Web应用
Web应用
一、Web应用的组成
Web应用程序是基于B/S架构的(B：浏览器，S：服务端)，B(浏览器)负责向S端发送请求信息，而S端会根据接收到的请求信息返回响应的数据给浏览器。
S端，由server和application两大部分构成。
二、开发一个Web应用
无需开发浏览器（本质套接字客户端），只需要开发S端即可，S端的本质就是用套接字实现的
import socket
# server端函数
def server(ip, port, app):
sock = socket.socket()
sock.bind((ip, port))
sock.listen(5)
while True:
conn, addr = sock.accept()
# 1.接收浏览器发来的请求信息
recv_data = conn.recv(1024)
# print(recv_data.decode("utf-8"))
# 2.将请求信息交给application
res = app(recv_data)
# 3.像浏览器返回信息(此处并没有按照HTTP协议返回)
conn.send(res)
conn.close()
# 代表application
def app(recv_data):
# 处理业务逻辑
return b'hello word'
if __name__ == '__main__':
# 在客户端浏览器输入：http://127.0.0.1:8080 会报错
server('127.0.0.1', 8080, app)
目前S端已经可以正常接收浏览器发来的请求消息了，但是浏览器在接收到S端回复的响应消息时却无法正常解析，因为浏览器与S端之间收发消息默认使用的应用层协议是HTTP，浏览器默认回按照HTTP协议规定的格式发消息，而S端也必须按照HTTP协议的格式回消息才行。
HTTP协议详解连接地址：
S端修订版本：处理HTTP协议的请求消息，并按照HTTP协议的格式回复消息
import socket
# server端函数
def server(ip, port, app):
sock = socket.socket()
sock.bind((ip, port))
sock.listen(5)
while True:
conn, addr = sock.accept()
# 1.接收浏览器发来的请求信息
# 1.1 接收浏览器发来的HTTP协议的消息
recv_data = conn.recv(1024)
# 1.2对HTTP协议的消息加以处理，简单示范如下
ll = recv_data.decode('utf-8').split('\r\n')
head_ll = ll[0].split(' ')
environ = {}
environ['PATH_INFO'] = head_ll[1]
environ['method'] = head_ll[0]
# 2.将请求信息处理后的结果environ交给application，这样application便无需再关注请求信息的处理，可以更加专注于业务逻辑的处理
res = app(environ)
# 3.按照HTTP协议向浏览器返回信息
# 3.1返回响应首行
conn.send(b'HTTP/1.1 200 OK\r\n')
# 3.2返回响应头(可以省略)
conn.send(b'Content-Type: text/html\r\n\r\n')
# 3.3 返回响应体
conn.send(res)
conn.close()
# 代表application
def app(recv_data):
# 处理业务逻辑
return b'hello word'
if __name__ == '__main__':
# 在客户端浏览器输入：http://127.0.0.1:8080
server('127.0.0.1', 8080, app)
此时，重启S端后，在客户端浏览器输入：http://127.0.0.1:8080 便可以看到正常结果hello word了
我们不仅可以回复hello word这样的普通字符，还可以夹杂HTML标签，浏览器在接收到消息后会对解析出的HTML标签加以渲染
import socket
# server端函数
def server(ip, port, app):
sock = socket.socket()
sock.bind((ip, port))
sock.listen(5)
while True:
conn, addr = sock.accept()
recv_data = conn.recv(1024)
ll = recv_data.decode('utf-8').split('\r\n')
head_ll = ll[0].split(' ')
environ = {}
environ['PATH_INFO'] = head_ll[1]
environ['method'] = head_ll[0]
res = app(environ)
conn.send(b'HTTP/1.1 200 OK\r\n')
conn.send(b'Content-Type: text/html\r\n\r\n')
conn.send(res)
conn.close()
# 代表application
def app(recv_data):
# 处理业务逻辑
return b'<h1>hello web</h1>'
if __name__ == '__main__':
# 在客户端浏览器输入：http://127.0.0.1:8080
server('127.0.0.1', 8080, app)
更进一步我们还可以返回一个文件，例如timer.html，内容如下
<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
<meta charset="UTF-8">
<title>Title</title>
</head>
<body>
<h2>
{{time}}
</h2>
</body>
</html>
S端程序如下
import socket
# server端函数
def server(ip, port, app):
sock = socket.socket()
sock.bind((ip, port))
sock.listen(5)
while True:
conn, addr = sock.accept()
recv_data = conn.recv(1024)
ll = recv_data.decode('utf-8').split('\r\n')
head_ll = ll[0].split(' ')
environ = {}
environ['PATH_INFO'] = head_ll[1]
environ['method'] = head_ll[0]
res = app(environ)
conn.send(b'HTTP/1.1 200 OK\r\n')
conn.send(b'Content-Type: text/html\r\n\r\n')
conn.send(res)
conn.close()
# 代表application
def app(recv_data):
# 处理业务逻辑:打开文件，读取文件内容并返回
with open('timer.html','r',encoding='utf-8') as f:
data = f.read()
return data.encode('utf-8')
if __name__ == '__main__':
# 在客户端浏览器输入：http://127.0.0.1:8080
server('127.0.0.1', 8080, app)
上述S端为浏览器返回的都是静态页面(内容都是固定的)，我们还可以返回动态页面(内容是变化的)
import socket
# server端函数
def server(ip, port, app):
sock = socket.socket()
sock.bind((ip, port))
sock.listen(5)
while True:
conn, addr = sock.accept()
recv_data = conn.recv(1024)
ll = recv_data.decode('utf-8').split('\r\n')
head_ll = ll[0].split(' ')
environ = {}
environ['PATH_INFO'] = head_ll[1]
environ['method'] = head_ll[0]
res = app(environ)
conn.send(b'HTTP/1.1 200 OK\r\n')
conn.send(b'Content-Type: text/html\r\n\r\n')
conn.send(res)
conn.close()
# 代表application
def app(recv_data):
# 处理业务逻辑
with open('timer.html','r',encoding='utf-8') as f:
data = f.read()
improt time
now = time.strftime("%Y-%m-%d %H:%M:%S",time.localtime())
data = data.replace('{{time}}',now) # 字符串替换
return data.encode('utf-8')
if __name__ == '__main__':
# 在客户端浏览器输入：http://127.0.0.1:8080
server('127.0.0.1', 8080, app)
三、Web框架的由来
综上案例我们可以发现一个规律，在开发S端时，server的功能时复杂且固定的(处理socket消息的收发和HTTP协议的处理)，而app中的业务逻辑却各不相同(不同的软件就应该由不同的业务逻辑)，重复开发复杂且固定的server是毫无意义的，由一个wsgiref模块帮我们写好了server的功能，这样我们便只需要专注于挨批评功能的编写即可
from wsgiref.simple_server import make_server
def app(environ, response):
'''
:param environ: 请求相关的所有数据
:param response: 响应相关的所有数据
:return:
'''
# 1.返回HTTP协议的响应首行和响应头信息
response('200 OK', [('Content-Type', 'text/html')])
# 2.处理业务逻辑：根据请求url的不同返回不同的页面内容
if environ.get('PATH_INFO') == '/index':
with open('index.html', 'r', encoding='utf8') as f:
data = f.read()
elif environ.get('PATH_INFO') == '/timer':
with open('timer.html', 'r', encoding='utf8') as f:
data = f.read()
import time
now = time.strftime("%Y-%m-%d %H:%M:%S", time.localtime())
data = data.replace('{{ time }}', now) # 字符串替换
else:
data = '<h1>hello,web</h1>'
return [data.encode('utf-8')]
if __name__ == '__main__':
# 当接收请求时，wsgiref模块会对该请求加以处理，然后调用app函数，自动传入两个参数
# 1. enciron 是一个字典，存放了HTTP的请求信息
# 2. response是一个功能，用于返回HTTP协议的响应首行和响应头信息
s = make_server('127.0.0.1', 8080, app)
s.serve_forever() # 在浏览器输入http://127.0.0.1:8080/index和http://127.0.0.1:8080/timer会看到不同的页面内容
index.html文件内容
<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
<meta charset="UTF-8">
<title>Title</title>
</head>
<body>
<h2>主页</h2>
</body>
</html>
上述案例中app在处理业务逻辑时需要根据不同的url地址返回不同的页面内容，当url地址越来越多，需要写一堆if判断，代码不够清晰，耦合程度高，所以我们做出以下优化
from wsgiref.simple_server import make_server
def index(environ):
with open('index.html', 'r', encoding='utf8') as f:
data = f.read()
return data.encode('utf-8')
def timer(environ):
with open('timer.html', 'r', encoding='utf8') as f:
data = f.read()
return data.encode('utf-8')
url_patterns = {
('/index', index),
('/timer', timer)
}
def app(environ, response):
'''
:param environ: 请求相关的所有数据
:param response: 响应相关的所有数据
:return:
'''
# 1.返回HTTP协议的响应首行和响应头信息
response('200 OK', [('Content-Type', 'text/html')])
reuqest_url = environ.get('PATH_INFO')
for url in url_patterns:
if url[0] == reuqest_url:
data = url[1](environ)
else:
data = b'404'
return [data]
if __name__ == '__main__':
# 当接收请求时，wsgiref模块会对该请求加以处理，然后调用app函数，自动传入两个参数
# 1. enciron 是一个字典，存放了HTTP的请求信息
# 2. response是一个功能，用于返回HTTP协议的响应首行和响应头信息
s = make_server('127.0.0.1', 8080, app)
s.serve_forever() # 在浏览器输入http://127.0.0.1:8080/index和http://127.0.0.1:8080/timer会看到不同的页面内容
随着业务逻辑复杂度的增加，处理业务逻辑的函数以及url_patterns中的映射关系都会不断增多，此时仍然把所有代码都放到一个文件中，程序的可读性和可扩展性都会变差，所以我们应该将现有的代码拆分到不同文件中
views.py内容如下：
def index(environ):
with open('index.html', 'r', encoding='utf8') as f:
data = f.read()
return data.encode('utf-8')
def timer(environ):
import datetime
now = datetime.datetime.now().strftime('%y-%m-%d %X')
with open('timer.html', 'r', encoding='utf8') as f:
data = f.read()
data = data.replace('{{ time }}',now)
return data.encode('utf-8')
urls.py内容
# 路径跟函数的映射关系
from app01.views import *
url_patterns = {
('/index', index),
('/timer', timer)
}
main.py内容
from wsgiref.simple_server import make_server
from mysite.urls import url_patterns
def app(environ, response):
'''
:param environ: 请求相关的所有数据
:param response: 响应相关的所有数据
:return:
'''
# 1.返回HTTP协议的响应首行和响应头信息
response('200 OK', [('Content-Type', 'text/html')])
reuqest_url = environ.get('PATH_INFO')
for url in url_patterns:
if url[0] == reuqest_url:
data = url[1](environ)
else:
data = b'404'
return [data]
if __name__ == '__main__':
# 当接收请求时，wsgiref模块会对该请求加以处理，然后调用app函数，自动传入两个参数
# 1. enciron 是一个字典，存放了HTTP的请求信息
# 2. response是一个功能，用于返回HTTP协议的响应首行和响应头信息
s = make_server('127.0.0.1', 8080, app)
s.serve_forever() # 在浏览器输入http://127.0.0.1:8080/index和http://127.0.0.1:8080/timer会看到不同的页面内容
至此，我们就针对application的开发自定义了一个框架，所以说框架的本质就是一系列功能的集合体，不同的功能放到不同的文件中，有了该框架，可以让我们专注于业务逻辑的编写，极大的提高了开发web应用的效率(开发web应用的框架可以简称为web框架)，比如我们新增一个业务逻辑，要求为：浏览器输入http://127.0.0.1:8080/home 就能访问到home.html页面，在框架的基础上具体开发步骤如下：
步骤一：在templates文件夹下新增home.html
步骤二：在urls.py的url_patterns中新增一条映射关系
url_patterns = {
('/index', index),
('/timer', timer),
('/home',home) #新增的映射关系
}
步骤三：在views.py中新增一个名为home的函数
def index(environ):
with open('templates/home.html', 'r', encoding='utf8') as f:
data = f.read()
return data.encode('utf-8')
