一、Web框架本质
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。
二、WSGI
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。当还有其他的接口格式：
'cgi': CGIServer, 'flup': FlupFCGIServer, 'wsgiref': WSGIRefServer, 'waitress': WaitressServer, 'cherrypy': CherryPyServer, 'paste': PasteServer, 'fapws3': FapwsServer, 'tornado': TornadoServer, 'gae': AppEngineServer, 'twisted': TwistedServer, 'diesel': DieselServer, 'meinheld': MeinheldServer, 'gunicorn': GunicornServer, 'eventlet': EventletServer, 'gevent': GeventServer, 'geventSocketIO':GeventSocketIOServer, 'rocket': RocketServer, 'bjoern' : BjoernServer, 'auto': AutoServer,
Django实现的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 world!</h1>'
if __name__ == '__main__':
httpd = make_server('', 8000, RunServer)
print "Serving HTTP on port 8000..."
httpd.serve_forever()
三、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
#!/usr/bin/env python
#coding:utf-8
from wsgiref.simple_server import make_server
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：
<!DOCTYPE html> <html> <head lang="en"> <meta charset="UTF-8"> <title></title> </head> <body> <h1>Index</h1> </body> </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
<!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，对于模板引擎的本质，参考：白话tornado源码之褪去模板外衣的前戏
四、MVC与MTV
MVC模式：
所谓MVC就是把Web应用分为模型(M)，控制器(C)和视图(V)三层，他们之间以一种插件式的、松耦合的方式连接在一起:
A.模型负责业务对象与数据库的映射(ORM)
B.视图负责与用户的交互(页面)
C.控制器接受用户的输入调用模型和视图完成用户的请求
其示意图如下所示：
MTV模式：
Django的MTV模式本质上和MVC是一样的，也是为了各组件间保持松耦合关系，只是定义上有些许不同
Django的MTV分别是值：
- M 代表模型（Model）：负责业务对象和数据库的关系映射(ORM)。
- T 代表模板 (Template)：负责如何把页面展示给用户(html)。
- V 代表视图（View）：负责业务逻辑，并在适当时候调用Model和Template。
除了以上三层之外，还需要一个URL分发器，它的作用是将一个个URL的页面请求分发给不同的View处理，View再调用相应的Model和Template，MTV的响应模式如下所示：
- Web服务器（中间件）收到一个http请求
- Django在URLconf里查找对应的视图(View)函数来处理http请求
- 视图函数调用相应的数据模型来存取数据、调用相应的模板向用户展示页面
- 视图函数处理结束后返回一个http的响应给Web服务器
- Web服务器将响应发送给客户端
这种设计模式关键的优势在于各种组件都是松耦合的。这样，每个由 Django驱动的Web应用都有着明确的目的，并且可独立更改而不影响到其它的部分。
比如，开发者更改一个应用程序中的 URL 而不用影响到这个程序底层的实现。设计师可以改变 HTML页面的样式而不用接触Python代码。
数据库管理员可以重新命名数据表并且只需更改模型，无需从一大堆文件中进行查找和替换。
比如，开发者更改一个应用程序中的 URL 而不用影响到这个程序底层的实现。设计师可以改变 HTML页面的样式而不用接触Python代码。
数据库管理员可以重新命名数据表并且只需更改模型，无需从一大堆文件中进行查找和替换。
Django的MTV模式相对应的python文件如下：
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