。这时候，标准化就变得尤为重要。我们可以设立一个标准，只要服务器程序支持这个标准，框架也支持这个标准，那么他们就可以配合使用。一旦标准确定，双方各自实现。这样，服务器可以支持更多支持标准的框架，框架也可以使用更多支持标准的服务器。

WSGI（Web Server Gateway Interface）是一种规范，它定义了使用python编写的web app与web server之间接口格式，实现web app与web server间的解耦。

python标准库提供的独立WSGI服务器称为wsgiref。

from wsgiref.simple_server import make_server
 
 
def RunServer(environ, start_response):
    start_response('200 OK', [('Content-Type', 'text/html')])
    return [bytes('<h1>Hello, web!</h1>', encoding='utf-8'), ]
 
 
if __name__ == '__main__':
    httpd = make_server('', 8000, RunServer)
    print("Serving HTTP on port 8000...")
    httpd.serve_forever()

自定义Web框架

一、框架

通过python标准库提供的wsgiref模块开发一个自己的Web框架

#!/usr/bin/env python
#coding:utf-8
from wsgiref.simple_server import make_server
 
def index():
    return 'index'
 
def login():
    return 'login'
 
def routers():
     
    urlpatterns = (
        ('/index/',index),
        ('/login/',login),
    )
     
    return urlpatterns
 
def RunServer(environ, start_response):
    start_response('200 OK', [('Content-Type', 'text/html')])
    url = environ['PATH_INFO']
    urlpatterns = routers()
    func = None
    for item in urlpatterns:
        if item[0] == url:
            func = item[1]
            break
    if func:
        return func()
    else:
        return '404 not found'
     
if __name__ == '__main__':
    httpd = make_server('', 8000, RunServer)
    print "Serving HTTP on port 8000..."
    httpd.serve_forever()

2、模板引擎

在上一步骤中，对于所有的login、index均返回给用户浏览器一个简单的字符串，在现实的Web请求中一般会返回一个复杂的符合HTML规则的字符串，所以我们一般将要返回给用户的HTML写在指定文件中，然后再返回。如：

<!DOCTYPE html>
<html>
<head lang="en">
    <meta charset="UTF-8">
    <title></title>
</head>
<body>
    <h1>Index</h1>

</body>
</html>
index.html
<!DOCTYPE html>
<html>
<head lang="en">
    <meta charset="UTF-8">
    <title></title>
</head>
<body>
    <form>
        <input type="text" />
        <input type="text" />
        <input type="submit" />
    </form>
</body>
</html>
login.html
#!/usr/bin/env python
# -*- coding:utf-8 -*-
 
from wsgiref.simple_server import make_server
 
 
def index():
    # return 'index'
    f = open('index.html')
    data = f.read()
    return data
 
 
def login():
    # return 'login'
    f = open('login.html')
    data = f.read()
    return data
 
 
def routers():
 
    urlpatterns = (
        ('/index/', index),
        ('/login/', login),
    )
 
    return urlpatterns
 
 
def run_server(environ, start_response):
    start_response('200 OK', [('Content-Type', 'text/html')])
    url = environ['PATH_INFO']
    urlpatterns = routers()
    func = None
    for item in urlpatterns:
        if item[0] == url:
            func = item[1]
            break
    if func:
        return func()
    else:
        return '404 not found'
 
 
if __name__ == '__main__':
    httpd = make_server('', 8000, run_server)
    print "Serving HTTP on port 8000..."
    httpd.serve_forever()

对于上述代码，虽然可以返回给用户HTML的内容以现实复杂的页面，但是还是存在问题：如何给用户返回动态内容？

  • 自定义一套特殊的语法，进行替换
  • 使用开源工具jinja2，遵循其指定语法
<!DOCTYPE html>
<html>
<head lang="en">
    <meta charset="UTF-8">
    <title></title>
</head>
<body>
    <h1>{{name}}</h1>

    <ul>
        {% for item in user_list %}
        <li>{{item}}</li>
        {% endfor %}
    </ul>

</body>
</html>
index.html
#!/usr/bin/env python
# -*- coding:utf-8 -*-
 
from wsgiref.simple_server import make_server
from jinja2 import Template
 
 
def index():
    # return 'index'
 
    # template = Template('Hello {{ name }}!')
    # result = template.render(name='John Doe')
 
    f = open('index.html')
    result = f.read()
    template = Template(result)
    data = template.render(name='John Doe', user_list=['alex', 'eric'])
    return data.encode('utf-8')
 
 
def login():
    # return 'login'
    f = open('login.html')
    data = f.read()
    return data
 
 
def routers():
 
    urlpatterns = (
        ('/index/', index),
        ('/login/', login),
    )
 
    return urlpatterns
 
 
def run_server(environ, start_response):
    start_response('200 OK', [('Content-Type', 'text/html')])
    url = environ['PATH_INFO']
    urlpatterns = routers()
    func = None
    for item in urlpatterns:
        if item[0] == url:
            func = item[1]
            break
    if func:
        return func()
    else:
        return '404 not found'
 
 
if __name__ == '__main__':
    httpd = make_server('', 8000, run_server)
    print "Serving HTTP on port 8000..."
    httpd.serve_forever()

遵循jinja2的语法规则，其内部会对指定的语法进行相应的替换，从而达到动态的返回内容，对于模板引擎的本质，参考另外一篇博客:http://www.cnblogs.com/wupeiqi/p/4592637.html

 HTTP和代码交互（请叫我盗图君）

　　首先，当我们写了一段代码可以被http访问的时候，我们就建立了一个webserver。从下图中我们不难看出，这就是浏览器和web服务器之间的日常工作，对于服务器来说，要做的5件事情中，只有第3件是根据请求的不同在发生变化的：

　　因此，本着解耦的思想，就有人提出了新的方案，将服务器端反复做的事情独立出来，封装起来，对于程序员来说，我们只需要关注处理请求的部分，有专门的逻辑替我们处理这万年不变的4步，是不是就使得代码简洁了很多？

　　然而，当我们这么做之后，服务器和app之间就不再是紧密团结在一起的整体，服务器必须知道要讲接收到的请求、参数以什么方式传达到app端，这就是我们在django中可以使用request.method、request.POST.get等方法的原因——约好了呀，说高大上点儿，这种约定就叫做协议！

　　下图是我们在写django时经常做的事情，左侧是一个http请求，右侧是python代码，我们只需要在代码里写一个函数，url配一配，就可以使用左侧的url请求到后端的代码，为什么如此顺利，是什么让http和python代码之间的代沟消失了？

 

　　以Django框架为例，Django在这个过程中做了哪些事儿呢？它就是很贴心的把整个服务器要做的事情以及服务器和app交互的过程给封装起来了

　　好吧接下来再盗一张图：

　　

　　不过不要被WSGI放的位置误解了，还要补充一点WSGI和路由系统之间还有短个中间件，考虑到个人艺术细胞，绝点不画了，记住好了。为何不要被误解，要从它的作用说起，因为它又会插手路由匹配还要解决数据在网络间的传输

　　WSGI的作用

WSGI有两方：“服务器”或“网关”一方，以及“应用程序”或“应用框架”一方。服务方调用应用方，提供环境信息，以及一个回调函数（提供给应用程序用来将消息头传递给服务器方），并接收Web内容作为返回值。

所谓的 WSGI中间件同时实现了API的两方，因此可以在WSGI服务和WSGI应用之间起调解作用：从WSGI服务器的角度来说，中间件扮演应用程序，而从应用程序的角度来说，中间件扮演服务器。“中间件”组件可以执行以下功能：

  • 重写环境变量后，根据目标URL，将请求消息路由到不同的应用对象。
  • 允许在一个进程中同时运行多个应用程序或应用框架。
  • 负载均衡和远程处理，通过在网络上转发请求和响应消息。
  • 进行内容后处理，例如应用XSLT样式表。

　　WSGI 简单介绍

WSGI，全称 Web Server Gateway Interface，或者 Python Web Server Gateway Interface ，是为 Python 语言定义的 Web 服务器和 Web 应用程序或框架之间的一种简单而通用的接口。自从 WSGI 被开发出来以后，许多其它语言中也出现了类似接口。

WSGI 是作为 Web 服务器与 Web 应用程序或应用框架之间的一种低级别的，以提升可移植 Web 应用开发的共同点。WSGI 是基于现存的 CGI 标准而设计的。

很多框架都自带了 WSGI server ，比如 Flask，webpy，Django、CherryPy等等。当然性能都不好，自带的 web server 更多的是测试用途，发布时则使用生产环境的 WSGI server或者是联合 nginx 做 uwsgi。

通俗来讲，WSGI就像是一座桥梁，一边连着web服务器，另一边连着用户的应用。但是呢，这个桥的功能很弱，有时候还需要别的桥来帮忙才能进行处理。

　　Django与WSGI

　　根据Python的惯例，Django不是一个完整的Web后端框架，它只负责开发WSGI应用程序 ，在生产环境中Django应用应当与一个WSGI服务器配套，由WSGI服务器负责网络通讯部分。
　　WSGI，全称 Web Server Gateway Interface，或者 Python Web Server Gateway Interface ，是为 Python 语言定义的Web服务器和Web应用程序之间的一种简单而通用的接口。

　　

　　WSGI将Web服务分成两个部分：服务器和应用程序。WGSI服务器只负责与网络相关的两件事：接收浏览器的 HTTP请求、向浏览器发送HTTP应答；而对HTTP请求的具体处理逻辑，则通过调用WSGI应用程序进行。

　　实现一个WSGI应用，只需要满足3个要求：
　　　　是可调用的，比如是一个函数，或者是一个可调用类（具有__call__方法）的实例
　　　　WSGI应用应当返回一个可迭代（iterable）的值，比如字符串列表
　　　　WSGI应用在返回之前，应当调用WSGI服务器传入的start_response函数发送状态码和HTTP报文头
　　　　最小WSGI应用
一种最简单的满足WSGI规约的应用程序需要实现一个指定形式的函数：
from wsgiref.simple_server import make_server 
def wsgi_app(environ,start_response):    
start_response('200 OK',[('Context-Type','text/plain')])    
return 'such a tiny wsgi app!' 
httpd = make_server('0.0.0.0',80,wsgi_app)    
httpd.serve_forever()
environ是一个包含全部HTTP请求信息的字典/Dict，由WSGI服务器解包HTTP请求生成。
详细猛击：嘿嘿

　　

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