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3.1WEB客户端
大部分上网活动都是通过WEB浏览器来访问WEB的。所以通过HTTP协议制作客户端来访问WEB是很有意义的。这一章讲解如何使用twisted.web.client模块来操作互联网资源，包括下载页面，使用HTTP认证，上传文件，使用HTTP字段等。
3.1 下载网页
最简单和常用的任务莫过于通过WEB客户端来下载网页了。客户端连接服务器，发送HTTP的GET请求，接收包含网页的HTTP响应。
3.1.1 下面如何做?
可以依靠Twisted内置的协议来快速进入工作。twisted.web包包含了完整的HTTP实现，免去自行开发Protocol和ClientFactory的工作。在未来，它还将包括建立HTTP请求的工具函数。获取一个网页，使用twisted.web.client.getPage。例子3-1是webcat.py脚本，用于通过URL获得网页。
代码
from twisted.web import client
from twisted.internet import reactor
import sys
def printPage(data):
print data
reactor.stop()
def printError(failure):
print >> sys.stderr, "Error: ", failure.getErrorMessage()
reactor.stop()
if len(sys.argv)==2:
url=sys.argv[1]
client.getPage(url).addCallback(printPage).addErrback(printError)
reactor.run()
else:
print "Usage: webcat.py <URL>"
给webcat.py脚本一个URL，将会显示网页代码：
$ python webcat.py http://www.oreilly.com/
<!DOCTYPE HTML PUBLIC "-//....
3.1.2 它们如何工作?
函数printPage和printError是简单的事件处理器，用于打印下载的网页和错误信息。最重要的一行是client.getPage(url)。这个函数返回了Deferred对象，用于非同步状态下通知下载完成事件。
注意如何在一行中添加Deferred的回调函数。这是可能的，因为addCallback和addErrback都返回Deferred对象的引用。因此语句：
d=deferredFunction()
d.addCallback(resultHandler)
d.addCallback(errorHandler)
等同于：
deferredFunction().addCallback(resultHandler).addErrback(errorHandler)
这两种方式都可以用，下面那种方式在Twisted代码中更加常见。
3.1.3 关于
是否有需要将网页写入磁盘上呢？这个高级功能在使用3-1例子脚本下载巨大文件时可能会出问题。一个更好的解决方法是在下载时将数据写入临时文件，而在下载完成时在从临时文件中全部读出。
twisted.web.client包含了downloadPage函数，类似于getPage，但是将文件写入文件。调用downloadPage并传入URL做首参数，文件名或文件对象做第二个参数。如下例3-2：
代码
from twisted.web import client
import tempfile
def downloadToTempFile(url):
"""
传递一个URL，并返回一个Deferred对象用于下载完成时的回调
"""
tmpfd,tempfilename=tempfile.mkstemp()
os.close(tmpfd)
return client.downloadPage(url,tempfilename).addCallback(returnFilename,tempfilename)
def returnFilename(result,filename):
return filename
if __name__=='__main__':
import sys,os
from twisted.internet import reactor
def printFile(filename):
for line in file(filename,'r+b'):
sys.stdout.write(line)
os.unlink(filename) #删除文件
reactor.stop()
def printError(failure):
print >> sys.stderr, "Error: ",failure.getErrorMessage()
reactor.stop()
if len(sys.argv)==2:
url=sys.argv[1]
downloadToTempFile(url).addCallback(printFile).addErrback(printError)
reactor.run()
else:
print "Usage: %s <URL>"%sys.argv[0]
函数downloadToTempFile在调用twisted.web.client.downloadPage时返回Deferred对象。downloadToTempFile还添加了returnFilename作为Deferred的回调，将临时文件名作为附加参数。这意味着当downloadToTempFile返回时，reactor将会调用returnFileName作为downloadToTempFile的首个参数，而文件名作为第二个参数。
例子3-2注册了另外两个回调函数到downloadToTempFile。记住downloadToTempFile返回的Deferred已经包含了returnFilename作为回调处理器。因此，在结果返回时，returnFilename将会首先被调用。这个函数的结果被用于调用printFile。
3.2 存取受到密码保护的页面
有些网页需要认证。如果你正在开发HTTP客户端应用，那么最好准备好处理这些，并在需要时给出用户名和密码。
3.2.1 下面如何做?
如果一个HTTP请求以401的状态码执行失败，则是需要认证的。这时传递用户提供的登录用户名和密码到Authorization字段，有如例子3-3中那样：
代码
from twisted.web import client,error as weberror
from twisted.internet import reactor
import sys,getpass,base64
def printPage(data):
print data
reactor.stop()
def checkHTTPError(failure,url):
failure.trap(weberror.Error)
if failure.value.status=='401':
print >> sys.stderr,failure.getErrorMessage()
#要求用户名和密码
username=raw_input("User name: ")
password=getpass.getpass("Password: ")
basicAuth=base64.encodestring("%s:%s"%(username,password))
authHeader="Basic "+basicAuth.strip()
#尝试再次获取页面，已经加入验证信息
return client.getPage(url,headers={"Authorization":authHeader})
else:
return failure
def printError(failure):
print >> sys.stderr, 'Error: ',failure.getErrorMessage()
reactor.stop()
if len(sys.argv)==2:
url=sys.argv[1]
client.getPage(url).addErrback(
checkHTTPError,url).addCallback(
printPage).addErrback(
printError)
reactor.run()
else:
print "Usage: %s <URL>"%sys.argv[0]
运行webcat3.py并传递URL作为附加参数，将会尝试下载页面。如果收到了401错误，则会询问用户名和密码之后自动重试：
$ python webcat3.py http://example.com/protected/page
401 Authorization Required
User name: User
Password: <输入密码>
<html>
... ...
3.2.2 它们如何工作?
这个例子使用了扩展的错误处理器。它首先给client.getPage添加了Deferred，在添加printPage和printError之前。这样做给了checkHTTPError以机会在其他处理器之前来处理client.getPage的错误。
作为一个errback的错误处理器，checkHTTPError将被twisted.python.failure.Failure对象调用。Failure对象封装了跑出的异常，记录了异常时的traceback，并添加了几个有用的方法。checkHTTPError开始使用了Failure.trap方法来证实异常是twisted.web.error.Error类型的。如果不是，trap将会重新抛出异常，退出当前函数并允许错误传递到下一个errback处理器，printError。
然后，checkHTTPError检查HTTP响应状态码.failure.value是一个Exception对象，并且是twisted.web.error.Error的对象，已知的status属性包含了HTTP响应状态码。如果状态码不是401，则返回原始错误，通过把错误传递给printError。
如果状态码是401，checkHTTPError会执行。它会提示输入用户名和密码，并编码成HTTP的Authorization头字段。然后调用client.getPage，返回Deferred对象。这将导致一些很cool的事情发生，反应器等待第二次调用结果，然后调用printPage或者printError来处理结果。实际上，checkHTTPError将会提示"通过另外一个Deferred来处理错误，等待Deferred的结果，并且在另外一行中进行事件处理"。这个技术是很强大的，并且可以在Twisted程序中多次使用。
最终的结果有如前面的例子：使用printPage或者printError来输出结果。当然，如果初始化请求成功了，则不需要认证，checkHTTPError将不会被调用，返回的结果也将直接调用printPage。
3.3 上传文件
以用户的观点来说，没有什么简单的方法使得上传文件到网页。使用HTML表单选择文件并按下提交按钮才可以上传。正因为如此很多站点提供了难用的上传方式。有时当你需要上传文件而又不能使用浏览器时。可能需要自己开发程序来上传照片、基于WEB的文件管理系统等等。下面的例子展示了使用Twisted开发HTTP客户端来上传文件的方法。
3.3.1 下面如何做?
首先，对键值对编码，并将上传文件编入multipart/form-data的MIME文件。Python和Twisted都无法提供简便的方法来实现，但你可以也可以不需要太大努力的自己实现一个。然后传递已编码的表单数据到formdata键，并传递给client.getPage或client.downloadPage，并使用HTTP的POST方法。然后就可以执行getPage或downloadPage来获得HTTP响应了。例子3-4(validate.py)展示了如何按照W3C标准上传文件，并保存响应到本地文件，然后显示在用户浏览器中。
代码
from twisted.web import client
import os,tempfile,webbrowser,random
def encodeForm(inputs):
"""
传递一个字典参数inputs并返回multipart/form-data字符串，包含了utf-8编码的
数据。键名必须为字符串，值可以是字符串或文件对象。
"""
getRandomChar=lambda:chr(random.choice(range(97,123)))
randomChars=[getRandomChar() for x in range(20)]
boundary="---%s---"%''.join(randomChars)
lines=[boundary]
for key,val in inputs.items():
header='Content-Disposition: form-data; name="%s"'%key
if hasattr(val,'name'):
header+=';filename="%s"'%os.path.split(val.name)[1]
lines.append(header)
if hasattr(val,'read'):
lines.append(val.read())
else:
lines.append(val.encode('utf-8'))
lines.append('')
lines.append(boundary)
return "\r\n".join(lines)
def showPage(pageData):
#将数据写入临时文件并在浏览器中显示
tmpfd,tmp=tempfile.mkstemp('.html')
os.close(tmpfd)
file(tmp,'w+b').write(pageData)
webbrowser.open('file://'+tmp)
reactor.stop()
def handleError(failure):
print "Error: ",failure.getErrorMessage()
reactor.stop()
if __name__=='__main__':
import sys
from twisted.internet import reactor
filename=sys.argv[1]
fileToCheck=file(filename)
form=encodeForm({'uploaded_file':fileToCheck})
postRequest=client.getPage(
'http://validator.w3.org/check',
method="POST",
headers={'Content-Type':'multipart/form-data; charset=utf-8',
'Content-Length':str(len(form))},
postdata=form)
postRequest.addCallback(showPage).addErrback(handleError)
reactor.run()
运行validate.py脚本并在第一个参数给出HTML文件名：
$ python validate.py test.html
一旦发生了错误，必须获得validation的在浏览器中的错误报告。
3.3.2 它们是如何做的?
按照W3C标准页面，例如http://validator.w3.org包含表单如下：
代码
<form method="POST" enctype="multipart/form-data" action="check">
<label title="Choose a Local file to Upload and Validate"
for="uploaded_file">Local File:
<input type="file" name="uploaded_file" size="30" /></label>
<label title="Submit file for validation">
<input type="submit" value="Check" /></label>
</form>
这样可以建立一个HTTP客户端发送与浏览器相同的数据。函数encodeForm输入一个字典包含了以键值对方式引入的上传文件对象，并返回已经按照multipart/form-data的MIME编码文档的字符串。当validate.py运行时，打开特定文件作为第一个参数并传递encodeForm作为'uploaded_file'的值。这将会返回待提交的有效数据。
validate.py然后使用client.getPage来提交表单数据，传递头部字段包括Content-Length和Content-Type。showPage回调处理器得到返回的数据并写入临时文件。然后使用Python的webbrowser模块调用默认浏览器来打开这个文件。
3.4 检测网页更新
当使用流行的HTTP应用打开一个RSS收集时，将会自动下载最新的RSS(或者是Atom)的blog更新。RSS收集定期下载最新的更新，典型值是一个小时。这个机制可以减少浪费大量的带宽。因为内容很少更新，所以客户端常常重复下载相同数据。
为了减少浪费网络资源，RSS收集(或者其他请求页面的方式)推荐使用条件HTTP GET请求。通过在HTTP请求的头部字段添加条件，客户端可以告知服务器仅仅返回已经看过的时间之后的更新。当然，一种条件是在上次下载后是否修改过。
3.4.1 下面如何做?
首次下载网页时保持跟踪头部字段。查找ETag头部字段，这定义了网页的修正版本，或者是Last-Modified字段，给出了网页修改时间。下次请求网页时，发送头部If-None-Match加上ETag值，或者If-Modified-Since加上Last-Modified值。如果服务器支持条件GET请求，如果网页没有修改过则返回304 Unchanged响应。
getPage和downloadPage函数是很方便的，不过对于控制条件请求是不可用的。可以使用稍微低层次的HTTPClientFactory接口来实现。例子3-5演示了HTTPClientFactory测试网页是否更新。
代码
from twisted.web import client
class HTTPStatusChecker(client.HTTPClientFactory):
def __init__(self,url,headers=None):
client.HTTPClientFactory.__init__(self,url,headers=headers)
self.status=None
self.deferred.addCallback(
lambda data: (data,self.status,self.response_headers))
def noPage(self,reason): #当返回非200响应时
if self.status=='304' #页面未曾改变
client.HTTPClientFactory.page(self,'')
else:
client.HTTPClientFactory.noPage(self,reason)
def checkStatus(url,contextFactory=None,*args,**kwargs):
scheme,host,port,path=client._parse(url)
factory=HTTPStatusChecker(url,*args,**kwargs)
if scheme=='https':
from twisted.internet import ssl
if contextFactory is None:
contextFactory=ssl.ClientContextFactory()
reactor.connectSSL(host,port,factory,contextFactory)
else:
reactor.connectTCP(host,port,factory)
return factory.deferred
def handleFirstResult(result,url):
data,status,headers=result
nextRequestHeaders={}
eTag=headers.get('etag')
if eTag:
nextRequestHeaders['If-None-Match']=eTag[0]
modified=headers.get('last-modified')
if modified:
nextRequestHeaders['If-Modified-Since']=modified[0]
return checkStatus(url,headers=nextRequestHeaders).addCallback(
handleSecondResult)
def handleSecondResult(result):
data,status,headers=result
print 'Second request returned status %s:'%status,
if status=='200':
print 'Page changed (or server does not support conditional request).'
elif status=='304':
print 'Page is unchanged.'
else:
print 'Unexcepted Response.'
reactor.stop()
def handleError(failure):
print 'Error',failure.getErrorMessage()
reactor.stop()
if __name__=='__main__':
import sys
from twisted.internet import reactor
url=sys.argv[1]
checkStatus(url).addCallback(
handleFirstResult,url).addErrback(
handleError)
reactor.run()
运行updatecheck.py脚本并传入URL作为首参数。它首先尝试下载WEB页面，使用条件GET。如果返回了304错误，则表示服务器未更新网页。常见的条件GET适用于静态文件，如RSS种子，但不可以是动态生成页面，如主页。
$ python updatecheck.py http://slashdot.org/slashdot.rss
Second request returned status 304: Page is unchanged
$ python updatecheck.py http://slashdot.org/
Second request returned status 200: Page changed
(or server does not support conditional requests).
3.4.2 它们如何做?
HTTPStatusChecker类是client.HTTPClientFactory的子类。它负责两件重要的事情。在初始化时使用lambda添加回调函数到self.deferred。这个匿名函数将会在结果传递到其他处理器之前截获self.deferred。这将会替换结果(已下载数据)为包含更多信息的元组：数据、HTTP状态码、self.response_headers，这是一个响应字段的字典。
HTTPStatusChecker也重载了noPage方法，就是由HTTPClientFactory调用的成功的响应码。如果响应码是304(未改变状态码)，则noPage方法调用HTTPClientFactory.page替换原来的noPage方法，表示成功的响应。如果执行成功了，HTTPStatusChecker的noPage同样返回重载的HTTPClientFactory中的noPage方法。在这个时候，它提供了304响应来替换错误。
checkStatus函数需要一个被twisted.web.client._parse转换过的URL参数。它看起来像是URL的一部分，可以从中获取主机地址和使用HTTP/HTTPS协议(TCP/SSL)。下一步，checkStatus创建一个HTTPStatusChecker工厂对象，并打开连接。所有这些代码对twisted.web.client.getPage都是很简单的，并推荐使用修改过的HTTPStatusChecker工厂来代替HTTPClientFactory。
当updatecheck.py运行时，会调用checkStatus，设置handleFirstResult作为回调事件处理器，按照循序，第二次请求会使用If-None-Match或If-Modified-Since条件头字段，设置handleSecondResult作为回调函数处理器。handleSecondResult函数报告服务器是否返回304错误，然后停止反应器。
handleFirstResult实际上返回的是handleSecondResult的deferred结果。这允许printError，就是被指定给checkStatus的错误事件处理器，用于所有在第二次请求中调用checkStatus的其他错误。
3.5 监视下载进度
以上的例子暂时还没有办法监视下载进度。当然，Deferred可以在下载完成时返回结果，但有时你需要监视下载进度。
3.5.1 下面如何做?
再次，twisted.web.client没能提供足够的实用函数来控制进度。所以定义一个client.HTTPDownloader的子类，这个工厂类常用于下载网页到文件。通过重载一对方法，你可以保持对下载进度的跟踪。webdownload.py脚本是3-6例子，展示了如何使用：
代码
from twisted.web import client
class HTTPProgressDownloader(client.HTTPDownloader):
def gotHeaders(self,headers):
if self.status=='200':
if headers.has_key('content-length'):
self.totalLength=int(headers['content-length'][0])
else:
self.totalLength=0
self.currentLength=0.0
print ''
return client.HTTPDownloader.gotHeaders(self,headers)
def pagePart(self,data):
if self.status=='200':
self.currentLength+=len(data)
if self.totalLength:
percent="%i%%"%(
(self.currentLength/self.totalLength)*100)
else:
percent="%dK"%(self.currentLength/1000)
print "\033[1FProgress: "+percent
return client.HTTPDownloader.pagePart(self,data)
def downloadWithProgress(url,file,contextFactory=None,*args,**kwargs):
scheme,host,port,path=client._parse(url)
factory=HTTPProgressDownloader(url,file,*args,**kwargs)
if scheme=='https':
from twisted.internet import ssl
if contextFactory is None:
contextFactory=ssl.ClientContextFactory()
reactor.connectSSL(host,port,factory,contextFactory)
else:
reactor.connectTCP(host,port,factory)
return factory.deferred
if __name__=='__main__':
import sys
from twisted.internet import reactor
def downloadComplete(result):
print "Download Complete."
reactor.stop()
def downloadError(failure):
print "Error: ",failure.getErrorMessage()
reactor.stop()
url,outputFile=sys.argv[1:]
downloadWithProgress(url,outputFile).addCallback(
downloadComplete).addErrback(
downloadError)
reactor.run()
运行webdownload.py脚本并加上URL和存储文件名这两个参数。作为命令工作会打印出下载进度的更新。
$ python webdownload.py http://www.oreilly.com/ oreilly.html
Progress: 100% <- 下载过程中的更新
Download Complete.
如果WEB服务器并不返回Content-Length头字段，则无法计算下载进度。在这种情况下，webdownload.py打印已经下载的KB数量。
$ python webdownload.py http://www.slashdot.org/ slashdot.html
Progress: 60K <- 下载过程中更新
Download Complete.
3.5.2 它们如何工作?
HTTPProgressDownloader是client.HTTPDownloader的子类。重载了gotHeaders方法并检查Content-Length头字段用于计算下载总量。它还同时提供重载了pagePart方法，在每次接收到一块数据时发生，用来保持对下载量的跟踪。
每次有数据到达时，HTTPProgressDownloader打印进度报告。字符串\033[1F是一个终端控制序列，可以确保每次替换掉当前行。这个效果看起来可以在原位置更新。
downloadWithProgress函数包含了例子3-5中相同的代码用来转换URL，创建HTTPProgressDownloader工厂对象，并初始化连接。downloadComplete和downloadError是用于打印消息和停止反应器的简单回调函数。
