Python之路【第十五篇】WEB框架

WEB框架本质

Python的WEB框架分为两类：

1、自己写socket，自己处理请求

2、基于wsgi(Web Server Gateway Interface WEB服务网关接口)，自己处理请求

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

看下面的代码是WEB最本质的WEB框架（自己写的socket，自己处理的请求）

#!/usr/bin/env python
#coding:utf-8

import socket

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
    while True:
        #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()

通过上面的代码可以看出wsgi其实做的就是（写了个socket）

在上面两类在python中对应的框架：

1、自己写socket，自己处理请求  == Tornado（还有就是Tronado有两种模式，可以通过修改配置让它使用自己写的socket也可以基于wsgi）

2、其他的WEB框架，比如Django都是基于wsgi

这两类的区别是一个是自己写socket，在就是基于wsgi。

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。

WSGI（Web Server Gateway Interface）是一种规范，它定义了使用python编写的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服务器称为wsgiref。

#!/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, web!</h1>'

if __name__ == '__main__':
    httpd = make_server('', 8000, RunServer)
    print "Serving HTTP on port 8000..."
    httpd.serve_forever()
    #接收请求
    #预处理请求(封装了很多http请求的东西)

当请求过来后就执行RunServer这个函数。

OK 下面看WEB框架图（Socket & 处理请求的函数）

Socket接收请求并封装请求，然后丢给处理请求的函数，处理请求的函数处理完成之后再给Socket然后返回给用户！

OK 通过上面的图可以更好的理解：

python中的WEB框架分为：即写Socket又写（处理请求）的WEB框架比如Tornado，还有就是不写Socket然后自己写处理请求的WEB框架：Django

自定义框架

1、通过python标准库提供的wsgiref模块开发一个自己的Web框架

先看下面的框架

#!/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, Web Frame!</h1>'

if __name__ == '__main__':
    httpd = make_server('', 8000, RunServer)
    print "Serving HTTP on port 8000..."
    httpd.serve_forever()

当我们访问的时候，访问任何的url都会显示，“Hello， Web Frame！”其他网站不是这样的，看下面的操作。

断点查看

这里面给咱们这么多大额请求的数据、端口号、方式、地址、请求的URL等。。。

那我们就可以通过这些信息获取用户请求的URL

#!/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')])
    #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']
    print request_url
    #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
    if request_url == '/home/index':
        return "Hello Home"
    elif request_url == '/shuaige':
        return "Hello TianShuai"
    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，如果其他人使用你的框架，当用户来访问的时候，如果URL少还好，如果很多的话是不是URL写起来非常麻烦，看下面的代码

#!/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 ''

if __name__ == '__main__':
    httpd = make_server('', 8000, RunServer)
    print "Serving HTTP on port 8000..."
    httpd.serve_forever()

2、模板引擎

在上一步骤中，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，所以我们一般将要返回给用户的HTML写在指定文件中，然后再返回。如：

<!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>

login.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 ''

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内容？

• 自定义一套特殊的语法，进行替换
• 使用开源工具jinja2，遵循其指定语法

index.html  遵循jinja语法进行替换、循环、判断

<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
    <meta charset="UTF-8">
    <title>Title</title>
</head>
<body>
    <!--general replace-->
    <h1>{{ name }}</h1>
    <h1>{{ age }}</h1>
    <h1>{{ time }}</h1>

    <!--for circular replace-->
    <ul>
        {% for iterm in user_list %}
            <li>{{ iterm }}</li>
        {% endfor %}
    </ul>
    <!--if else judge-->

    {% if num == 1%}
        <h1>1111</h1>
    {% else %}
        <h1>2222</h1>
    {% endif %}

</body>

</html>

web.py

#!/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 = '',
        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 ''

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，对于模板引擎的本质，参考武Sir老师一篇博客：白话tornado源码之褪去模板外衣的前戏

MVC & MVT

首先咱们写的web框架为了方便其他人使用，给他进行一个标准（规范）

把所有的路由规则操作的都放到：把操作DD的都放到Model里、操作ulr的放到Controller目录下（函数）、View存放所有的Html模板

url里存放所有的映射关系就是user_list列表里：（‘index.html’,index）。

这就是MVC框架

首先咱们在看下WEB框架的处理流程

那么MTV就是：

Models   处理DB操作

Templates  html模板

Views    处理函数请求