搭建RESTful API 之 实现WSGI服务的URL映射

javarestfull 搭建参考 http://blog.csdn.net/hejias/article/details/47424511

问题引出：对于一个稍具规模的网站来说，实现的功能不可能通过一条URL来完成。如何定义多条URL，也是RESTful API考虑的问题。

需求：

本小节将考虑这样一个虚拟机管理的WSGI服务。用户可以通过发送HTTP请求，来实现对虚拟机的管理(包括创建、查询、更新以及删除虚拟机等操作)。这个WSGI服务不会真正的在物理机上创建虚拟机，只是在服务中保存相应的虚拟机记录而已。

(nova已经实现类似的功能。当用户向 Nova 发送创建虚拟机的请求时，Nova 首先会在数据库中添加相应的记录，同时在物理机上创建相应的虚拟机。

Nova必须保证数据库中保存的虚拟机信息和实际创建的虚拟机信息一致，我们直接将记录保存在内存中)

开始今天的行程：

一、基础知识

(1)、RESTful API提供一套URL的规则。在RESTful API中，每条URL都是与资源相对应的。 一个资源可能是集合，也可能是一个个体。集合通常用集合名来标志。

例如：本小节实例中，使用instances表示虚拟机的集合，而个体通常使用统一的ID标志，使用UUID标志虚拟机

(2)、对于集合的操作通常是添加和查询； 对于个体的操作是虚拟机的查询、删除和更新。对应的URL如下图示：  

{instance_id}是虚拟机的UUID。将资源的ID放在URL中，是RESTful API的一大特点。

(3)、在WSGI中，要实现URL映射，主要是依赖Mapper和Controller两个类。

Mapper类用于实现URL的映射。当用户发送请求时，Mapper类会根据用户请求的URL及其方法来确定处理放入方法。

Controller类，则是实现处理HTTP请求的各种方法。

二、代码实现

1、配置文件：configure.ini

1. [pipeline:main]
2. pipeline = auth instance
3. [app:instance]
4. paste.app_factory = routers:app_factory
5. [filter:auth]
6. paste.filter_factory = auth:filter_factory

WSGI服务共使用了auth过滤器和instance应用程序两个部件。auth与上一节的相同，不同的是新定义了instance应用程序。instance应用程序对应的工

厂方法是routers包的app_factory方法。

2、URL映射的实现

WSGI服务使用了auth过滤器和instance应用程序两个部件。其中auth过滤器是用于HTTP头认证的，比较简单。核心功能都在instance应用程序中实现。

1. from webob.dec import *
2. from webob import Request,Response
3. import webob.exc
4. from routes import Mapper,middleware
5. import controllers
6. class Router(object):
7. def __init__(self):
8. self.mapper = Mapper()
9. self.add_routes()
10. self.router = middleware.RoutesMiddleware(self._dispatch, self.mapper)
11. @wsgify
12. def __call__(self, req):
13. return self.router
14. def add_routes(self):
15. controller = controllers.Controller()
16. self.mapper.connect('/instances', controller = controller,action = 'create', conditions = {'method' : ['POST']})
17. self.mapper.connect('/instances', controller = controller,action = 'index', conditions = {'method' : ['GET']})
18. self.mapper.connect('/instances/{instance_id}', controller = controller,action = 'show', conditions = {'method' : ['GET']})
19. self.mapper.connect('/instances/{instance_id}', controller = controller,action = 'update', conditions = {'method' : ['PUT']})
20. self.mapper.connect('/instances/{instance_id}', controller = controller,action = 'delete', conditions = {'method':['DELETE']})
21. @staticmethod
22. @wsgify
23. def _dispatch(req):
24. match = req.environ['wsgiorg.routing_args'][1]  #获取URL解析结果
25. if not match:   #如果解析结果为空，则输出错误信息
26. return webob.exc.HTTPNotFound()
27. app = match['controller']   #获取URL对应的controller实例
28. return app
29. def app_factory(global_config, **local_config):
30. return Router()

(1)instance应用程序对应的工厂方法为routers包的app_factory方法。app_factory方法返回一个Router对象。工厂方法必须返回一个函数的实例。

Router类中必须实现__call__方法。  Router类的__call__方法的定义。返回router变量，其实也是一个可调用的实例。

__call__是在服务器收到HTTP请求时被调用。当服务器调用__call__方法时，会转而调用router方法。

(2)Router类的初始化方法(两件事情)

• 初始化mapper成员变量。mapper成员变量是routes包的Mapper标准类，主要功能是 创建Mapper对象，用于URL解析。 然后，调用自身的add_routes方法往Mapper对象中注册URL映射

• 初始化router成员变量。 (路由匹配，修改环境变量，实现分发) router成员变量的功能将HTTP请求分发给相应的方法进行处理。router成员变量是一个 RoutesMiddleware对象。初始化需要提供两个参数-----dispatch方法和mapper变量。dispatch方法是Router类的静态方法，功能是实现HTTP请求的分发。

RoutesMiddleware对象(可调用的实例)执行过程：首先通过Mapper对象解析信息(匹配路由，修改环境变量)，讲解析结果传递给dispatch方法。

(3)addroutes方法

addroutes方法共添加了5条URL路由，各条URL映射对应的功能参见上表。在添加URL映射时，调用mapper变量的connect方法。

Mapper类的connect方法用法：

<URL>：请求的URL

<controller>：处理HTTP请求的controller对象，这个对象必须是可调用的(实现了__call__方法)

<action>：指的是处理HTTP请求的方法名。所有定义的<action>对应的方法都在controller类中

<method-list>：是HTTP请求的方法列表。在RESTful API中，定义了GET、POST、PUT、DEAD和DELETE等方法，不同的方法对应资源的某项操作

action是一个字符串，指定的是方法名，而不是方法的实例。

(4)dispatch方法

首先获取URL的解析结果(通过mapper类对象进行匹配路由，修改环境变量)。如果结果为空，说明相应的URL没有在mapper对象中注册，输出错误信

息。如果不为空，返回URL对应的controller对象。由于controller对象是可调用的，最终WSGI服务会调用controller对象的__call__方法处理HTTP请

求。  (dispatch方法只是将URL请求进行分发给相应的controller,并没有具体到方法)

3、controller类的实现

1. import uuid
2. from webob import Request,Response
3. import simplejson
4. from webob.dec import wsgify
5. class Controller(object):
6. def __init__(self):
7. self.instances = {}
8. for i in range(3):
9. inst_id = str(uuid.uuid4())
10. self.instances[inst_id] = {'id' : inst_id, 'name' : 'inst-' + str(i)}
11. print self.instances
12. @wsgify
13. def create(self, req):
14. print req.params
15. name = req.params['name']
16. if name:
17. inst_id = str(uuid.uuid4())
18. inst = {'id' : inst_id, 'name' : name}
19. self.instances[inst_id] = inst
20. return {'instance' : inst}
21. @wsgify
22. def show(self, req, instance_id):
23. inst = self.instances.get(instance_id)
24. return {'instance' : inst}
25. @wsgify
26. def index(self, req):
27. return {'instances': self.instances.values()}
28. @wsgify
29. def delete(self, req, instance_id):
30. if self.instances.get(instance_id):
31. self.instances.pop(instance_id)
32. @wsgify
33. def update(self, req, instance_id):
34. inst = self.instances.get(instance_id)
35. name = req.params['name']
36. if inst and name:
37. inst['name'] = name
38. return {'instance': inst}
39. @wsgify
40. def __call__(self, req):
41. arg_dict = req.environ['wsgiorg.routing_args'][1] #获取URL解析结果
42. action = arg_dict.pop('action')  #获取处理的方法
43. del arg_dict['controller']   #删除 controller项，剩下的都是参数列表
44. method = getattr(self, action)  #搜索controller类中定义的方法
45. result = method(req, **arg_dict)  #调用方法，处理HTTP请求
46. if result is None:   #无返回值
47. return Response(body='',status='204 Not Found',headerlist=[('Content-Type','application/json')])
48. else:  #有返回值
49. if not isinstance(result, str):
50. result = simplejson.dumps(result) #将返回值转化为字符串
51. return result

(1)准备参数   (2)查找并执行controller中相应的方法  (3)返回结果

定义的 /instances/{instance_id}这样的URL。当Router的mapper对象解析这样的URL时，会把{instance_id}解析成一个参数。

例如：对于/instances/123 这条url，解析完毕后，会在以上代码的arg_dict字典中产生 {'instance_id':123}。

create方法：

功能是创建一条虚拟机记录，其对应的URL是 POST/instances。在发送请求时，必须提供name字段来指定虚拟机名。

1. def create(self, req):
2. print req.params
3. name = req.params['name']   #获取虚拟机名
4. if name:
5. inst_id = str(uuid.uuid4())  #自动生成UUID
6. inst = {'id' : inst_id, 'name' : name}  #构造虚拟机信息元祖
7. self.instances[inst_id] = inst   #添加虚拟机记录
8. return {'instance' : inst}

可使用req.param来获取客户端提交的数据。

代码测试：

执行python WSGIService.py，便可启动WSGI服务。WSGI服务启动后，可在另一个终端进行测试。对所有的URL进行测试：

(1)、GET /instances

WSGI服务启动时，会自动生成3条虚拟机记录。输出的结果，便是生成的3条虚拟机记录信息。

(2)、POST /instances

以上命令创建名为new-inst的虚拟机记录。

(3)、GET /instances/{instance_id}

1. curl -H 'X-Auth-Token:open-sesame' -X GET > 127.0.0.1:8000/instances/c81e83fe-ae90-44a3-89e7-20918dfa9aef

{instance_id}是要查询的虚拟机的id，需要根据自己的实际情况修改。可以通过GET /instances来查看所有虚拟机记录的id

(4)、PUT /instances/{instance_id}

1. curl -H 'X-Auth-Token:open-sesame' -X PUT --data 'name=new-inst2' > 127.0.0.1:8000/instances/c81e83fe-ae90-44a3-89e7-20918dfa9aef

更名虚拟机

(5)、DELETE /instances/{instance_id}

1. curl -H 'X-Auth-Token:open-sesame' -X DELETE  > 127.0.0.1:8000/instances/c81e83fe-ae90-44a3-89e7-20918dfa9aef

删除虚拟机

RESTful API

1、使用PasteDeploy配置WSGI服务

(1)、RESTful API底层是HTTP协议。传统HTTP协议基础上，明确定义各种HTTP方法的意义。 RESTful API定义的标准方法。

(2)、RESTful API使用PasteDeploy定制WSGI服务。WSGI服务的功能可以通过配置文件配置。在配置文件中可以定义app、filter、pipeline和composite等部件，

(3)、app和filter都须对应一个工厂方法。工厂方法通常有如下参数：

def factory(global_config, **local_config)

global_config参数保存从客户端传入的参数，例如HTTP消息体、客户上下文信息等。

local_config参数保存了在配置文件中设置的参数。

每个工厂方法最终会返回一个处理对应的app和filter HTTP请求的方法实例。处理app请求的方法实例通常有如下参数：  def app(request): request参数保存HTTP请求的上下文信息。

处理filter请求的方法实例通常有如下参数：def filter(request, app):其中request参数保存HTTP请求的上下文，app参数指定从当前过滤器的下一个过滤器(或应用程序)开始，到最后一个应用程序位置所形成的的子pipeline的实例。

2、Mapper.connect方法的调用

一个完整的WSGI服务，通常需要解析和处理多条URL。routes标准包中，定义了Mapper类来实现URL映射的管理。可以通过调用Mapper对象的connect方法来向WSGI服务注册URL映射。Mapper对象的connect方法一个调用示例。

mapper.connect(url,controller=controller, action=action, conditions = condition)

(1)、url参数指定的是请求的URL。两种形式，/<resources>类型的URL对应的是集合的操作，/<resources>/<resource-id>类型的URL对应的是成员操作。<resources>是资源的集合名，<resource-id>是资源的UUID。

(2)、controller指定的是处理HTTP请求的controller对象

(3)、action参数指定controller对象中处理HTTP请求的方法

(4)、condition参数指定服务器接收和处理HTTP请求的条件。通常在condition中指定HTTP请求的方法。例如：conditions = dict(method=[‘POST’])，指定只接受HTTP POST请求，conditions =dict(method=[‘POST’,‘PUT’])指定只接收HTTP POST和PUT请求。

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