tornada-基础

回想Django的部署方式

以Django为代表的python web应用部署时采用wsgi协议与服务器对接（被服务器托管），而这类服务器通常都是基于多线程的，也就是说每一个网络请求服务器都会有一个对应的线程来用web应用（如Django）进行处理。

考虑两类应用场景

1. 用户量大，高并发

如秒杀抢购、双十一某宝购物、春节抢火车票

2. 大量的HTTP持久连接

使用同一个TCP连接来发送和接收多个HTTP请求/应答，而不是为每一个新的请求/应答打开新的连接的方法。

对于HTTP 1.0，可以在请求的包头（Header）中添加Connection: Keep-Alive。

对于HTTP 1.1，所有的连接默认都是持久连接。

对于这两种场景，通常基于多线程的服务器很难应对。

C10K问题

对于前文提出的这种高并发问题，我们通常用C10K这一概念来描述。C10K—— Concurrently handling ten thousand connections，即并发10000个连接。对于单台服务器而言，根本无法承担，而采用多台服务器分布式又意味着高昂的成本。如何解决C10K问题？

Tornado

Tornado在设计之初就考虑到了性能因素，旨在解决C10K问题，这样的设计使得其成为一个拥有非常高性能的解决方案（服务器与框架的集合体）

1 关于Tornado

知识点

• · 了解什么是Tornado框架
• · 了解Tornado与Django的区别

1.1 Tornado是为何物

Tornado全称Tornado Web Server，是一个用Python语言写成的Web服务器兼Web应用框架，由FriendFeed公司在自己的网站FriendFeed中使用，被Facebook收购以后框架在2009年9月以开源软件形式开放给大众。

特点：

• · 作为Web框架，是一个轻量级的Web框架，类似于另一个Python web框架Web.py，其拥有异步非阻塞IO的处理方式。
• · 作为Web服务器，Tornado有较为出色的抗负载能力，官方用nginx反向代理的方式部署Tornado和其它Python web应用框架进行对比，结果最大浏览量超过第二名近40%。

性能： Tornado有着优异的性能。它试图解决C10k问题，即处理大于或等于一万的并发，下表是和一些其他Web框架与服务器的对比:

 

Tornado框架和服务器一起组成一个WSGI的全栈替代品。单独在WSGI容器中使用tornado网络框架或者tornaod http服务器，有一定的局限性，为了最大化的利用tornado的性能，推荐同时使用tornaod的网络框架和HTTP服务器

1.2 Tornado与Django

Django

Django是走大而全的方向，注重的是高效开发，它最出名的是其全自动化的管理后台：只需要使用起ORM，做简单的对象定义，它就能自动生成数据库结构、以及全功能的管理后台。

Django提供的方便，也意味着Django内置的ORM跟框架内的其他模块耦合程度高，应用程序必须使用Django内置的ORM，否则就不能享受到框架内提供的种种基于其ORM的便利。

• · session功能
• · 后台管理
• · ORM

Tornado

Tornado走的是少而精的方向，注重的是性能优越，它最出名的是异步非阻塞的设计方式。

• · HTTP服务器
• · 异步编程
• · WebSockets

 

2 初识Tornado

知识点

• · Tornado的安装
• · 了解Tornado的原理
• · 掌握Tornado的基本写法
• · 掌握Tornado的基本模块
  • tornado.web
  • tornado.ioloop
  • tornado.httpserver
  • tornado.options

2.1 安装

自动安装

$ pip install tornado

手动安装

1. 下载安装包tornado-4.3.tar.gz（https://pypi.python.org/packages/source/t/tornado/tornado-4.3.tar.gz）

$ tar xvzf tornado-4.3.tar.gz
$ cd tornado-4.3
$ python setup.py build
$ sudo python setup.py install

关于使用平台的说明

Tornado should run on any Unix-like platform, although for the best performance and scalability only Linux (with epoll) and BSD (with kqueue) are recommended for production deployment (even though Mac OS X is derived from BSD and supports kqueue, its networking performance is generally poor so it is recommended only for development use). Tornado will also run on Windows, although this configuration is not officially supported and is recommended only for development use.

Tornado应该运行在类Unix平台，在线上部署时为了最佳的性能和扩展性，仅推荐Linux和BSD（因为充分利用Linux的epoll工具和BSD的kqueue工具，是Tornado不依靠多进程/多线程而达到高性能的原因）。

对于Mac OS X，虽然也是衍生自BSD并且支持kqueue，但是其网络性能通常不太给力，因此仅推荐用于开发。

对于Windows，Tornado官方没有提供配置支持，但是也可以运行起来，不过仅推荐在开发中使用。

2.2 Hello Igeek

上代码

新建文件hello.py，代码如下：

# coding:utf-8
 
import tornado.web
import tornado.ioloop
 
class IndexHandler(tornado.web.RequestHandler):
    """主路由处理类"""
    def get(self):
        """对应http的get请求方式"""
        self.write("Hello Igeek!")
 
if __name__ == "__main__":
    #创建tornado.web.Application对象并指定IndexHandler来处理来自'/'的请求
     app = tornado.web.Application([
        (r"/", IndexHandler),
])
#绑定到8000端口
    app.listen(8000)
    tornado.ioloop.IOLoop.current().start()

执行如下命令，开启tornado：

$ python hello.py

打开浏览器，输入网址127.0.0.1:8000（或localhost:8000），查看效果：

 

代码讲解

1. tornado.web

tornado的基础web框架模块

• · RequestHandler

封装了对应一个请求的所有信息和方法，write(响应信息)就是写响应信息的一个方法；对应每一种http请求方式（get、post等），把对应的处理逻辑写进同名的成员方法中（如对应get请求方式，就将对应的处理逻辑写在get()方法中），当没有对应请求方式的成员方法时，会返回“405: Method Not Allowed”错误。

我们将代码中定义的get()方法更改为post()后，再用浏览器重新访问（浏览器地址栏中输入网址访问的方式为get请求方式），演示如下：

 # coding:utf-8

  import tornado.web
  import tornado.ioloop

  class IndexHandler(tornado.web.RequestHandler):
      """主路由处理类"""
      def post(self):  # 我们修改了这里
          """对应http的post请求方式"""
          self.write("Hello Igeek!")

  if __name__ == "__main__":
      app = tornado.web.Application([
          (r"/", IndexHandler),
      ])
      app.listen(8000)
      tornado.ioloop.IOLoop.current().start()

• · Application

Tornado Web框架的核心应用类，是与服务器对接的接口，里面保存了路由信息表，其初始化接收的第一个参数就是一个路由信息映射元组的列表；其listen(端口)方法用来创建一个http服务器实例，并绑定到给定端口（注意：此时服务器并未开启监听）

2. tornado.ioloop

tornado的核心io循环模块，封装了Linux的epoll和BSD的kqueue，tornado高性能的基石。 以Linux的epoll为例，其原理如下图：

 

• · IOLoop.current()

返回当前线程的IOLoop实例。

• · IOLoop.start()

启动IOLoop实例的I/O循环,同时服务器监听被打开。

总结Tornado Web程序编写思路

1. 创建web应用实例对象，第一个初始化参数为路由映射列表。

2. 定义实现路由映射列表中的handler类。

3. 创建服务器实例，绑定服务器端口。

4. 启动当前线程的IOLoop。