web 应用、框架及HTTP协议

web 应用

　　一、web 应用程序是什么

　　　　Web应用程序是一种可以通过Web访问的应用程序，程序的最大好处是用户很容易访问应用程序，用户只需要有浏览器即可，不需要再安装其他软件

　　　　应用程序有两种模式C/S、B/S。C/S是客户端/服务器端程序，也就是说这类程序一般独立运行。而B/S就是浏览器端/服务器端应用程序，这类应用程序一般借助IE等浏览器来运行。WEB应用程序一般是B/S模式。Web应用程序首先是“应用程序”，和用标准的程序语言，如C、C++等编写出来的程序没有什么本质上的不同。然而Web应用程序又有自己独特的地方，就是它是基于Web的，而不是采用传统方法运行的。换句话说，它是典型的浏览器/服务器架构的产物。

　　　　web应用程序的优点

　　　　网络应用程序不需要任何复杂的“展开”过程，你所需要的只是一个适用的浏览器；

　　　　网络应用程序通常耗费很少的用户硬盘空间，或者一点都不耗费；

　　　　它们不需要更新，因为所有新的特性都在服务器上执行，从而自动传达到用户端；

　　　　网络应用程序和服务器端的网络产品都很容易结合，如email功能和搜索功能；

　　　　因为它们在网络浏览器窗口中运行，所以大多数情况下它们是通过跨平台使用的 (例如Windows，Mac，Linux等等)。

　　　　Web应用程序的缺点　

　　　　网络应用程序强调浏览器的适应性。如果浏览器方没有提供特定的功能，或者弃用特定的平台或操作系统版本（导致不适应），就会影响大量的用户：

　　　　网络应用依靠互联网远程服务器端的应用文件。因此，当连接出问题时，应用将不能正常使用。

　　　　许多网络应用程序不是开源的，只能依赖第三方提供的服务，因此不能针对用户定制化、个性化，而且大多数情况下用户不能离线使用，因而损失了很多灵活性

　　　　它们完全依赖应用服务商的可及性。如果公司倒闭，服务器停止使用，用户也无法追索以前的资料。对比而看，即使软件制造商倒闭了，传统的安装软件也可以继续运行，尽管不能再更新或有其他用户服务；

　　　　相似地，提供方公司对软件和其功能有了更大的控制权。只要他们愿意就能为软件添加新特性，即使用户想等bugs先被解决再更新。跳过较差的软件版本也不可能了。公司可以强加不受欢迎的特性给用户，也可以随意减少带宽来削减开支。

　　　　公司理论上可以检索任何的用户行为。这有可能引起隐私安全问题

　　　　B/S架构优点

　　　　浏览器/服务器架构（Browser/Server,简称B/S）能够很好地应用在广域网上，成为越来越多的企业的选择。浏览器/服务器架构相对于其他几种应用程序体系结构，有如下3方面的优点：

　　　　1、这种架构采用Internet上标准的通信协议（通常是TCP/IP协议）作为客户机同服务器通信的协议。这样可以使位于Internet任意位置的人都能够正常访问服务器。对于服务器来说，通过相应的Web服务和数据库服务可以对数据进行处理。对外采用标准的通信协议，以便共享数据。

　　　　2、在服务器上对数据进行处理，就处理的结果生成网页，以方便客户端直接下载

　　　　　3、在客户机上对数据的处理被进一步简化，将浏览器作为客户端的应用程序，以实现对数据的显示。不再需要为客户端单独编写和安装其他类型的应用程序。这样，在客户端只需要安装一套内置浏览器的操作系统，直接安装一套浏览器，就可以实现服务器上数据的访问。而浏览器是计算机的标准设备

　　　　本质上：浏览器是一个socket客户端，服务器是一个socket服务端

　　二、基于socket写一个web 应用

　　py文件

import socket
 
def server_run():
    soc = socket.socket()
    soc.bind(('127.0.0.1', 8008))
    soc.listen(5)
    while True:
        conn, addr = soc.accept()
        recv_data = conn.recv(1024)
        print(recv_data)
        # 1 直接在send里写，发送给客户端
        # conn.send(b'HTTP/1.1 200 OK\r\n\r\n<h1>hello web</h1><img src="https://gss2.bdstatic.com/9fo3dSag_xI4khGkpoWK1HF6hhy/baike/c0%3Dbaike92%2C5%2C5%2C92%2C30/sign=5e3814acf9edab64607f4592965fc4a6/14ce36d3d539b600c0c465d0eb50352ac65cb74b.jpg"></img>')
        #2 打开一个html文件，发送给客户端
        # with open('index.html','r',encoding='utf-8') as f:
        #     data=f.read()
        # conn.send(('HTTP/1.1 200 OK\r\n\r\n%s'%data).encode('utf-8'))
        # 3 动态网页，字符串替换
        import time
        now=time.strftime("%Y-%m-%d %H:%M:%S", time.localtime())
        print(now)
        with open('index.html','r',encoding='utf-8') as f:
            data=f.read()
        data=data.replace('@@@',now)
        conn.send(('HTTP/1.1 200 OK\r\n\r\n%s'%data).encode('utf-8'))
        conn.close()
 
if __name__ == '__main__':
    server_run()

　　index.html 文件

<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
    <meta charset="UTF-8">
    <title>Title</title>
</head>
<body>
<h2>@@@</h2>
 
<img src="https://gss2.bdstatic.com/9fo3dSag_xI4khGkpoWK1HF6hhy/baike/c0%3Dbaike92%2C5%2C5%2C92%2C30/sign=5e3814acf9edab64607f4592965fc4a6/14ce36d3d539b600c0c465d0eb50352ac65cb74b.jpg" alt="">
</body>
</html>

　　三、手写简单的web框架

　　websever

a socket服务端
b 根据url不同返回不同的内容
    url---视图函数
c 字符串返回给用户
    特殊字符替换
 
Web框架种类：
a         b   c     Tornado
别人的a   b    c     django（a用的wsgiref）
别人a     b   别人c  flask（c用的jinja2）
另一种分类：
Django和其它
 
'''
import socket
 
import pymysql
def index(request):
    return '<img src="https://gss2.bdstatic.com/9fo3dSag_xI4khGkpoWK1HF6hhy/baike/c0%3Dbaike92%2C5%2C5%2C92%2C30/sign=5e3814acf9edab64607f4592965fc4a6/14ce36d3d539b600c0c465d0eb50352ac65cb74b.jpg"></img>'
 
def login(request):
    with open('login.html','r',encoding='utf-8') as f :
        data=f.read()
    return data
def time(request):
    import datetime
    now=datetime.datetime.now().strftime('%Y-%m-%d %X')
    with open('time.html','r',encoding='utf-8') as f :
        data=f.read()
    data=data.replace('@@time@@',now)
    return data
def user_list(request):
    # 创建连接
    conn = pymysql.connect(host='127.0.0.1', port=3306, user='root', passwd='123456', db='lqz')
    cursor = conn.cursor(cursor=pymysql.cursors.DictCursor)
    cursor.execute("select id,name,password from user")
    user_list = cursor.fetchall()
    cursor.close()
    conn.close()
    tr_list=[]
    for row in user_list:
        tr='<tr><td>%s</td><td>%s</td><td>%s</td></tr>'%(row['id'],row['name'],row['password'])
        tr_list.append(tr)
 
    with open('user_list.html','r',encoding='utf-8') as f:
        data=f.read()
    data=data.replace('@@body@@',''.join(tr_list))
    return data
 
def user_list_new(request):
    # 创建连接
    conn = pymysql.connect(host='127.0.0.1', port=3306, user='root', passwd='123456', db='lqz')
    cursor = conn.cursor(cursor=pymysql.cursors.DictCursor)
    cursor.execute("select id,name,password from user")
    user_list = cursor.fetchall()
    cursor.close()
    conn.close()
    with open('user_list_new.html','r',encoding='utf-8') as f:
        data=f.read()
    from jinja2 import Template
    template=Template(data)
    response=template.render(user_list=user_list)
    # response=template.render({'user_list':user_list})
    return response
 
urls = [
    ('/index', index),
    ('/login', login),
    ('/time', time),
    ('/user_list', user_list),
    ('/user_list_new', user_list_new),
]
 
def run():
    soc = socket.socket()
    soc.bind(('127.0.0.1', 8006))
    soc.listen(5)
    while True:
        conn, port = soc.accept()
        data = conn.recv(1024)
        # data=data.decode('utf-8')
        print(data)
        data = str(data, encoding='utf-8')
        request_list = data.split('\r\n\r\n')
        head_list = request_list[0].split('\r\n')
        method, url, htt = head_list[0].split(' ')
        # conn.send(b'hello web')
        conn.send(b'HTTP/1.1 200 OK \r\n\r\n')
        print(url)
        func_name = None
        for u in urls:
            if url == u[0]:
                func_name = u[1]
                break
        if func_name:
            response = func_name(data)
        else:
            response = '404 not found'
 
        conn.send(response.encode('utf-8'))
        conn.close()
 
if __name__ == '__main__':
    run()

　　login.html

<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
    <meta charset="UTF-8">
    <title>Title</title>
</head>
<body>
 
<form action="">
    <p>用户名：<input type="text"></p>
    <p>密码：<input type="password"></p>
 
</form>
</body>
</html>

　　time.html

<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
    <meta charset="UTF-8">
    <title>Title</title>
</head>
<body>
 
@@time@@
</body>
</html>

　　user_list.html

<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
    <meta charset="UTF-8">
    <title>用户列表</title>
</head>
<body>
 
<table border="1">
    <thead>
        <tr>
            <th>id</th>
            <th>用户名</th>
            <th>密码</th>
        </tr>
    </thead>
    <tbody>
        @@body@@
    </tbody>
 
</table>
 
</body>
</html>

　　user_list_new

<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
    <meta charset="UTF-8">
    <title>用户列表</title>
</head>
<body>
<table border="1">
    <thead>
    <tr>
        <th>id</th>
        <th>name</th>
        <th>password</th>
    </tr>
    </thead>
    <tbody>
 
    {% for user in user_list%}
    <tr>
        <td>{{user.id}}</td>
        <td>{{user.name}}</td>
        <td>{{user.password}}</td>
    </tr>
    {%endfor%}
 
    </tbody>
 
</table>
 
</body>
</html>

　　web 框架

　　一 web 框架

　　　　Web框架（Web framework）是一种开发框架，用来支持动态网站、网络应用和网络服务的开发。这大多数的web框架提供了一套开发和部署网站的方式，也为web行为提供了一套通用的方法。web框架已经实现了很多功能，开发人员使用框架提供的方法并且完成自己的业务逻辑，就能快速开发web应用了。浏览器和服务器的是基于HTTP协议进行通信的。也可以说web框架就是在以上十几行代码基础张扩展出来的，有很多简单方便使用的方法，大大提高了开发的效率。

　　　　python三大主流web框架

　　　　　　Django:大而全，自带了很多功能模块，类似于航空母舰 (缺点:有点笨重)
　　　　　　Flask:短小精悍,自带的功能模块特别少，大部分都是依赖于第三方模块(小而轻)
　　　　　　Tornado:异步非阻塞主要用在处理高io 多路复用的情况可以写游戏后端

　　　　wsgiref模块

　　　　最简单的Web应用就是先把HTML用文件保存好，用一个现成的HTTP服务器软件，接收用户请求，从文件中读取HTML，返回。

　　　　如果要动态生成HTML，就需要把上述步骤自己来实现。不过，接受HTTP请求、解析HTTP请求、发送HTTP响应都是苦力活，如果我们自己来写这些底层代码，还没开始写动态HTML呢，就得花个把月去读HTTP规范。

　　　　正确的做法是底层代码由专门的服务器软件实现，我们用Python专注于生成HTML文档。因为我们不希望接触到TCP连接、HTTP原始请求和响应格式，所以，需要一个统一的接口协议来实现这样的服务器软件，让我们专心用Python编写Web业务。这个接口就是WSGI：Web Server Gateway Interface。而wsgiref模块就是python基于wsgi协议开发的服务模块。

　　wsgiref 应用

from wsgiref.simple_server import make_server
 
def mya(environ, start_response):
    print(environ)
    start_response('200 OK', [('Content-Type', 'text/html')])
    if environ.get('PATH_INFO') == '/index':
        with open('index.html','rb') as f:
            data=f.read()
 
    elif environ.get('PATH_INFO') == '/login':
        with open('login.html', 'rb') as f:
            data = f.read()
    else:
        data=b'<h1>Hello, web!</h1>'
    return [data]
 
if __name__ == '__main__':
    myserver = make_server('', 8011, mya)
    print('监听8010')
    myserver.serve_forever()

　　　　二、手写自己的web 框架

　　models.py

　　　　链接数据库返回字典格式：
　　　　　cursor=pymysql.cursors.DictCursor

　　创建数据表

import pymysql
#连接数据库
conn = pymysql.connect(host='127.0.0.1',port= 3306,user = 'root',passwd='123456',db='web') #db：库名
#创建游标
cur = conn.cursor()
 
sql='''
create table userinfo(
        id INT PRIMARY KEY ,
        name VARCHAR(32) ,
        password VARCHAR(32)
)
 
'''
 
cur.execute(sql)
 
#提交
conn.commit()
#关闭指针对象
cur.close()
#关闭连接对象
conn.close()

　　myserver.py 启动文件

from wsgiref.simple_server import make_server
 
from urls import url_patters
 
def mya(environ, start_response):
    # print(environ)
    start_response('200 OK', [('Content-Type', 'text/html')])
    func = None
    for item in url_patters:
        if item[0] == environ.get('PATH_INFO'):
            func = item[1]
            break
    if func:
        data = func(environ)
        return [data]
    else:
        return [b'404']
 
if __name__ == '__main__':
    myserver = make_server('', 8011, mya)
    print('监听8010')
    myserver.serve_forever()

　　urls.py 路由配置

from views import *
url_patters = [
    ('/login', login),
    ('/index', index),
    ('/time', time),
]

　　views.py 视图函数

def index(environ):
    with open('templates/index.html', 'rb') as f:
        data = f.read()
    return data
def time(environ):
    import datetime
    now=datetime.datetime.now().strftime('%y-%m-%d %X')
    print(now)
    return now.encode('utf-8')
from urllib.parse import parse_qs
import pymysql
def login(request):
    if request.get("REQUEST_METHOD") == "POST":
        try:
            request_body_size = int(request.get('CONTENT_LENGTH', 0))
        except (ValueError):
            request_body_size = 0
 
        request_body = request['wsgi.input'].read(request_body_size)
        data = parse_qs(request_body)
 
        user = data.get(b"user")[0].decode("utf8")
        pwd = data.get(b"pwd")[0].decode("utf8")
 
        # 连接数据库
        conn = pymysql.connect(host='127.0.0.1', port=3306, user='root', passwd='123456', db='web')  # db：库名
        # 创建游标
        cur = conn.cursor()
        SQL = "select * from userinfo WHERE NAME ='%s' AND PASSWORD ='%s'" % (user, pwd)
        cur.execute(SQL)
 
        if cur.fetchone():
 
            f = open("templates/backend.html", "rb")
            data = f.read()
            data = data.decode("utf8")
            return data.encode("utf8")
 
        else:
            print("OK456")
            return b"user or pwd is wrong"
 
    else:
        f = open("templates/login.html", "rb")
        data = f.read()
        f.close()
        return data

　　tempaltes

　　　　backend.html

<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
    <meta charset="UTF-8">
    <title>Title</title>
</head>
<body>
登录成功
</body>
</html>

　　　　index

<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
    <meta charset="UTF-8">
    <title>Title</title>
</head>
<body>
index
</body>
</html>

<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
    <meta charset="UTF-8">
    <title>Title</title>
</head>
<body>
 
<h4>登录页面</h4>
<form action="http://127.0.0.1:8011/login" method="post">
     用户名 <input type="text" name="user">
     密码 <input type="text" name="pwd">
    <input type="submit">
</form>
</body>
</html>

　　三、其他socket服务端

  'cgi': CGIServer,
    'flup': FlupFCGIServer,
    'wsgiref': WSGIRefServer,
    'waitress': WaitressServer,
    'cherrypy': CherryPyServer,
    'paste': PasteServer,
    'fapws3': FapwsServer,
    'tornado': TornadoServer,
    'gae': AppEngineServer,
    'twisted': TwistedServer,
    'diesel': DieselServer,
    'meinheld': MeinheldServer,
    'gunicorn': GunicornServer,
    'eventlet': EventletServer,
    'gevent': GeventServer,
    'geventSocketIO':GeventSocketIOServer,
    'rocket': RocketServer,
    'bjoern' : BjoernServer,
    'auto': AutoServer,

　　都遵循一个协议wsgi（Web Server Gateway Interface web服务网关接口）

　HTTP 协议　

　　　　超文本传输协议:规定了客户端与服务端消息传输的格式

　　　　　四大特性:
　　　　　　　　1.基于TCP/IP协议作用于应用层的协议
　　　　　　　　2.基于请求响应
　　　　　　　　3.无状态
　　　　　　　　4.无连接

　　　　　数据格式之请求:

　　　　　　　　　请求首行

　　　　　　　　　请求头（一堆,k,v键值对）

　　　　　　　　　空

　　　　　　　　　请求体（post 请求携带的数据）

　　　　　数据格式之响应

　　　　　　　　　　响应首行

　　　　　　　　　　响应头（一堆,k,v键值对）

　　　　　　　　　　空

　　　　　　　　　　响应体（post 请求携带的数据）

　　　　　　响应状态码
　　　　　　　　1XX 服务器已经成功接受到你的数据正在处理，你可以继续提交其他数据
　　　　　　　　2XX 请求成功服务器已经将你请求的数据发送给你了
　　　　　　　　3XX 重定向
　　　　　　　　4XX 请求资源不存在
　　　　　　　　5XX 服务器错误

　　　　　　动静态网页
　　　　　　　　静态网页:
　　　　　　　　　　页面上的数据都是写死的，万年不变
　　　　　　动态网页:
　　　　　　　　　　页面上的数据是从后端动态获取的
　　　　　　　　　　比如后端获取当前时间
　　　　　　　　　　后端获取数据库数据然后传递给前端页面

　　　　　　模板渲染
　　　　　　　　　　后端生成的数据直接传递给前端页面使用(并且前端页面可以灵活的操作改数据) >>> 模板语法

　　　　　　　　　　模板渲染模板语法需要依赖于第三方模块
　　　　　　　　　　pip install jinja2

　　　　　　　　模板语法 jinja2支持前端直接使用类似于python的语法操作数据

<p>{{ user_dic }}</p>
    <p>{{ user_dic.name }}</p>
    <p>{{ user_dic['password'] }}</p>
    <p>{{ user_dic.get('name') }}</p>
 
    {% for user in user_dict %}  <!--[{},{},{},{}]-->
        <tr>
            <td>{{ user.id }}</td>
            <td>{{ user.name }}</td>
            <td>{{ user.password }}</td>
        </tr>
    {% endfor %}