Web框架本质

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。

#!/usr/bin/env python

#coding:utf-8

import socket

def handle_request(client):

    buf = client.recv(1024)

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

    client.send(b"Hello, Seven")

def main():

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

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

    sock.listen(5)

    while True:

        connection, address = sock.accept()

        handle_request(connection)

        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。

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')])

    body =  '<h1>Hello, web!</h1>'
    return [body.encode('utf-8')]

if __name__ == '__main__':

    httpd = make_server('', 8000, RunServer)

    print("Serving HTTP on port 8000...")

    httpd.serve_forever()

自定义Web框架

一、框架

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 index():

    return 'index'

def login():

    return 'login'

def routers():

    urlpatterns = (

        ('/index/',index),

        ('/login/',login),

    )

    return urlpatterns

def RunServer(environ, start_response):

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

    url = environ['PATH_INFO']

    urlpatterns = routers()

    func = None

    for item in urlpatterns:

        if item[0] == url:

            func = item[1]

            break

    if func:

        return func()

    else:

        return '404 not found'

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():

    # return 'index'

    f = open('index.html')

    data = f.read()

    return data

def login():

    # return 'login'

    f = open('login.html')

    data = f.read()

    return data

def routers():

    urlpatterns = (

        ('/index/', index),

        ('/login/', login),

    )

    return urlpatterns

def run_server(environ, start_response):

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

    url = environ['PATH_INFO']

    urlpatterns = routers()

    func = None

    for item in urlpatterns:

        if item[0] == url:

            func = item[1]

            break

    if func:

        return func()

    else:

        return '404 not found'

if __name__ == '__main__':

    httpd = make_server('', 8000, run_server)

    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

<!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>

        {% end %}

    </ul>

</body>

</html>
#!/usr/bin/env python

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

from wsgiref.simple_server import make_server

from jinja2 import Template

def index():

    # return 'index'

    # template = Template('Hello {{ name }}!')

    # result = template.render(name='John Doe')

    f = open('index.html')

    result = f.read()

    template = Template(result)

    data = template.render(name='John Doe', user_list=['alex', 'eric'])

    return data.encode('utf-8')

def login():

    # return 'login'

    f = open('login.html')

    data = f.read()

    return data

def routers():

    urlpatterns = (

        ('/index/', index),

        ('/login/', login),

    )

    return urlpatterns

def run_server(environ, start_response):

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

    url = environ['PATH_INFO']

    urlpatterns = routers()

    func = None

    for item in urlpatterns:

        if item[0] == url:

            func = item[1]

            break

    if func:

        return func()

    else:

        return '404 not found'

if __name__ == '__main__':

    httpd = make_server('', 8000, run_server)

    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.

执行字符串表示的函数，并为该函数提供全局变量

#!usr/bin/env python

#coding:utf-8

namespace = {'name':'alex','data':[18,73,84]}

code =  '''def hellocute():return  "name %s ,age %d" %(name,data[0],) '''

func = compile(code, '<string>', "exec")

exec func in namespace

result = namespace['hellocute']()

print result

此段代码的执行结果是：name alex,age 18

上述代码解析：

  • 第6行，code是一个字符串，该字符串的内容是一个函数体。

  • 第8行，将code字符串编译成函数 hello

  • 第10行，将函数 hello 添加到namespace字典中（key为hello），同时也将python的所有内置函数添加到namespace字段中（key为__builtins__）

  • 如此一来，namespace中的内容好比是一个个的全局变量，即

  • name ＝ 'alex'
    
data ＝ [18,73,84]

def hellocute():
    
    return  "name %s ,age %d" %(name,data[0],)　

  • 第12行，执行Hello函数并将返回值复制给result

  • 第14行，输入result

对于该功能，它就是python的web框架中模板语言部分至关重要的部分，

因为在模板处理过程中:

1.首先会读取html文件，然后分割html文件，

2.再然后讲分割的文件组成一个字符串表示的函数，

3.再再然后就是利用上述方法执行字符串表示的函数。

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