学习tornado：介绍

前言

在python里面，有许多web framework。对于我来说，因为很长一段时间都在使用tornado，所以有了一些心得体会。虽然现在我的工作重点已经转向go了，但是我觉得还是有必要记录一下tornado的相关东西，毕竟我的高性能网络库 libtnet 就是参考tornado来设计的。

在这里，要说明一下，tornado采用的是2.4版本。

架构

tornado是一个典型的prefork + io event loop的web server架构，

Alt text

从图上可以看出，tornado的架构是很简单清晰的。

ioloop是tornado的核心，它就是一个io event loop，底层封装了select，epoll和kqueue，并根据不同的平台选择不同的实现。
iostream封装了non-blocking socket，用它来进行实际socket的数据读写。
TCPServer则是通过封装ioloop实现了一个简易的server，同时我们也在这里进行prefork的处理
HTTPServer则是继承TCPServer实现了一个能够处理http协议的server。
Application则是实际处理http请求的模块，HTTPServer收到http请求并解析之后会通过Application进行处理。
RequestHandler和WebSocketHandler则是注册给Application用来处理对应url的。
WSGIApplication则是tornado用于支持WSGI标准的接口，通过WSGIContainer包装共HTTPServer使用。

例子

通过上面的分析，直到tornado的架构是很简单明了的，所以自然我们也能够通过简短的一些代码就能搭建起自己的http server。以一个hello world开始：

import tornado.web 
import tornado.httpserver 
import tornado.ioloop 

class MainHandler(tornado.web.RequestHandler):
    def get(self):
        self.write('Hello World')

application = tornado.web.Application([
    (r"/", MainHandler),
])
http_server = tornado.httpserver.HTTPServer(application)
http_server.listen(8080)
tornado.ioloop.IOLoop.instance().start()

流程很简单，如下：

定义了一个MainHandler，该handler用来处理对应url
生成一个Application实例，并设置url dispatch规则，(r"/", MainHandler)就是一个规则，第一个pattern用来表明需要处理的url，内部会使用正则匹配，第二个就是对应url处理的handler
生成一个HTTPServer实例，使用Application进行构造，这样HTTPServer处理的http请求就会转给application处理。
HTTPServer监听一个端口8080，该listen socket会加入ioloop中，用于监听连接的建立。
ioloop启动，程序进入io event loop模式。

当ioloop start之后，服务器就启动了，后续就是一个http server最基本的流程处理了。

ReuqestHandler

pattern and handler

从上面例子可以看出，搭建一个http server很简单，所以我们重点只需要考虑的是如何处理不同的url http请求，这也就是RequestHandler需要做的事情。

我们在创建Application的时候，会指定不同的url pattern需要处理的handler。如下：

import tornado.web 
import tornado.httpserver 
import tornado.ioloop 

class Index1Handler(tornado.web.RequestHandler):
    def get(self):
        self.write('Index1')

class Index2Handler(tornado.web.RequestHandler):
    def get(self, data):
        self.write('Index2')
        self.write(data)

application = tornado.web.Application([
    (r"/index1", Index1Handler),
    (r"/index2/(w+)", Index2Handler),
])

http_server = tornado.httpserver.HTTPServer(application)
http_server.listen(8080)
tornado.ioloop.IOLoop.instance().start()

在上面的例子中，我们有两个handler，分别处理url path为index1和index2的情况，对于index2来说，我们看到，它后面还需要匹配一个单词。我们通过curl访问如下：

$ curl http://127.0.0.1:8080/index1
index1

$ curl http://127.0.0.1:8080/index2/abc
index2abc

http method

RequestHandler支持任何http mthod，包括get，post，head和delete，也就是说，tornado天生支持restful编程模型。

class MainHandler(tornado.web.RequestHandler):
    def get(self):
        pass

    def post(self):
        pass

    def head(self):
        pass

    def delete(self):
        pass

从上面可以看到，我们只需要在handler里面实现自己的get，post，head和delete函数就可以了，这点再次说明tornado的简洁与强大。

后续next

这里，只是简单了介绍了一下tornado，后续将会从template，asynchronous，security等分别介绍一下。希望通过这个能让自己对tornado的理解更加深刻，同时也为后续使用其他python web framework做参考。