初识Web框架

一、Web框架本质

Python的Web框架分为两类：

通过socket自己写程序，自己处理请求；
基于Wsgi（Web Server Gateway Interface：Web服务网关接口），处理请求。

众所周知，对于所有的Web应用而言，本质上其实就是一个socket服务端，用户浏览器其实就是一个socket客户端。

1、Socket实现Web框架的本质

#!/usr/bin/env python

#coding:utf-8

importsocket

def handle_request(client):

#接收请求

buf =client.recv(1024)

#返回信息

client.send("HTTP/1.1 200 OK\r\n\r\n")

client.send("Hello, Tim")

def main():

#创建sock对象

sock =socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)

#监听80端口

sock.bind(('localhost',8000))

#最大允许排队的客户端

sock.listen(5)

#循环

whileTrue:

#等待用户的连接,默认accept阻塞当有请求的时候往下执行

connection, address =sock.accept()

#把连接交给handle_request函数

handle_request(connection)

#关闭连接

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。

2、WSGI

WSGI是一种规范，它定义了使用Python编写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服务器为wsgiref，下来例子为Python3版本。

#!/usr/bin/env python

#-*- coding:utf-8 -*-

from wsgiref.util import setup_testing_defaults

from wsgiref.simple_server import make_server

def simple_app(environ, start_response):

setup_testing_defaults(environ)

status = '200 OK'

headers = [('Content-type', 'text/plain')]

start_response(status, headers)

ret = ["%s: %s\n" % (key, value)

for key, value in environ.iteritems()]

return ret

if __name__ == '__main__':

httpd = make_server('', 8000, simple_app)

print "Serving on port 8000..."

httpd.serve_forever()

下面看WEB框架图：

基于Python的Web框架有以下常用几种：

Tornado：使用自己的异步非阻塞的WSGI；
Flask：只提供了最精简和基本的框架，轻量级的；
Django：直接使用了WSGI，并实现了大部分功能。

二、自定义Web框架

1、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 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()

上面的代码，当我们访问时，访问任何的URL都会显示"Hello,World"，这显然不是我们先要的结果。下面我们可以根据用户输入的URL不同，返回不同的字符串。

#!/usr/bin/env python

# coding:utf-8

from wsgiref.simple_server import make_server

def RunServer(environ, start_response):

"""

根据url的不同,返回不同的字符串

:param environ: 当请求过来之后执行RunServer,wsgi给咱们封装了这些请求,这些请求都封装到了environ和start_response里

:param start_response:

:return:

"""

start_response('200 OK', [('Content-Type', 'text/html')])

request_url = environ['PATH_INFO']

print request_url

#根据URL做不同的响应

# print environ 这里可以通过Pycharm断点来查看environ封装的数据

if request_url == '/index':

return "Hello Home"

elif request_url == '/admin':

return "Hello admin"

else:

return '<h1>404!</h1>'

if __name__ == '__main__':

httpd = make_server('', 8000, RunServer)

print "Serving HTTP on port 8000..."

httpd.serve_forever()

看上面的操作，如果别人使用上面定义的框架，当用户来访问的时候，如果URL少还行，如果很多的话，就不是很完美了，为了解决这个问题，我们将上面代码做相对应修改：

#!/usr/bin/env python

#-*- coding:utf-8 -*-

from wsgiref.simple_server import make_server

'''可以进行拆分---这一部分可以给框架使用者,按照定义的格式来操作'''

def index():

return 'index'

def login():

return 'login'

#1 定义一个列表,上面定义函数

url_list = [

#这里吧URL和函数做一个对应

('/index/',index),

('/login/',login),

]

########################################################################

'''这一部分可以单独拿出来,作为框架开发者,框架使用'''

def RunServer(environ, start_response):

start_response('200 OK', [('Content-Type', 'text/html')])

#根据url的不同,返回不同的字符串

#1 获取URL[URL从哪里获取?当请求过来之后执行RunServer,wsgi给咱们封装了这些请求,这些请求都封装到了,environ & start_response]

request_url = environ['PATH_INFO']

#2 根据URL做不同的相应

#print environ #这里可以通过断点来查看它都封装了什么数据

#循环这个列表

for url in url_list:

#如果用户请求的url和咱们定义的rul匹配

if request_url == url[0]:

print url

return url[1]()

#执行里面的方法

else:

#url_list列表里都没有返回404

return '404'

if __name__ == '__main__':

httpd = make_server('', 8000, RunServer)

print "Serving HTTP on port 8000..."

httpd.serve_forever()

2、使用模板引擎

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，所有我们一般将要返回给用户的HTML写在指定的文件中，然后在返回。

 <!DOCTYPE html>

 <html>

 <head lang="en">

     <meta charset="UTF-8">

     <title></title>

 </head>

 <body>

     <h1>Index</h1>

 </body>

 </html>

index.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():

#读取html并返回

data = open('html/index.html').read()

return data

def login():

#读取html并返回

data = open('html/login.html').read()

return data

#1 定义一个列表,上面定义函数

url_list = [

#这里吧URL和函数做一个对应

('/index/',index),

('/login/',login),

]

def RunServer(environ, start_response):

start_response('200 OK', [('Content-Type', 'text/html')])

#根据url的不同,返回不同的字符串

#1 获取URL[URL从哪里获取?当请求过来之后执行RunServer,wsgi给咱们封装了这些请求,这些请求都封装到了,environ & start_response]

request_url = environ['PATH_INFO']

#2 根据URL做不同的相应

#print environ #这里可以通过断点来查看它都封装了什么数据

#循环这个列表

for url in url_list:

#如果用户请求的url和咱们定义的rul匹配

if request_url == url[0]:

print url

return url[1]()

#执行里面的方法

else:

#url_list列表里都没有返回404

return '404'

if __name__ == '__main__':

httpd = make_server('', 8000, RunServer)

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的内容呢？

自定义一套特殊的语法，进行转换；
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>

index.html

#!/usr/bin/env python

#-*- coding:utf-8 -*-

import time

from wsgiref.simple_server import make_server

from jinja2 import Template

def index():

    data = open('html/index.html').read()

    template = Template(data)

    result = template.render(

        name = 'luotianshuai',

        age = '18',

        time = str(time.time()),

        user_list = ['tianshuai','tim','shuaige'],

        num = 1

    )

    #同样是替换为什么用jinja,因为他不仅仅是文本的他还支持if判断 & for循环 操作

    #这里需要注意因为默认是的unicode的编码所以设置为utf-8

    return result.encode('utf-8')

def login():

    #读取html并返回

    data = open('html/login.html').read()

    return data

#1 定义一个列表,上面定义函数

url_list = [

    #这里吧URL和函数做一个对应

    ('/index/',index),

    ('/login/',login),

]

def RunServer(environ, start_response):

    start_response('200 OK', [('Content-Type', 'text/html')])

    #根据url的不同,返回不同的字符串

    #1 获取URL[URL从哪里获取?当请求过来之后执行RunServer,wsgi给咱们封装了这些请求,这些请求都封装到了,environ & start_response]

    request_url = environ['PATH_INFO']

    #2 根据URL做不同的相应

    #print environ #这里可以通过断点来查看它都封装了什么数据

    #循环这个列表

    for url in url_list:

        #如果用户请求的url和咱们定义的rul匹配

        if request_url == url[0]:

            print url

            return url[1]()

            #执行里面的方法

    else:

        #url_list列表里都没有返回404

        return '404'

if __name__ == '__main__':

    httpd = make_server('', 8000, RunServer)

    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。

参考资料：