Web 框架本质解析

一 Web框架本质

1. 本身开发Web框架 - socket - http协议 - HTML知识 - 数据库（pymysql，SQLAlchemy） HTTP: 无状态、短链接 TCP： 不断开 WEB应用（网站）： Http协议： 发送： POST /index HTTP/1.1 Host: 127.0.0.1:8080 Connection: keep-alive Cache-Control: max-age=0 Accept: text/html,application/xhtml+xml,application/xml;q=0.9,image/webp,*/*;q=0.8 User-Agent: Mozilla/5.0 (Windows NT 6.1; WOW64) AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko) Chrome/44.0.2403.89 Safari/537.36 HTTPS: 1 Accept-Encoding: gzip, deflate, sdch Accept-Language: zh-CN,zh;q=0.8 Cookie: csrftoken=hNmu2JOtntGMN0hSRSPmMQk2newEb3o8zb6pXW5Cc3m54IaA5VlTkUvqWsFezpni p=123 响应： 200 OK Cache-Control:public, max-age=15 Connection:keep-alive Content-Encoding:gzip Content-Type:text/html; charset=utf-8 Date:Wed, 14 Jun 2017 01:21:17 GMT Expires:Wed, 14 Jun 2017 01:21:33 GMT Last-Modified:Wed, 14 Jun 2017 01:21:03 GMT Transfer-Encoding:chunked Vary:Accept-Encoding X-Frame-Options:SAMEORIGIN X-UA-Compatible:IE=10 用户在页面看到的内容“字符串”（看到页面效果，因为浏览器解析） 浏览器（socket客户端） 2. www.cnblogs.com（42.121.252.58，80） sk.socket() sk.connect(（42.121.252.58，80）) sk.send('我想要xx') 5. 接收 6. 链接断开 博客园（socket服务端） 1. 监听ip和端口（42.121.252.58，80） while True: 用户 = 等待用户链接 3. 收到'我想要xx'
                4. 响应：“好” 用户断开 import socket sock = socket.socket() sock.bind(('127.0.0.1',8080)) sock.listen(5) while True: conn,addr = sock.accept() # hang住
        # 有人来链接了
        # 获取用户发送的数据
        data = conn.recv(8096) conn.send(b"HTTP/1.1 200 OK\r\n\r\n") conn.send(b'123123') conn.close() 1. Http，无状态，短链接 2. 浏览器（socket客户端） 网站（socket服务端） 3. 本身写网站 a. socket服务端 b. 根据URL不一样返回不一样的内容 路由系统： URL -> 函数 c. 字符串返回给用户 模板引擎渲染： HTML充当模板（特殊字符） 本身创造任意数据 字符串 4. Web框架： 框架种类： - a,b,c                  --> Tornado - [第三方a],b,c          --> wsgiref -> Django - [第三方a],b,[第三方c]  --> flask, 分类： - Django框架（Web。。。。。。） - 其余

web 框架本质

众所周知，对于全部的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。html

import socket def handle_request(client): buf = client.recv(1024) client.send("HTTP/1.1 200 OK\r\n\r\n") client.send("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()

上述经过socket来实现了其本质，而对于真实开发中的python web程序来讲，通常会分为两部分：服务器程序和应用程序。python

服务器程序负责对socket服务器进行封装，并在请求到来时，对请求的各类数据进行整理。mysql

应用程序则负责具体的逻辑处理。web

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。sql

不一样的框架有不一样的开发方式，可是不管如何，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，服务器程序就须要为不一样的框架提供不一样的支持。数据库

这样混乱的局面不管对于服务器仍是框架，都是很差的。对服务器来讲，须要支持各类不一样框架，对框架来讲，只有支持它的服务器才能被开发出的应用使用。这时候，标准化就变得尤其重要。flask

咱们能够设立一个标准，只要服务器程序支持这个标准，框架也支持这个标准，那么他们就能够配合使用。浏览器

一旦标准肯定，双方各自实现。这样，服务器能够支持更多支持标准的框架，框架也可使用更多支持标准的服务器。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。app

python标准库提供的独立WSGI服务器称为wsgiref。

from wsgiref.simple_server import make_server def RunServer(environ, start_response): start_response('200 OK', [('Content-Type', 'text/html')]) return [bytes('<h1>Hello, web!</h1>', encoding='utf-8'), ] if __name__ == '__main__': httpd = make_server('', 8000, RunServer) print("Serving HTTP on port 8000...") httpd.serve_forever()

二自定义Web框架

框架

经过python标准库提供的wsgiref模块开发一个本身的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()

模板引擎

在上一步骤中，对于全部的login、index均返回给用户浏览器一个简单的字符串，在现实的Web请求中通常会返回一个复杂的符合HTML规则的字符串，因此咱们通常将要返回给用户的HTML写在指定文件中，而后再返回。如：

index.html

<!DOCTYPE html>
<html>
<head lang="en">
    <meta charset="UTF-8">
    <title></title>
</head>
<body>
    <h1>Index</h1>
 
</body>
</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>

#!/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，虽然能够返回给用户HTML的内容以现实复杂的页面，可是仍是存在问题：如何给用户返回动态内容？

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

index.html

<!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> {% endfor %} </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，对于模板引擎的本质

三本身开发web框架

实现静态网站

import socket def f1(request): """ 处理用户请求，并返回相应的内容 :param request: 用户请求的全部信息 :return: """ f = open('index.fsw','rb') data = f.read() f.close() return data def f2(request): f = open('aricle.tpl','r',encoding='utf-8') data = f.read() f.close() import time ctime = time.time() data = data.replace('@@sw@@',str(ctime)) return bytes(data,encoding='utf-8') def f3(request): import pymysql # 建立链接
    conn = pymysql.connect(host='127.0.0.1', port=3306, user='root', passwd='', db='db666') cursor = conn.cursor(cursor=pymysql.cursors.DictCursor) cursor.execute("select id,username,password from userinfo") user_list = cursor.fetchall() cursor.close() conn.close() content_list = [] for row in user_list: tp = "<tr><td>%s</td><td>%s</td><td>%s</td></tr>" %(row['id'],row['username'],row['password']) content_list.append(tp) content = "".join(content_list) f = open('userlist.html','r',encoding='utf-8') template = f.read() f.close() # 模板渲染（模板+数据）
    data = template.replace('@@sdfsdffd@@',content) return bytes(data,encoding='utf-8') def f4(request): import pymysql # 建立链接
    conn = pymysql.connect(host='127.0.0.1', port=3306, user='root', passwd='', db='db666') cursor = conn.cursor(cursor=pymysql.cursors.DictCursor) cursor.execute("select id,username,password from userinfo") user_list = cursor.fetchall() cursor.close() conn.close() f = open('hostlist.html','r',encoding='utf-8') data = f.read() f.close() # 基于第三方工具实现的模板渲染
    from jinja2 import Template template = Template(data) data = template.render(xxxxx=user_list,user='sdfsdfsdf') return data.encode('utf-8') routers = [ ('/xxx', f1), ('/ooo', f2), ('/userlist.htm', f3), ('/host.html', f4), ] def run(): sock = socket.socket() sock.setsockopt(socket.SOL_SOCKET, socket.SO_REUSEADDR, 1) sock.bind(('127.0.0.1',8080)) sock.listen(5) while True: conn,addr = sock.accept() # hang住
        # 有人来链接了
        # 获取用户发送的数据
        data = conn.recv(8096) data = str(data,encoding='utf-8') headers,bodys = data.split('\r\n\r\n') temp_list = headers.split('\r\n') method,url,protocal = temp_list[0].split(' ') conn.send(b"HTTP/1.1 200 OK\r\n\r\n") func_name = None for item in routers: if item[0] == url: func_name = item[1] break

        if func_name: response = func_name(data) else: response = b"404" conn.send(response) conn.close() if __name__ == '__main__': run()

s1.py

<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
    <meta charset="UTF-8">
    <title></title>
</head>
<body>
    <h1>用户登陆</h1>
    <form>
        <p><input type="text" placeholder="用户名" /></p>
        <p><input type="password" placeholder="密码" /></p>
    </form>
</body>
</html> index.fsw

index.fsw

<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
    <meta charset="UTF-8">
    <title></title>
</head>
<body>
    <table border="1">
        <thead>
            <tr>
                <th>ID</th>
                <th>用户名</th>
                <th>邮箱</th>
            </tr>
        </thead>
        <tbody>
            <tr>
                <th>1</th>
                <th>root</th>
                <th>root@qq.com</th>
            </tr>
        </tbody>
    </table>
</body>
</html> aricle.tpl

aricle.tpl

实现动态网站

import socket def f1(request): """ 处理用户请求，并返回相应的内容 :param request: 用户请求的全部信息 :return: """ f = open('index.fsw','rb') data = f.read() f.close() return data def f2(request): f = open('aricle.tpl','r',encoding='utf-8') data = f.read() f.close() import time ctime = time.time() data = data.replace('@@sw@@',str(ctime)) return bytes(data,encoding='utf-8') def f3(request): import pymysql # 建立链接
    conn = pymysql.connect(host='127.0.0.1', port=3306, user='root', passwd='', db='db666') cursor = conn.cursor(cursor=pymysql.cursors.DictCursor) cursor.execute("select id,username,password from userinfo") user_list = cursor.fetchall() cursor.close() conn.close() content_list = [] for row in user_list: tp = "<tr><td>%s</td><td>%s</td><td>%s</td></tr>" %(row['id'],row['username'],row['password']) content_list.append(tp) content = "".join(content_list) f = open('userlist.html','r',encoding='utf-8') template = f.read() f.close() # 模板渲染（模板+数据）
    data = template.replace('@@sdfsdffd@@',content) return bytes(data,encoding='utf-8') def f4(request): import pymysql # 建立链接
    conn = pymysql.connect(host='127.0.0.1', port=3306, user='root', passwd='', db='db666') cursor = conn.cursor(cursor=pymysql.cursors.DictCursor) cursor.execute("select id,username,password from userinfo") user_list = cursor.fetchall() cursor.close() conn.close() f = open('hostlist.html','r',encoding='utf-8') data = f.read() f.close() # 基于第三方工具实现的模板渲染
    from jinja2 import Template template = Template(data) data = template.render(xxxxx=user_list,user='sdfsdfsdf') return data.encode('utf-8') routers = [ ('/xxx', f1), ('/ooo', f2), ('/userlist.htm', f3), ('/host.html', f4), ] def run(): sock = socket.socket() sock.setsockopt(socket.SOL_SOCKET, socket.SO_REUSEADDR, 1) sock.bind(('127.0.0.1',8080)) sock.listen(5) while True: conn,addr = sock.accept() # hang住
        # 有人来链接了
        # 获取用户发送的数据
        data = conn.recv(8096) data = str(data,encoding='utf-8') headers,bodys = data.split('\r\n\r\n') temp_list = headers.split('\r\n') method,url,protocal = temp_list[0].split(' ') conn.send(b"HTTP/1.1 200 OK\r\n\r\n") func_name = None for item in routers: if item[0] == url: func_name = item[1] break

        if func_name: response = func_name(data) else: response = b"404" conn.send(response) conn.close() if __name__ == '__main__': run() s1.py