自定義web框架

阿新 • • 發佈：2018-03-24

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http協議

HTTP簡介

HTTP協議是Hyper Text Transfer Protocol（超文本傳輸協議）的縮寫,是用於從萬維網（WWW:World Wide Web ）服務器傳輸超文本到本地瀏覽器的傳送協議。

HTTP是一個基於TCP/IP通信協議來傳遞數據（HTML 文件, 圖片文件, 查詢結果等）。

HTTP是一個屬於應用層的面向對象的協議，由於其簡捷、快速的方式，適用於分布式超媒體信息系統。它於1990年提出，經過幾年的使用與發展，得到不斷地完善和擴展。目前在WWW中使用的是HTTP/1.0的第六版，HTTP/1.1的規範化工作正在進行之中，而且HTTP-NG(Next Generation of HTTP)的建議已經提出。

HTTP協議工作於客戶端-服務端架構為上。瀏覽器作為HTTP客戶端通過URL向HTTP服務端即WEB服務器發送所有請求。Web服務器根據接收到的請求後，向客戶端發送響應信息。

HTTP特點

1、簡單快速：客戶向服務器請求服務時，只需傳送請求方法和路徑。請求方法常用的有GET、HEAD、POST。每種方法規定了客戶與服務器聯系的類型不同。由於HTTP協議簡單，使得HTTP服務器的程序規模小，因而通信速度很快。

2、靈活：HTTP允許傳輸任意類型的數據對象。正在傳輸的類型由Content-Type加以標記。

3.無連接：無連接的含義是限制每次連接只處理一個請求。服務器處理完客戶的請求，並收到客戶的應答後，即斷開連接。采用這種方式可以節省傳輸時間。

 
4.無狀態：HTTP協議是無狀態協議。無狀態是指協議對於事務處理沒有記憶能力。缺少狀態意味著如果後續處理需要前面的信息，則它必須重傳，這樣可能導致每次連接傳送的數據量增大。另一方面，在服務器不需要先前信息時它的應答就較快。

HTTP請求協議

請求協議遵照以下格式：

請求首行；        // 請求方式 請求路徑 協議和版本，例如：GET /index.html HTTP/1.1
請求頭信息；      // 請求頭名稱:請求頭內容，即為key:value格式，例如：Host:localhost
空行；           // 用來與請求體分隔開
請求體。         // GET沒有請求體，只有POST有請求體。

瀏覽器發送給服務器的內容就這個格式的，如果不是這個格式服務器將無法解讀！在HTTP協議中，請求有很多請求方法，其中最為常用的就是GET和POST。

get請求

GET /562f25980001b1b106000338.jpg HTTP/1.1
Host    img.mukewang.com
User-Agent    Mozilla/5.0 (Windows NT 10.0; WOW64) AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko) Chrome/51.0.2704.106 Safari/537.36
Accept    image/webp,image/*,*/*;q=0.8
Referer    http://www.imooc.com/
Accept-Encoding    gzip, deflate, sdch
Accept-Language    zh-CN,zh;q=0.8

HTTP默認的請求方法就是GET
* 沒有請求體
* 數據量有限制！
* GET請求數據會暴露在瀏覽器的地址欄中

GET請求常用的操作：
1. 在瀏覽器的地址欄中直接給出URL，那麽就一定是GET請求
2. 點擊頁面上的超鏈接也一定是GET請求
3. 提交表單時，表單默認使用GET請求，但可以設置為POST

請求頭：

1、Host

請求的web服務器域名地址

2、User-Agent

HTTP客戶端運行的瀏覽器類型的詳細信息。通過該頭部信息，web服務器可以判斷出http請求的客戶端的瀏覽器的類型。

3、Accept

指定客戶端能夠接收的內容類型，內容類型的先後次序表示客戶都接收的先後次序

4、Accept-Lanuage

指定HTTP客戶端瀏覽器用來展示返回信息優先選擇的語言

5、Accept-Encoding

指定客戶端瀏覽器可以支持的web服務器返回內容壓縮編碼類型。表示允許服務器在將輸出內容發送到客戶端以前進行壓縮，以節約帶寬。
而這裏設置的就是客戶端瀏覽器所能夠支持的返回壓縮格式。

6、Accept-Charset

HTTP客戶端瀏覽器可以接受的字符編碼集

7、Content-Type

顯示此HTTP請求提交的內容類型。一般只有post提交時才需要設置該屬性

有關Content-Type屬性值有如下兩種編碼類型：

（1）“application/x-www-form-urlencoded”： 表單數據向服務器提交時所采用的編碼類型，默認的缺省值就是“application/x-www-form-urlencoded”。
     然而，在向服務器發送大量的文本、包含非ASCII字符的文本或二進制數據時這種編碼方式效率很低。

（2）“multipart/form-data”： 在文件上載時，所使用的編碼類型應當是“multipart/form-data”，它既可以發送文本數據，也支持二進制數據上載。

當提交為表單數據時，可以使用“application/x-www-form-urlencoded”；當提交的是文件時，就需要使用“multipart/form-data”編碼類型。

8、Keep-Alive

表示是否需要持久連接。如果web服務器端看到這裏的值為“Keep-Alive”，或者看到請求使用的是HTTP 1.1（HTTP 1.1默認進行持久連接），它就可以利用持久連接的優點

post請求

POST / HTTP1.1
Host:www.wrox.com
User-Agent:Mozilla/4.0 (compatible; MSIE 6.0; Windows NT 5.1; SV1; .NET CLR 2.0.50727; .NET CLR 3.0.04506.648; .NET CLR 3.5.21022)
Content-Type:application/x-www-form-urlencoded
Content-Length:40
Connection: Keep-Alive

name=Professional%20Ajax&publisher=Wiley

第一部分：請求行，第一行明了是post請求，以及http1.1版本。
第二部分：請求頭部，第二行至第六行。
第三部分：空行，第七行的空行。
第四部分：請求數據，第八行。

HTTP響應協議

響應格式

一般情況下，服務器接收並處理客戶端發過來的請求後會返回一個HTTP的響應消息。

HTTP響應也由四個部分組成，分別是：狀態行、消息報頭、空行和響應正文。

技術分享圖片

http響應消息格式.jpg

HTTP響應示例：

HTTP/1.1 200 OK
Date: Fri, 22 May 2009 06:07:21 GMT
Content-Type: text/html; charset=UTF-8

<html>
      <head></head>
      <body>
            <!--body goes here-->
      </body>
</html>

第一部分：狀態行，由HTTP協議版本號，狀態碼，狀態消息三部分組成。

第一行為狀態行，（HTTP/1.1）表明HTTP版本為1.1版本，狀態碼為200，狀態消息為（ok）

第二部分：消息報頭，用來說明客戶端要使用的一些附加信息

第二行和第三行為消息報頭，
Date:生成響應的日期和時間；Content-Type:指定了MIME類型的HTML(text/html),編碼類型是UTF-8

第三部分：空行，消息報頭後面的空行是必須的

第四部分：響應正文，服務器返回給客戶端的文本信息。

空行後面的html部分為響應正文。

響應狀態碼

狀態代碼有三位數字組成，第一個數字定義了響應的類別，共分五種類別:
1xx：指示信息--表示請求已接收，繼續處理
2xx：成功--表示請求已被成功接收、理解、接受
3xx：重定向--要完成請求必須進行更進一步的操作
4xx：客戶端錯誤--請求有語法錯誤或請求無法實現
5xx：服務器端錯誤--服務器未能實現合法的請求

常見狀態碼：

200 OK                        //客戶端請求成功
400 Bad Request               //客戶端請求有語法錯誤，不能被服務器所理解
401 Unauthorized              //請求未經授權，這個狀態代碼必須和WWW-Authenticate報頭域一起使用 
403 Forbidden                 //服務器收到請求，但是拒絕提供服務
404 Not Found                 //請求資源不存在，eg：輸入了錯誤的URL
500 Internal Server Error     //服務器發生不可預期的錯誤
503 Server Unavailable        //服務器當前不能處理客戶端的請求，一段時間後可能恢復正常

GET和POST請求的區別

GET請求

GET /books/?sex=man&name=Professional HTTP/1.1
Host: www.wrox.com
User-Agent: Mozilla/5.0 (Windows; U; Windows NT 5.1; en-US; rv:1.7.6)
Gecko/20050225 Firefox/1.0.1
Connection: Keep-Alive

註意最後一行是空行
POST請求

POST / HTTP/1.1
Host: www.wrox.com
User-Agent: Mozilla/5.0 (Windows; U; Windows NT 5.1; en-US; rv:1.7.6)
Gecko/20050225 Firefox/1.0.1
Content-Type: application/x-www-form-urlencoded
Content-Length: 40
Connection: Keep-Alive

name=Professional%20Ajax&publisher=Wiley

1、GET提交，請求的數據會附在URL之後（就是把數據放置在HTTP協議頭中），以?分割URL和傳輸數據，多個參數用&連接；例如：login.action?name=hyddd&password=idontknow&verify=%E4%BD%A0 %E5%A5%BD。如果數據是英文字母/數字，原樣發送，如果是空格，轉換為+，如果是中文/其他字符，則直接把字符串用BASE64加密，得出如： %E4%BD%A0%E5%A5%BD，其中％XX中的XX為該符號以16進制表示的ASCII。

POST提交：把提交的數據放置在是HTTP包的包體中。上文示例中紅色字體標明的就是實際的傳輸數據

因此，GET提交的數據會在地址欄中顯示出來，而POST提交，地址欄不會改變

2、傳輸數據的大小：首先聲明：HTTP協議沒有對傳輸的數據大小進行限制，HTTP協議規範也沒有對URL長度進行限制。

而在實際開發中存在的限制主要有：

GET:特定瀏覽器和服務器對URL長度有限制，例如 IE對URL長度的限制是2083字節(2K+35)。對於其他瀏覽器，如Netscape、FireFox等，理論上沒有長度限制，其限制取決於操作系統的支持。

因此對於GET提交時，傳輸數據就會受到URL長度的限制。

POST:由於不是通過URL傳值，理論上數據不受限。但實際各個WEB服務器會規定對post提交數據大小進行限制，Apache、IIS6都有各自的配置。

GET和POST的區別

GET提交的數據會放在URL之後，以?分割URL和傳輸數據，參數之間以&相連，如EditPosts.aspx?name=test1&id=123456. POST方法是把提交的數據放在HTTP包的Body中.
GET提交的數據大小有限制（因為瀏覽器對URL的長度有限制），而POST方法提交的數據沒有限制.
GET方式需要使用Request.QueryString來取得變量的值，而POST方式通過Request.Form來獲取變量的值。
GET方式提交數據，會帶來安全問題，比如一個登錄頁面，通過GET方式提交數據時，用戶名和密碼將出現在URL上，如果頁面可以被緩存或者其他人可以訪問這臺機器，就可以從歷史記錄獲得該用戶的賬號和密碼.

web應用與web框架

web應用

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

import socket

def handle_request(client):

    buf = client.recv(1024)
    client.send("HTTP/1.1 200 OK\r\n\r\n".encode("utf8"))
    client.send("<h1 style=‘color:red‘>Hello, yuan</h1>".encode("utf8"))

def main():

    sock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
    sock.bind((‘localhost‘,8001))
    sock.listen(5)

    while True:
        connection, address = sock.accept()
        handle_request(connection)
        connection.close()

if __name__ == ‘__main__‘:

    main()

最簡單的Web應用就是先把HTML用文件保存好，用一個現成的HTTP服務器軟件，接收用戶請求，從文件中讀取HTML，返回。

如果要動態生成HTML，就需要把上述步驟自己來實現。不過，接受HTTP請求、解析HTTP請求、發送HTTP響應都是苦力活，如果我們自己來寫這些底層代碼，還沒開始寫動態HTML呢，就得花個把月去讀HTTP規範。

正確的做法是底層代碼由專門的服務器軟件實現，我們用Python專註於生成HTML文檔。因為我們不希望接觸到TCP連接、HTTP原始請求和響應格式，所以，需要一個統一的接口，讓我們專心用Python編寫Web業務。

這個接口就是WSGI：Web Server Gateway Interface。

wsgiref

from wsgiref.simple_server import make_server


def application(environ, start_response):
    start_response(‘200 OK‘, [(‘Content-Type‘, ‘text/html‘)])
    return [b‘<h1>Hello, web!</h1>‘]


httpd = make_server(‘‘, 8080, application)

print(‘Serving HTTP on port 8000...‘)
# 開始監聽HTTP請求:
httpd.serve_forever()

DIY一個自己的web框架

manage.py

from wsgiref.simple_server import make_server

#  request            response


from app01.views import *

from app01 import urls


def routers():

    URLpattern=urls.URLpattern

    return URLpattern


def applications(environ,start_response):

    path=environ.get("PATH_INFO")
    print("path",path)
    start_response(‘200 OK‘, [(‘Content-Type‘, ‘text/html‘),(‘Charset‘, ‘utf8‘)])

    urlpattern=routers()
    func=None

    for item in urlpattern:
        if path==item[0]:
            func=item[1]
            break

    if func:
        return [func(environ)]
    else:
        return [b"<h1>404!<h1>"]


    # return [b"<h1>hello world<h1>"]


if __name__ == ‘__main__‘:

    t=make_server("",8810,applications)
    print("server is working...")
    t.serve_forever()

urls

from app01.views import *


URLpattern = (
    ("/login/", login),
)

views

import pymysql

from urllib.parse import parse_qs


def login(request):

    if request.get("REQUEST_METHOD")=="POST":
        print("+++++",request)


        #當請求方式是GET時
        # user_union,pwd_union=request.get("QUERY_STRING").split("&")
        # _,user=user_union.split("=")
        # _,pwd=pwd_union.split("=")

        # 環境變量 CONTENT_LENGTH 可能是空值 或者 值丟失
        try:
            request_body_size = int(request.get(‘CONTENT_LENGTH‘, 0))
        except (ValueError):
            request_body_size = 0
        # 當請求方式是POST時, 變量將會被放在存在域wsgi.input文件中的HTTP請求信息中, 由WSGI 服務器一起發送.
        request_body = request[‘wsgi.input‘].read(request_body_size)
        d = parse_qs(request_body)


        user=d.get(b"user")[0].decode("utf8")
        pwd=d.get(b"pwd")[0].decode("utf8")

        print("user",user,pwd)


        #連接數據庫
        conn = pymysql.connect(host=‘‘,port= 3306,user = ‘root‘,passwd=‘‘,db=‘s6‘) #db：庫名
        #創建遊標
        cur = conn.cursor()

        SQL="select * from userinfo2 WHERE NAME =‘%s‘ AND PASSWORD =‘%s‘"%(user,pwd)

        cur.execute(SQL)

        if cur.fetchone():

            f=open("templates/backend.html","rb")

            data=f.read()
            data=(data.decode("utf8"))%user
            return data.encode("utf8")

        else:
             return b"user or pwd is wrong"


    else:
        f = open("templates/login.html", "rb")

        data = f.read()
        f.close()

        return data

models

import pymysql


import pymysql
#連接數據庫
conn = pymysql.connect(host=‘‘,port= 3306,user = ‘root‘,passwd=‘‘,db=‘s6‘) #db：庫名
#創建遊標
cur = conn.cursor()

# sql=‘‘‘
# create table userinfo2(
#         id INT PRIMARY KEY ,
#         name VARCHAR(32) ,
#         password VARCHAR(32)
# )
#
# ‘‘‘
#
# cur.execute(sql)
#
# cur.executemany("insert into userinfo2 values(%s,%s,%s)", [(1,"yuan","123"),
#                                                           (2,"alex","456"),
#                                                           (3,"egon","789")])


cur.execute("select * from userinfo2 WHERE NAME=‘yuan‘ AND PASSWORD =‘123‘")
#提交
conn.commit()
#關閉指針對象
cur.close()
#關閉連接對象
conn.close()

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HTTP特點

HTTP請求協議

get請求

post請求

HTTP響應協議

響應格式

HTTP響應示例：

第一部分：狀態行，由HTTP協議版本號， 狀態碼， 狀態消息 三部分組成。

第二部分：消息報頭，用來說明客戶端要使用的一些附加信息

第三部分：空行，消息報頭後面的空行是必須的

第四部分：響應正文，服務器返回給客戶端的文本信息。

響應狀態碼

GET和POST請求的區別

因此，GET提交的數據會在地址欄中顯示出來，而POST提交，地址欄不會改變

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