Python开发【Tornado】：简介与使用

Tornado框架

简介：

　　Tornado是使用Python编写的一个强大的、可扩展的Web服务器。它在处理严峻的网络流量时表现得足够强健，但却在创建和编写时有着足够的轻量级，并能够被用在大量的应用和工具中。

　　我们现在所知道的Tornado是基于Bret Taylor和其他人员为FriendFeed所开发的网络服务框架，当FriendFeed被Facebook收购后得以开源。不同于那些最多只能达到10,000个并发连接的传统网络服务器，Tornado在设计之初就考虑到了性能因素，旨在解决C10K问题，这样的设计使得其成为一个拥有非常高性能的框架。此外，它还拥有处理安全性、用户验证、社交网络以及与外部服务（如数据库和网站API）进行异步交互的工具。

　　自从2009年9月10日发布以来，TornadoTornado已经获得了很多社区的支持，并且在一系列不同的场合得到应用。除FriendFeed和Facebook外，还有很多公司在生产上转向Tornado，包括Quora、Turntable.fm、Bit.ly、Hipmunk以及MyYearbook等。

　　总之，如果你在寻找你那庞大的CMS或一体化开发框架的替代品，Tornado可能并不是一个好的选择。Tornado并不需要你拥有庞大的模型建立特殊的方式，或以某种确定的形式处理表单，或其他类似的事情。它所做的是让你能够快速简单地编写高速的Web应用。如果你想编写一个可扩展的社交应用、实时分析引擎，或RESTful API，那么简单而强大的Python，以及Tornado（和这本书）正是为你准备的！

安装：

C:\Program Files\RabbitMQ Server\rabbitmq_server-3.6.9\sbin>pip3 install tornado
Collecting tornado
  Downloading tornado-4.5.1-cp36-cp36m-win_amd64.whl (422kB)
    100% |████████████████████████████████| 430kB 16kB/s
Installing collected packages: tornado
Successfully installed tornado-4.5.1

Python3.6上执行 pip3 install tornado 后即可安装成功

简单示例：

import tornado.ioloop
import tornado.web

class MainHandler(tornado.web.RequestHandler):
    def get(self):
        self.write("Hello, world")

def make_app():
    return tornado.web.Application([
        (r"/", MainHandler),
    ])

if __name__ == "__main__":
    app = make_app()
    app.listen(8888)
    tornado.ioloop.IOLoop.current().start()

运行后，浏览器输入http://127.0.0.1:8888即可访问，显示Hello world。这个示例不使用任何Tornado的异步特性，看起来只是像个简单的聊天室。

简单的Web服务

1、应用示例：

Tornado是一个编写对HTTP请求响应的框架。作为程序员，你的工作是编写响应特定条件HTTP请求的响应的handler。下面是一个全功能的Tornado应用的基础示例：

import tornado.httpserver
import tornado.ioloop
import tornado.options
import tornado.web

from tornado.options import define, options
define("port", default=8000, help="run on the given port", type=int)     # python hello.py --port=8000 指定运行端口默认8000 传入类型int

class IndexHandler(tornado.web.RequestHandler):                    # 处理类
    def get(self):                                                  # get请求
        greeting = self.get_argument('greeting', 'Hello')         # 接收greeting参数，默认为Hello 不指定默认值当没有此参数时400错误
        self.write(greeting + ', friendly user!')                 # 返回的数据

if __name__ == "__main__":
    # 这是真正使得Tornado运转起来的语句。首先，我们使用Tornado的options模块来解析命令行
    # 然后我们创建了一个Tornado的Application类的实例。传递给Application类__init__方法的最重要的参数是handlers。
    # 它告诉Tornado应该用哪个类来响应请求。
    tornado.options.parse_command_line()
    app = tornado.web.Application(handlers=[(r"/", IndexHandler)])

    # 从这里开始的代码将会被反复使用：一旦Application对象被创建，我们可以将其传递给Tornado的HTTPServer对象，
    # 然后使用我们在命令行指定的端口进行监听（通过options对象取出。）
    # 最后，在程序准备好接收HTTP请求后，我们创建一个Tornado的IOLoop的实例。
    http_server = tornado.httpserver.HTTPServer(app)
    http_server.listen(options.port)
    tornado.ioloop.IOLoop.instance().start()

直接运行程序或者指定端口：

$ python hello.py --port=8000

通过浏览器访问对应的端口服务，传入greeting参数获取不同的结果：

$ curl http://localhost:8000/
Hello, friendly user!
$ curl http://localhost:8000/?greeting=Salutations
Salutations, friendly user!

① 参数handlers：

让我们再看一眼hello.py示例中的这一行：

app = tornado.web.Application(handlers=[(r"/", IndexHandler)])

这里的参数handlers非常重要，值得我们更加深入的研究。它应该是一个元组组成的列表，其中每个元组的第一个元素是一个用于匹配的正则表达式，第二个元素是一个RequestHanlder类。在hello.py中，我们只指定了一个正则表达式-RequestHanlder对，但你可以按你的需要指定任意多个。

② 使用正则表达式指定路径：

Tornado在元组中使用正则表达式来匹配HTTP请求的路径。（这个路径是URL中主机名后面的部分，不包括查询字符串和碎片。）Tornado把这些正则表达式看作已经包含了行开始和结束锚点（即，字符串"/"被看作为"^/$"）。

如果一个正则表达式包含一个捕获分组（即，正则表达式中的部分被括号括起来），匹配的内容将作为相应HTTP请求的参数传到RequestHandler对象中。我们将在下个例子中看到它的用法。

2、更复杂的示例：

import textwrap

import tornado.httpserver
import tornado.ioloop
import tornado.options
import tornado.web

from tornado.options import define, options
define("port", default=8000, help="run on the given port", type=int)

class ReverseHandler(tornado.web.RequestHandler):
    def get(self, input):
        self.write(input[::-1])

class WrapHandler(tornado.web.RequestHandler):
    def post(self):
        text = self.get_argument('text')                  # 获取传输参数
        width = self.get_argument('width', 40)
        self.write(textwrap.fill(text, int(width)))

if __name__ == "__main__":
    tornado.options.parse_command_line()
    app = tornado.web.Application(
        handlers=[
            (r"/reverse/(\w+)", ReverseHandler),          # 正则匹配访问url，调用不同的函数类
            (r"/wrap", WrapHandler)
        ]
    )
    http_server = tornado.httpserver.HTTPServer(app)
    http_server.listen(options.port)
    tornado.ioloop.IOLoop.instance().start()

启动程序，这个程序是一个通用的字符串操作的Web服务端基本框架。到目前为止，你可以用它做两件事情。其一，到/reverse/string的GET请求将会返回URL路径中指定字符串的反转形式。

$ curl http://localhost:8000/reverse/stressed
desserts

$ curl http://localhost:8000/reverse/slipup
pupils

其二，到/wrap的POST请求将从参数text中取得指定的文本，并返回按照参数width指定宽度装饰的文本。下面的请求指定一个没有宽度的字符串，所以它的输出宽度被指定为程序中的get_argument的默认值40个字符。

$ http://localhost:8000/wrap -d text=Lorem+ipsum+dolor+sit+amet,+consectetuer+adipiscing+elit.
Lorem ipsum dolor sit amet, consectetuer
adipiscing elit.

　　

RequestHandler更多

到目前为止，我们已经了解了RequestHandler对象的基础：如何从一个传入的HTTP请求中获得信息（使用get_argument和传入到get和post的参数）以及写HTTP响应（使用write方法）。除此之外，还有很多需要学习的，我们将在接下来的章节中进行讲解。同时，还有一些关于RequestHandler和Tornado如何使用它的只是需要记住。

1、HTTP方法：

截止到目前讨论的例子，每个RequestHandler类都只定义了一个HTTP方法的行为。但是，在同一个处理函数中定义多个方法是可能的，并且是有用的。把概念相关的功能绑定到同一个类是一个很好的方法。比如，你可能会编写一个处理函数来处理数据库中某个特定ID的对象，既使用GET方法，也使用POST方法。想象GET方法来返回这个部件的信息，而POST方法在数据库中对这个ID的部件进行改变：

# matched with (r"/widget/(\d+)", WidgetHandler)
class WidgetHandler(tornado.web.RequestHandler):
    def get(self, widget_id):
        widget = retrieve_from_db(widget_id)
        self.write(widget.serialize())

    def post(self, widget_id):
        widget = retrieve_from_db(widget_id)
        widget['foo'] = self.get_argument('foo')
        save_to_db(widget)

我们到目前为止只是用了GET和POST方法，但Tornado支持任何合法的HTTP请求（GET、POST、PUT、DELETE、HEAD、OPTIONS）。你可以非常容易地定义上述任一种方法的行为，只需要在RequestHandler类中使用同名的方法。下面是另一个想象的例子，在这个例子中针对特定frob ID的HEAD请求只根据frob是否存在给出信息，而GET方法返回整个对象：

# matched with (r"/frob/(\d+)", FrobHandler)
class FrobHandler(tornado.web.RequestHandler):
    def head(self, frob_id):
        frob = retrieve_from_db(frob_id)
        if frob is not None:
            self.set_status(200)           # 设置状态码
        else:
            self.set_status(404)
    def get(self, frob_id):
        frob = retrieve_from_db(frob_id)
        self.write(frob.serialize())

2、HTTP状态码：

从上面的代码可以看出，你可以使用RequestHandler类的set_status()方法显式地设置HTTP状态码。然而，你需要记住在某些情况下，Tornado会自动地设置HTTP状态码。下面是一个常用情况的纲要：

404 Not Found
Tornado会在HTTP请求的路径无法匹配任何RequestHandler类相对应的模式时返回404（Not Found）响应码。

400 Bad Request
如果你调用了一个没有默认值的get_argument函数，并且没有发现给定名称的参数，Tornado将自动返回一个400（Bad Request）响应码。

405 Method Not Allowed
如果传入的请求使用了RequestHandler中没有定义的HTTP方法（比如，一个POST请求，但是处理函数中只有定义了get方法），Tornado将返回一个405（Methos Not Allowed）响应码。

500 Internal Server Error
当程序遇到任何不能让其退出的错误时，Tornado将返回500（Internal Server Error）响应码。你代码中任何没有捕获的异常也会导致500响应码。

200 OK
如果响应成功，并且没有其他返回码被设置，Tornado将默认返回一个200（OK）响应码。　

3、自定义错误：

当上述任何一种错误发生时，Tornado将默认向客户端发送一个包含状态码和错误信息的简短片段。如果你想使用自己的方法代替默认的错误响应，你可以重写write_error方法在你的RequestHandler类中。比如，代码清单1-3是hello.py示例添加了常规的错误消息的版本。

import tornado.httpserver
import tornado.ioloop
import tornado.options
import tornado.web

from tornado.options import define, options
define("port", default=8000, help="run on the given port", type=int)

class IndexHandler(tornado.web.RequestHandler):
    def get(self):
        greeting = self.get_argument('greeting', 'Hello')
        self.write(greeting + ', friendly user!')
    def write_error(self, status_code, **kwargs):
        self.write("Gosh darnit, user! You caused a %d error." % status_code)

if __name__ == "__main__":
    tornado.options.parse_command_line()
    app = tornado.web.Application(handlers=[(r"/", IndexHandler)])
    http_server = tornado.httpserver.HTTPServer(app)
    http_server.listen(options.port)
    tornado.ioloop.IOLoop.instance().start()

当我们尝试一个POST请求时，会得到下面的响应。一般来说，我们应该得到Tornado默认的错误响应，但因为我们覆写了write_error，我们会得到不一样的东西：

$ curl -d foo=bar http://localhost:8000/
Gosh darnit, user! You caused a 405 error.

补充 获取url传入参数，获取请求地址，请求客户ip，收到请求时间：

import tornado.ioloop
import tornado.web

class MainHandler(tornado.web.RequestHandler):

    def get(self,media):
        print(media)
        print(self.request.path)
        print(self.request.full_url())
        print(self.request.remote_ip)
        print(self.request.request_time())
        self.write('ok')

def make_app():
    return tornado.web.Application([
        # (r"/", MainHandler),
        (r"^/download/(.*)", MainHandler,),
    ])

if __name__ == "__main__":
    app = make_app()
    app.listen(8888)
    tornado.ioloop.IOLoop.current().start()

获取json数据

class MainHandler(RequestHandler):
    def post(self):
        print(self.request.arguments)
        param = self.request.body.decode('utf-8')
        prarm = json.loads(param)
        print(param)
        self.write('Ok')

　　

 

参考-《introduction to tornado》