前提

一個web框架需要包含的組件或者功能有：

1. request and response

2. cookies and session

3. template engine

4. wsgi app and wsgi server

對於所有的Web應用，本質上其實就是一個socket服務端，用戶的瀏覽器其實就是一個socket客戶端。

wsgi

首先要了解WSGI的相關知識，如下：

• web server：指的是軟件程序，它從客戶端接受請求，然後返回一個Response，需要註意的是它不創建Response，web app才是創建Response的主體。

• web app：根據url來創建響應並將響應傳回給web server。

• WSGI：是一個規範，描述了web server如何與web app交互、web app如何處理請求，它規定每個app必須是一個可調用的對象（方法或者類），接受兩個參數environ和start_response。

實現

web server

environ和start_response都是服務器提供的，所以服務端這邊需要提供如下：

1. 準備environ參數；

2. 定義start_response函數；

3. 調用程序端的可調用對象；

代碼具體如下（取自PEP 333）：

import os, sys
enc, esc = sys.getfilesystemencoding(), ‘surrogateescape‘def unicode_to_wsgi(u):
    # Convert an environment variable to a WSGI "bytes-as-unicode" string
    return u.encode(enc, esc).decode(‘iso-8859-1‘)def wsgi_to_bytes(s):
    return s.encode(‘iso-8859-1‘)def run_with_cgi(application):
    # environ參數，裏面是HTTP請求的環境變量
    environ = {k: unicode_to_wsgi(v) for k,v in os.environ.items()}
    environ[‘wsgi.input‘]        = sys.stdin.buffer
    environ[‘wsgi.errors‘]       = sys.stderr
    environ[‘wsgi.version‘]      = (1, 0)
    environ[‘wsgi.multithread‘]  = False
    environ[‘wsgi.multiprocess‘] = True
    environ[‘wsgi.run_once‘]     = True
    if environ.get(‘HTTPS‘, ‘off‘) in (‘on‘, ‘1‘):
        environ[‘wsgi.url_scheme‘] = ‘https‘
    else:
        environ[‘wsgi.url_scheme‘] = ‘http‘
    headers_set = []
    headers_sent = []    # 將應答的數據輸出到終端
    def write(data):
        out = sys.stdout.buffer        if not headers_set:             raise AssertionError("write() before start_response()")        elif not headers_sent:             # Before the first output, send the stored headers
             status, response_headers = headers_sent[:] = headers_set
             out.write(wsgi_to_bytes(‘Status: %s\r\n‘ % status))             for header in response_headers:
                 out.write(wsgi_to_bytes(‘%s: %s\r\n‘ % header))
             out.write(wsgi_to_bytes(‘\r\n‘))
        out.write(data)
        out.flush()    # 根據程序傳過來的狀態和頭部參數設置響應的狀態和頭部
    def start_response(status, response_headers, exc_info=None):
        if exc_info:            try:                if headers_sent:                    # Re-raise original exception if headers sent
                    raise exc_info[1].with_traceback(exc_info[2])            finally:
                exc_info = None     # avoid dangling circular ref
        elif headers_set:            raise AssertionError("Headers already set!")
        headers_set[:] = [status, response_headers]        return write    # 調用客戶端的對象，並且輸出返回的結果
    result = application(environ, start_response)    try:        for data in result:            if data:    # don‘t send headers until body appears
                write(data)        if not headers_sent:
            write(‘‘)   # send headers now if body was empty
    finally:        if hasattr(result, ‘close‘):
            result.close()

web app

因為服務端和客戶端需要共同遵守WSGI協議內容，所以客戶端這邊需要使用到服務端提供的environ和start_response，web app需要返回的類型需要是可叠代的。這裏分為三種類型的實現，分別是函數，類，實例；

函數

HELLO_WORLD = b"Hello world!\n"# 1. 可調用對象是一個函數def application(environ, start_response):
    # HTTP response code and message
    status = ‘200 OK‘
    # 應答的頭部是一個列表，每對鍵值都必須是一個 tuple。
    response_headers = [(‘Content-Type‘, ‘text/plain‘),
                        (‘Content-Length‘, str(len(HELLO_WORLD)))]    # 調用服務器程序提供的 start_response，填入兩個參數
    start_response(status, response_headers)    # 返回必須是 iterable
    return [HELLO_WORLD]

類

# 2. 可調用對象是一個類class AppClass:
    """這裏的可調用對象就是 AppClass 這個類，調用它就能生成可以叠代的結果。          使用方法類似於：
        for result in AppClass(env, start_response):
             do_somthing(result)
    """
    def __init__(self, environ, start_response):
        self.environ = environ
        self.start = start_response    def __iter__(self):
        status = ‘200 OK‘
        response_headers = [(‘Content-type‘, ‘text/plain‘)]
        self.start(status, response_headers)        yield HELLO_WORLD

實例

# 3. 可調用對象是一個實例class AppClass:
    """這裏的可調用對象就是 AppClass 的實例，使用方法類似於：
        app = AppClass()
        for result in app(environ, start_response):
             do_somthing(result)
    """
    def __init__(self):
        pass
    def __call__(self, environ, start_response):
        status = ‘200 OK‘
        response_headers = [(‘Content-type‘, ‘text/plain‘)]
        self.start(status, response_headers)        yield HELLO_WORLD

Web框架原理