• Python之路【第十五篇】WEB框架


    WEB框架本质 

    Python的WEB框架分为两类:

    1、自己写socket,自己处理请求

    2、基于wsgi(Web Server Gateway Interface WEB服务网关接口),自己处理请求

    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。

    看下面的代码是WEB最本质的WEB框架(自己写的socket,自己处理的请求

    #!/usr/bin/env python
    #coding:utf-8
    
    import socket
    
    def handle_request(client):
        #接收请求
        buf = client.recv(1024)
        #返回信息
        client.send("HTTP/1.1 200 OK
    
    ")
        client.send("Hello, Xinxian")
    
    def main():
        #创建sock对象
        sock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
        #监听80端口
        sock.bind(('localhost',8000))
        #最大允许排队的客户端
        sock.listen(5)
    
        #循环
        while True:
            #等待用户的连接,默认accept阻塞当有请求的时候往下执行
            connection, address = sock.accept()
            #把连接交给handle_request函数
            handle_request(connection)
            #关闭连接
            connection.close()
    
    if __name__ == '__main__':
        main()

    通过上面的代码可以看出wsgi其实做的就是(写了个socket)

    在上面两类在python中对应的框架:

    1、自己写socket,自己处理请求  == Tornado(还有就是Tronado有两种模式,可以通过修改配置让它使用自己写的socket也可以基于wsgi)

    2、其他的WEB框架,比如Django都是基于wsgi

    这两类的区别是一个是自己写socket,在就是基于wsgi。

    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。

    #!/usr/bin/env python
    #coding:utf-8
    
    from wsgiref.simple_server import make_server
    
    def RunServer(environ, start_response):
        start_response('200 OK', [('Content-Type', 'text/html')])
        return '<h1>Hello, web!</h1>'
    
    if __name__ == '__main__':
        httpd = make_server('', 8000, RunServer)
        print "Serving HTTP on port 8000..."
        httpd.serve_forever()
        #接收请求
        #预处理请求(封装了很多http请求的东西)

    当请求过来后就执行RunServer这个函数。

    OK 下面看WEB框架图(Socket & 处理请求的函数)

    Socket接收请求并封装请求,然后丢给处理请求的函数,处理请求的函数处理完成之后再给Socket然后返回给用户!

    OK 通过上面的图可以更好的理解:

    python中的WEB框架分为:即写Socket又写(处理请求)的WEB框架比如Tornado,还有就是不写Socket然后自己写处理请求的WEB框架:Django

    自定义框架 

    1、通过python标准库提供的wsgiref模块开发一个自己的Web框架

    先看下面的框架

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

    当我们访问的时候,访问任何的url都会显示,“Hello, Web Frame!”其他网站不是这样的,看下面的操作。

    断点查看

     这里面给咱们这么多大额请求的数据、端口号、方式、地址、请求的URL等。。。

    那我们就可以通过这些信息获取用户请求的URL

    #!/usr/bin/env python
    #coding:utf-8
    from wsgiref.simple_server import make_server
    
    
    def RunServer(environ, start_response):
        start_response('200 OK', [('Content-Type', 'text/html')])
        #根据url的不同,返回不同的字符串
        #1 获取URL[URL从哪里获取?当请求过来之后执行RunServer,wsgi给咱们封装了这些请求,这些请求都封装到了,environ & start_response]
        request_url = environ['PATH_INFO']
        print request_url
        #2 根据URL做不同的相应
        #print environ #这里可以通过断点来查看它都封装了什么数据
        if request_url == '/home/index':
            return "Hello Home"
        elif request_url == '/shuaige':
            return "Hello Xinxian"
        else:
            return '<h1>404!</h1>'
    
    if __name__ == '__main__':
        httpd = make_server('', 8000, RunServer)
        print "Serving HTTP on port 8000..."
        httpd.serve_forever()

    看上面的操作,如果其他人使用你的框架,当用户来访问的时候,如果URL少还好,如果很多的话是不是URL写起来非常麻烦,看下面的代码

     

    #!/usr/bin/env python
    #-*- coding:utf-8 -*-
    
    from wsgiref.simple_server import make_server
    
    '''可以进行拆分---这一部分可以给框架使用者,按照定义的格式来操作'''
    
    def index():
        return 'index'
    
    def login():
        return 'login'
    
    
    #1 定义一个列表,上面定义函数
    url_list = [
        #这里吧URL和函数做一个对应
        ('/index/',index),
        ('/login/',login),
    ]
    
    ########################################################################
    
    '''这一部分可以单独拿出来,作为框架开发者,框架使用'''
    def RunServer(environ, start_response):
        start_response('200 OK', [('Content-Type', 'text/html')])
        #根据url的不同,返回不同的字符串
        #1 获取URL[URL从哪里获取?当请求过来之后执行RunServer,wsgi给咱们封装了这些请求,这些请求都封装到了,environ & start_response]
        request_url = environ['PATH_INFO']
        #2 根据URL做不同的相应
        #print environ #这里可以通过断点来查看它都封装了什么数据
    
        #循环这个列表
        for url in url_list:
            #如果用户请求的url和咱们定义的rul匹配
            if request_url == url[0]: 
                print url
                return url[1]()
                #执行里面的方法
        else:
            #url_list列表里都没有返回404
            return '404'
    
    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():
        #读取html并返回
        data = open('html/index.html').read()
        return data
    
    def login():
        #读取html并返回
        data = open('html/login.html').read()
        return data
    
    
    #1 定义一个列表,上面定义函数
    url_list = [
        #这里吧URL和函数做一个对应
        ('/index/',index),
        ('/login/',login),
    ]
    
    
    def RunServer(environ, start_response):
        start_response('200 OK', [('Content-Type', 'text/html')])
        #根据url的不同,返回不同的字符串
        #1 获取URL[URL从哪里获取?当请求过来之后执行RunServer,wsgi给咱们封装了这些请求,这些请求都封装到了,environ & start_response]
        request_url = environ['PATH_INFO']
        #2 根据URL做不同的相应
        #print environ #这里可以通过断点来查看它都封装了什么数据
    
        #循环这个列表
        for url in url_list:
            #如果用户请求的url和咱们定义的rul匹配
            if request_url == url[0]:
                print url
                return url[1]()
                #执行里面的方法
        else:
            #url_list列表里都没有返回404
            return '404'
    
    if __name__ == '__main__':
        httpd = make_server('', 8000, RunServer)
        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  遵循jinja语法进行替换、循环、判断

    <!DOCTYPE html>
    <html lang="en">
    <head>
        <meta charset="UTF-8">
        <title>Title</title>
    </head>
    <body>
        <!--general replace-->
        <h1>{{ name }}</h1>
        <h1>{{ age }}</h1>
        <h1>{{ time }}</h1>
    
        <!--for circular replace-->
        <ul>
            {% for iterm in user_list %}
                <li>{{ iterm }}</li>
            {% endfor %}
        </ul>
        <!--if else judge-->
    
        {% if num == 1%}
            <h1>1111</h1>
        {% else %}
            <h1>2222</h1>
        {% endif %}
    
    </body>
    
    </html>

    web.py

    #!/usr/bin/env python
    #-*- coding:utf-8 -*-
    
    import time
    from wsgiref.simple_server import make_server
    from jinja2 import Template
    
    
    def index():
        data = open('html/index.html').read()
    
        template = Template(data)
        result = template.render(
            name = 'xinxian',
            age = '18',
            time = str(time.time()),
            user_list = ['tianshuai','shuai','shuaige'],
            num = 1
        )
    
        #同样是替换为什么用jinja,因为他不仅仅是文本的他还支持if判断 & for循环 操作
    
        #这里需要注意因为默认是的unicode的编码所以设置为utf-8
        return result.encode('utf-8')
    
    def login():
        #读取html并返回
        data = open('html/login.html').read()
        return data
    
    
    #1 定义一个列表,上面定义函数
    url_list = [
        #这里吧URL和函数做一个对应
        ('/index/',index),
        ('/login/',login),
    ]
    
    
    def RunServer(environ, start_response):
        start_response('200 OK', [('Content-Type', 'text/html')])
        #根据url的不同,返回不同的字符串
        #1 获取URL[URL从哪里获取?当请求过来之后执行RunServer,wsgi给咱们封装了这些请求,这些请求都封装到了,environ & start_response]
        request_url = environ['PATH_INFO']
        #2 根据URL做不同的相应
        #print environ #这里可以通过断点来查看它都封装了什么数据
    
        #循环这个列表
        for url in url_list:
            #如果用户请求的url和咱们定义的rul匹配
            if request_url == url[0]:
                print url
                return url[1]()
                #执行里面的方法
        else:
            #url_list列表里都没有返回404
            return '404'
    
    if __name__ == '__main__':
        httpd = make_server('', 8000, RunServer)
        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,参考武Sir老师一篇博客:白话tornado源码之褪去模板外衣的前戏

    MVC & MVT

    首先咱们写的web框架为了方便其他人使用,给他进行一个标准(规范)

    把所有的路由规则操作的都放到:把操作DD的都放到Model里、操作ulr的放到Controller目录下(函数)、View存放所有的Html模板

    url里存放所有的映射关系就是user_list列表里:(‘index.html’,index)

    这就是MVC框架

    首先咱们在看下WEB框架的处理流程

     

    那么MTV就是:

    Models   处理DB操作

    Templates  html模板

    Views    处理函数请求

     

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