Python Web 框架原理
Web Socket
所谓 Web 服务，本质上就是用户使用一个 socket 客户端（浏览器）去访问一个 socket 服务端。
下面是一个最基础的基于 socket 的 Python Web 服务端程序。
import socket
# 最简单的web程序
def handle_request(connection):
content = connection.recv(1024)
print(content)
connection.send(bytes("HTTP/1.1 200 OK\r\n\r\n".encode("utf-8")))
connection.send(bytes("hello, World!".encode("utf-8")))
def service():
server = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
server_address = ('127.0.0.1', 8000)
server.bind(server_address)
server.listen(5)
while True:
connection, client_address = server.accept()
print(connection)
handle_request(connection)
connection.close()
if __name__ == '__main__':
service()


WSGI (Web Server Gateway Interface)
上面的例子展示了 Web 的本质。
但是对于现实中的 Python Web 程序来说，一般服务端程序会分为两部分：
- 服务器程序（用来接收、整理客户端发送的请求）
- 应用程序（处理服务器程序传递过来的请求）
而在服务端开发应用程序时，我们会把常用的功能函数封装起来，这就是各种 Web 框架了。
Python 常见的 Web 框架有 Django，Flask，Tornado 等等。
不同的框架提供了不同程度和方式的封装，方便程序员在其上进行二次开发。
但是，服务器程序 和 应用程序 需要相互配合才能给用户提供服务，因此我们需要制定一个标准，只要双方同时遵守这个标准，就可以相互配合了。
在 Python 中，这个标准就是 WSGI 了。
WSGI 是一种规范，它规定了服务器程序和应用程序各自使用的接口和功能，实现了二者的解耦。
Python 标准库提供的独立 WSGI 服务器称之为 wsgiref
from wsgiref.simple_server import make_server
def application(environ, start_response):
start_response('200 OK', [('Content-Type', 'text/html')])
return [bytes('<h1>Hello, World</h1>'.encode("utf-8")), b'42']
def run_server():
server = make_server("127.0.0.1", 8000, application)
server.serve_forever()
if __name__ == '__main__':
run_server()


路径处理
上面的例子虽然实现了一个正常的服务端功能，但却有一个巨大的缺陷，那就是不同的 url 也只能返回相同的内容，为了解决这个问题，我们对代码作出如下修改。
from wsgiref.simple_server import make_server
def application(environ, start_response):
url = environ['PATH_INFO']
print("url:", url)
start_response('200 OK', [('Content-Type', 'text/html')])
if url == "/index":
return [bytes('<h1>index!</h1>'.encode("utf-8")), b'42']
elif url == "/login":
return [bytes('<h1>login !</h1>'.encode("utf-8")), b'42']
elif url == "/logout":
return [bytes('<h1>logout !</h1>'.encode("utf-8")), b'42']
else:
return [bytes('<h1>404 !</h1>'.encode("utf-8")), b'42']
def run_server():
server = make_server("127.0.0.1", 8000, application)
server.serve_forever()
if __name__ == '__main__':
run_server()
通过从 environ 中获取存储着路径的变量 PATH_INFO。我们就可以对不同的 url 返回不同的结果了。
分层处理
上面的例子虽然做到了对不同的路径返回不同的结果，但是所有的逻辑都写在一个函数内，一旦体量增加就会混乱不堪。
因此我们需要对应用程序进行进一步的解耦。
from wsgiref.simple_server import make_server
def index():
return [bytes('<h1>index!</h1>'.encode("utf-8")), b'42']
def login():
return [bytes('<h1>login !</h1>'.encode("utf-8")), b'42']
def logout():
return [bytes('<h1>logout !</h1>'.encode("utf-8")), b'42']
urlConf = [
("/index", index),
("/login", login),
("/logout", logout),
]
# 不同的网址有不同的结果，但是所有的处理逻辑写到一起，很混乱
def application(environ, start_response):
url = environ['PATH_INFO']
print("url:", url)
response_fun = None
for item in urlConf:
if url == item[0]:
response_fun = item[1]
break
if response_fun:
start_response('200 OK', [('Content-Type', 'text/html')])
response_body = response_fun()
else:
start_response('404 Not Found', [('Content-Type', 'text/html')])
response_body = [bytes('<h1>404 !</h1>'.encode("utf-8")), b'42']
return response_body
def run_server():
server = make_server("127.0.0.1", 8000, application)
server.serve_forever()
if __name__ == '__main__':
run_server()



怎么样是不是已经有点像我们平时使用的各种框架了。
urlConf用户根据不同的路径，配置不同的函数。
server程序中遍历urlConf来根据路径定位所要执行的函数。
文件拆分
上面的例子已经有了框架的雏形了，但所有的功能都在一个 Python 文件中，很不优雅。
这时你就可以将代码分成三个文件。
view.py：专门用户存放各种页面的处理函数
url.py 配置路径和函数的关系
server.py 执行web的主程序
将不同功能的代码分门别类存放，进行进一步的解耦。
