Python自动化运维之2六、Web框架本质、MVC与MTV

时间  2019-11-13
标签 python 自动化 web 框架 本质 mvc mtv 栏目 Python 繁體版
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1、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

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

2、WSGI

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。web

python标准库提供的独立WSGI服务器称为wsgiref。当还有其余的接口格式：数据库

'cgi': CGIServer,
'flup': FlupFCGIServer,
'wsgiref': WSGIRefServer,
'waitress': WaitressServer,
'cherrypy': CherryPyServer,
'paste': PasteServer,
'fapws3': FapwsServer,
'tornado': TornadoServer,
'gae': AppEngineServer,
'twisted': TwistedServer,
'diesel': DieselServer,
'meinheld': MeinheldServer,
'gunicorn': GunicornServer,
'eventlet': EventletServer,
'gevent': GeventServer,
'geventSocketIO':GeventSocketIOServer,
'rocket': RocketServer,
'bjoern' : BjoernServer,
'auto': AutoServer,

Django实现的wsgiref：设计模式

#!/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 world!</h1>'
 
if __name__ == '__main__':
    httpd = make_server('', 8000, RunServer)
    print "Serving HTTP on port 8000..."
    httpd.serve_forever()

3、自定义Web框架

一、框架浏览器

经过python标准库提供的wsgiref模块开发一个本身的Web框架服务器

#!/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()

二、模板引擎app

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：框架

<!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？socket

  • 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>
        {% 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，参考：白话tornado源码之褪去模板外衣的前戏

4、MVC与MTV

MVC模式：

　

 
所谓MVC就是把Web应用分为模型(M)，控制器(C)和视图(V)三层，他们之间以一种插件式的、松耦合的方式链接在一块儿:
A.模型负责业务对象与数据库的映射(ORM)
B.视图负责与用户的交互(页面)
C.控制器接受用户的输入调用模型和视图完成用户的请求
 
其示意图以下所示：
 
 

MTV模式：

Django的MTV模式本质上和MVC是同样的，也是为了各组件间保持松耦合关系，只是定义上有些许不一样
Django的MTV分别是值：
  • M 表明模型（Model）：负责业务对象和数据库的关系映射(ORM)。
  • T 表明模板 (Template)：负责如何把页面展现给用户(html)。
  • V 表明视图（View）：负责业务逻辑，并在适当时候调用Model和Template。
除了以上三层以外，还须要一个 URL分发器，它的做用是将一个个URL的页面请求分发给不一样的View处理，View再调用相应的Model和Template，MTV的响应模式以下所示：
  1. Web服务器（中间件）收到一个http请求
  2. Django在URLconf里查找对应的视图(View)函数来处理http请求
  3. 视图函数调用相应的数据模型来存取数据、调用相应的模板向用户展现页面
  4. 视图函数处理结束后返回一个http的响应给Web服务器
  5. Web服务器将响应发送给客户端

这种设计模式关键的优点在于各类组件都是松耦合的。这样，每一个由 Django驱动的Web应用都有着明确的目的，而且可独立更改而不影响到其它的部分。 
好比，开发者更改一个应用程序中的 URL 而不用影响到这个程序底层的实现。设计师能够改变 HTML页面的样式而不用接触Python代码。
数据库管理员能够从新命名数据表而且只需更改模型，无需从一大堆文件中进行查找和替换。
 
Django的MTV模式相对应的python文件以下：
 
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