web 框架的本质
一、web 框架本质
1、自己开发 web 框架
- socket
- http 协议
- HTML 知识
- 数据库（pymysql，SQLAlchemy）
HTTP：无状态、短连接
TCP： 不断开
WEB 应用（网站）
Http 协议： 发送： POST/ index HTTP / 1.1 Host:127.0.0.1:8080 Connection: keep-alive Accept: text / html , application / xhtml + xml , application / xml ; q=0.9 , image / webp , * / * ; q=0.8 User-Agent: Mozilla / 5.0 ( Windows NT 6.1 ; WOW64 ) Qpplewebkit / 537.36 (KHTML , like Gecko ) chrome / 44.0.2403.89 Safari / 537.36 HTTPS: 1 Accept-Encoding: gzip, deflate, sdch Accept-Language: zh-CN , zh; q=0.8 Cookie: crsftoken = hNmu2JOthtGMN0hSRSPmMQK2newEb3o8zb6pXW5Cc3m54IaA%V!TKUvqWsFezpni p = 123 响应： 200 OK Cache-Control:public, max-age=15 Connection:keep-alive Content-Encoding:gzip Content-Type:text/html; charset=utf-8 Date:Wed, 14 Jun 2017 01:21:17 GMT Expires:Wed, 14 Jun 2017 01:21:33 GMT Last-Modified:Wed, 14 Jun 2017 01:21:03 GMT Transfer-Encoding:chunked Vary:Accept-Encoding X-Frame-Options:SAMEORIGIN X-UA-Compatible:IE=10 用户在页面看到的内容“字符串”（看到页面效果，由于浏览器解析） 浏览器（socket客户端） 2. www.cnblogs.com（42.121.252.58，80） sk.socket() sk.connect(（42.121.252.58，80）) sk.send('我想要xx') 5. 接收 6. 连接断开 博客园（socket服务端） 1. 监听ip和端口（42.121.252.58，80） while True: 用户 = 等待用户连接 3. 收到'我想要xx' 4. 响应：“好” 用户断开 import socket sock = socket.socket() sock.bind(('127.0.0.1',8080)) sock.listen(5) while True: conn,addr = sock.accept() # hang住 # 有人来连接了 # 获取用户发送的数据 data = conn.recv(8096) conn.send(b"HTTP/1.1 200 OK ") conn.send(b'123123') conn.close() 1. Http，无状态，短连接 2. 浏览器（socket客户端） 网站（socket服务端） 3. 自己写网站 a. socket服务端 b. 根据URL不同返回不同的内容 路由系统： URL -> 函数 c. 字符串返回给用户 模板引擎渲染： HTML充当模板（特殊字符） 自己创造任意数据 字符串 4. Web框架： 框架种类： - a,b,c --> Tornado - [第三方a],b,c --> wsgiref -> Django - [第三方a],b,[第三方c] --> flask, 分类： - Django框架（Web。。。。。。） - 其他
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 scoket 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，对于框架来说，就只有支持它的服务器才能被开发出的应用才能使用。这个时候，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，服务器就可以支持更多支持标准的框架，框架也可以使用更多的支持标准的服务器。
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 之间的解耦。
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()
二、自定义web框架
1、框架
通过Python 标准库提供的wsgiref 模块开发一个自己的web框架
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：
index.html
<!DOCTYPE html> <html> <head lang="en"> <meta charset="UTF-8"> <title></title> </head> <body> <h1>Index</h1> </body> </html>
login.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>
#!/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
index.html
<!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>
#!/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。