使用wsgiref库diy简单web架构

1. 了解CGI和WSGI

（1）CGI

　　CGI（Common Gateway Interface）通用网关接口，即接口协议，前端向服务器发送一个URL（携带请求类型、参数、cookie等信息）请求，服务器把这个请求的各种参数写进进程的环境变量，比如
REQUEST_METHOD，PATH_INFO之类的，然后开启 cgi模块以后，将其发送给CGI程序，CGI程序（可以由各种语言编写，比如C、C ++、VB 和Delphi 等）从环境变量中解析出各种参数，然后向标准输出输出内容（比如cout了一段HTML代码），这些内容没有被打印到控制台上，而是最终响应给了你的浏览器，渲染出了网页。每一次向CGI发送请求，都会生成一个CGI进程，这就是所谓的fork-and-exec模式，这也通常是导致并发瓶颈的症结，反向代理加上大型的的分布式系统可以一定程度上减轻这些压力。

（2）WSGI

　　WSGI（Python Web Server Gateway Interface，缩写为WSGI）web服务器网关接口，也是接口协议，前端向服务器发送一个URL（携带请求类型、参数、cookie等信息）请求，服务器把这个请求的各种参数传给WSGI模块，wsgi将各种参数进行python化，封装为request对象传递给按照WSGI接口标准调用注册的WSGI Application，并返回response参数给客户端。

2. wsgiref库简介

　　wsgiref是python内置库，实现了一个简单的WSGI Server和WSGI Application，使用该库我们将很容易实现自定义的web架构而不用考虑TCP/HTTP层协议，库源码位于/django/lib/wsgiref文件夹，该库提供了5个模块：

* util -- Miscellaneous useful functions and wrappers

* headers -- Manage response headers

* handlers -- base classes for server/gateway implementations

* simple_server -- a simple BaseHTTPServer that supports WSGI

* validate -- validation wrapper that sits between an app and a server
                  to detect errors in either
                                            

　下面主要对simple_server模块的重点函数和使用方法进行说明

3. wsgiref.simple_server类使用及部分源码分析

（1）先上一段代码

　　该代码来自simple_server.py的最后7行

if __name__ == '__main__':
    with make_server('', 8000, demo_app) as httpd:
        sa = httpd.socket.getsockname()
        print("Serving HTTP on", sa[0], "port", sa[1], "...")
        import webbrowser
        webbrowser.open('http://localhost:8000/xyz?abc')
        httpd.handle_request()  # serve one request, then exit

　　这段代码表达两个意思：启动服务---->处理'http://localhost:8000/xyz?abc'请求

（2）分析make_server启动服务过程

　　

　　server_class传入两个参数，第一个元组（host,ip），第二个WSGIRequestHandler类，第一个参数用于socketserver.TCPServer启动服务（图中标记1），第二个参数WSGIRequestHandler用于BaseServer类初始化self.RequestHandlerClass属性（图中标记2），用于finish_request（）函数进行对象初始化（图中的标记3），主要目的实现后面回调函数调用

（3）分析handle_request（）函数处理过程

　　该函数的实现过程在基类BaseServer中，该函数主要实现以下功能（这里不讨论epoll异步并发，相关epoll的内容可以看我之前的博客）：

　　get_request()---->verify_request()---->process_request()---->shutdown_request()

　　单看函数名就应该明白整个流程了

（4）现在到重点了，看demo_app回调是如何实现的

　　接下来主要分析下make_server()函数的第三个参数demo_app是如何实现调用的

　　通过源码我们看到，finish_request()函数中实现了RequestHandlerClass初始化，也就是WSGIRequestHandler初始化

def finish_request(self, request, client_address):
        """Finish one request by instantiating RequestHandlerClass."""
        self.RequestHandlerClass(request, client_address, self)

　　来张图一看什么都清楚了

　　

　　a. 服务启动后，WSGIServer通过set_app将回调函数保存起来

　　b. finish_request()对WSGIRequestHandler进行实例化，调用其基类BaseRequestHandle的构造函数，构造函数中又调用了handle处理函数，由于派生类WSGIRequestHandler重写了handle方法，实则调用的是WSGIRequestHandler类的handle函数，如上图标记3，得到回调函数对象，并执行。

def run(self, application):
        try:
            self.setup_environ()
            self.result = application(self.environ, self.start_response)
            self.finish_response()
            。。。。。。。。。。。。。。

　　到现在为止一切就都清楚了！接下来就可以自由的对回调函数进行处理了！

4. DIY web架构

　　模仿django架构的model---->route---->view--->template模型实现http请求，显示网页

（1）models.py

　　使用redis的创建两个字符串结构name和url

import redis

class Model:
    def __init__(self):
        conn = redis.Redis()
        self.name = conn.get('name')
        self.url = conn.get('url')

（2）urls.py

import views

urlpattern = ((r'/fate0729/', views.login),)

（3）views.py

　　实现通过model对模板进行渲染

from models import Model
import re

def render(html_path, **wargvs):
    with open(html_path, 'r') as pf:
        data = ''.join(pf.readlines())
        print(data)

    if wargvs is not None:
        # 为了测试这里使用了固定格式obj.attr
        results = re.findall(r'{{(.*)}}', data)
        for result in results:
            obj_attr_list = result.partition('.')
            obj = wargvs.get(obj_attr_list[0])
            attr = obj_attr_list[-1]
            regex = r'{{.*.%s}}' %(attr)
            value = getattr(obj,attr).decode('utf-8')
            print(attr,value)
            data = re.sub(regex,str(value), data)
    return data.encode('utf-8')

def login(request):
    model = Model()
    return render('web.html', **{'model':model})

（4）main.py

from wsgiref.simple_server import make_server
import urls

def routers():
    urlpattern=urls.urlpattern
    return urlpattern

def applications(environ,start_response):
    path=environ.get("PATH_INFO")
    start_response('200 OK', [('Content-Type', 'text/html'),('Charset', 'utf8')])

    urlpattern=routers()
    func=None
    for item in urlpattern:
        if path==item[0]:
            func=item[1]
            break
    if func:
        return [func(environ)]
    else:
        return [b"<h1>404!<h1>"]

if __name__ == '__main__':
    conn = make_server('127.0.0.1', 8001, applications)
    print('server is working...')
    conn.serve_forever()

（5）测试

　　python main.py

　　打开浏览器输入：127.0.0.1/fate0729/