Flask初探之WSGI

Flask是一个使用 Python 编写的轻量级 Web 应用框架。较其他同类型框架更为灵活、轻便、安全且容易上手。它可以很好地结合MVC模式进行开发，小型团队在短时间内就可以完成功能丰富的中小型网站。另外，Flask还有很强的定制性，用户可以根据自己的需求来添加相应的功能，在保持核心功能的同时实现丰富的功能扩展。Flask强大的插件库也可以让用户实现个性化的网站定制，开发出功能强大的网站。

Flask 的三个特点：轻量级、灵活、定制型强。接下来将用5篇来介绍Flask原理，难度由浅入深。

flask demo

首先以最快的的方法跑一个最简单的Flask程序。

app.py

import time
from flask import Flask 

# 实例化一个Flask类，app代表着flask程序。
app = Flask(__name__)

# 向flask实例添加一个路由
@app.route('/')
def hello_world():
    return 'Hello World!'

运行flask

flask run

访问127.0.0.1:5000

从flask中导入Flask类，然后实例化Flask类得到一个应用程序:app。

在实例化Flask时，传入了一个参数__name__，该参数代表文件名，本例中就是app。传入参数主要为了定位文件，可以通过传入这个名字确定程序的根目录，以便获得静态文件和模板文件的目录。

微框架

在官方介绍中， Flask被称为微框架，那么这里的微是什么意思呢？

这里的微并不意味着 Flask 功能简陋，而是指其保留核心且易于扩展。有许多 Web程序不需要后台管理、用户认证、权限管理，有些甚至不需要表单或数据库，所以 Flask 并没有内置这类功能，而是把这些功能都交给扩展或用户自己实现。

正因为如此，从只需要渲染模板的小项目到需要各种功能的大项目，Flask 几乎能够适应各种情况。 Flask的这一设计理念正印证了《Zen of Python 》里的这一句Simple is better than complex

WSGI

Flask作为一个web框架，WSGI是必须要实现的组件。那么什么是WSGI？在web框架中的作用又是什么？

web框架分为两个部分，分别是：

1. 服务端程序：接收客户端发送的请求
2. 应用程序：处理客户端的请求

WSGI：Web Server Gateway Interface 网站服务网关接口，一种网络请求的规范，服务端程序就是实现了WSGI规范的程序。Flask是处理客户端请求的应用程序。

两者的关系如下：

为什么需要服务端程序？难道不可以直接将请求发送给应用端吗？

因为在处理请求时不希望接触到TCP连接、HTTP原始请求、请求定位等底层数据处理，所以需要一个统一的接口帮助我们来处理这些的数据，让我们专心用Python编写Web业务。这个接口就是WSGI：Web Server Gateway Interface。WSGI定义了一种规范，将请求原始数据处理好，以固定的格式传递给应用程序。凡是实现了WSGI规范的程序都可以称之为服务器程序。

应用程序如何工作？：

当一个请求过来之后服务端程序将请求解析，并根据请求的内容调用处理函数，这里处理函数就是应用程序。应用程序接收到参数，处理并返回结果。

从请求数据格式的角度来看：

HTTP请求到我们的Web程序之间，有一个转换过程——从Http报文到WSGI 规定的数据格式。实现了WSGI的程序则可以视为客户端请求和我们的Web程序之间沟通的桥梁。

数据格式的转化如下：

WSGI工作细节

python自带的一个简单的wsgi服务，通过该服务来探究WSGI的工作细节。

wsgi_simple.py

# 从wsgiref模块导入:
from wsgiref.simple_server import make_server

def application(environ, start_response):
    start_response('200 ok', [('Content-Type', 'text/html')])
    return [b'<h1>hello wsgi!</h1>']

# 创建一个服务器，IP地址为空，端口是8080，处理函数是application:
httpd = make_server('', 8080, application)
print ("Serving HTTP on port 8080...")

# 开始监听HTTP请求:
httpd.serve_forever()

访问127.0.0.1:8080

根据WSGI的规定，应用程序必须是一个可调用对象（call able object）。

WSGI务器启动后会监听本机的对应端口。当接收到请求时，将请求报文解析为一个 environ字典， 同时提供一个设置服务器状态和各种返回头标志的函数start_response，将environ和start_response作为参数，调用应用端程序真正处理请求。

参数：可调用对象接收两个参数

1. environ 包含了请求的所有信息的字典
2. start_response 通知服务器响应状态并设置各种标头

返回:可迭代对象

在上例中application就是应用程序，它是一个函数，也可以是方法或类。接受的参数是wsgiref服务端程序提供的environ和start_response，返回值是一个字节串，可迭代对象。

总结一下web框架两个组件的功能：

服务端程序：

1. 监听本机端口
2. 将请求解析成字典
3. 调用应用程序，将结果返回给请求方

应用程序：

1. 接受environ和start_response两个参数
2. 设置返回状态和返回头部信息