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python WSGI 簡介

一、瞭解了HTTP協議和HTML文件,我們其實就明白了一個Web應用的本質就是:

  1. 瀏覽器傳送一個HTTP請求;

  2. 伺服器收到請求,生成一個HTML文件;

  3. 伺服器把HTML文件作為HTTP響應的Body傳送給瀏覽器;

  4. 瀏覽器收到HTTP響應,從HTTP Body取出HTML文件並顯示。

所以,最簡單的Web應用就是先把HTML用檔案儲存好,用一個現成的HTTP伺服器軟體,接收使用者請求,從檔案中讀取HTML,返回。Apache、Nginx、Lighttpd等這些常見的靜態伺服器就是幹這件事情的。

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、傳送HTTP響應都是苦力活,如果我們自己來寫這些底層程式碼,還沒開始寫動態HTML呢,就得花個把月去讀HTTP規範。

正確的做法是底層程式碼由專門的伺服器軟體實現,我們用Python專注於生成HTML文件。因為我們不希望接觸到TCP連線、HTTP原始請求和響應格式,所以,需要一個統一的介面,讓我們專心用Python編寫Web業務。

伺服器動態資源請求

1.瀏覽器請求動態頁面的過程

 

2、WGSI 

WSGI介面定義非常簡單,它只要求Web開發者實現一個函式,就可以響應HTTP請求。我們來看一個最簡單的Web版本的“Hello, web!”:

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

上面的application()函式就是符合WSGI標準的一個HTTP處理函式,它接收兩個引數:

  • environ:一個包含所有HTTP請求資訊的dict物件;

  • start_response:一個傳送HTTP響應的函式。

application()函式中,呼叫:

start_response('200 OK', [('Content-Type', 'text/html')])

就傳送了HTTP響應的Header,注意Header只能傳送一次,也就是隻能呼叫一次start_response()函式。start_response()函式接收兩個引數,一個是HTTP響應碼,一個是一組list

表示的HTTP Header,每個Header用一個包含兩個strtuple表示。

通常情況下,都應該把Content-Type頭髮送給瀏覽器。其他很多常用的HTTP Header也應該傳送。

然後,函式的返回值'<h1>Hello, web!</h1>'將作為HTTP響應的Body傳送給瀏覽器。

有了WSGI,我們關心的就是如何從environ這個dict物件拿到HTTP請求資訊,然後構造HTML,通過start_response()傳送Header,最後返回Body。

整個application()函式本身沒有涉及到任何解析HTTP的部分,也就是說,底層程式碼不需要我們自己編寫,我們只負責在更高層次上考慮如何響應請求就可以了。

不過,等等,這個application()函式怎麼呼叫?如果我們自己呼叫,兩個引數environstart_response我們沒法提供,返回的str也沒法發給瀏覽器。

所以application()函式必須由WSGI伺服器來呼叫。有很多符合WSGI規範的伺服器,我們可以挑選一個來用。但是現在,我們只想儘快測試一下我們編寫的application()函式真的可以把HTML輸出到瀏覽器,所以,要趕緊找一個最簡單的WSGI伺服器,把我們的Web應用程式跑起來。

好訊息是Python內建了一個WSGI伺服器,這個模組叫wsgiref,它是用純Python編寫的WSGI伺服器的參考實現。所謂“參考實現”是指該實現完全符合WSGI標準,但是不考慮任何執行效率,僅供開發和測試使用。

執行WSGI服務

我們先編寫hello.py,實現Web應用程式的WSGI處理函式:

# hello.py

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

然後,再編寫一個server.py,負責啟動WSGI伺服器,載入application()函式:

# server.py
# 從wsgiref模組匯入:
from wsgiref.simple_server import make_server
# 匯入我們自己編寫的application函式:
from hello import application

# 建立一個伺服器,IP地址為空,埠是8000,處理函式是application:
httpd = make_server('', 8000, application)
print "Serving HTTP on port 8000..."
# 開始監聽HTTP請求:
httpd.serve_forever()

確保以上兩個檔案在同一個目錄下,然後在命令列輸入python server.py來啟動WSGI伺服器:

wsgiref-start

注意:如果8000埠已被其他程式佔用,啟動將失敗,請修改成其他埠。

啟動成功後,開啟瀏覽器,輸入http://localhost:8000/,就可以看到結果了:

hello-web

在命令列可以看到wsgiref列印的log資訊:

wsgiref-log

Ctrl+C終止伺服器。

如果你覺得這個Web應用太簡單了,可以稍微改造一下,從environ裡讀取PATH_INFO,這樣可以顯示更加動態的內容:

# hello.py

def application(environ, start_response):
    start_response('200 OK', [('Content-Type', 'text/html')])
    return '<h1>Hello, %s!</h1>' % (environ['PATH_INFO'][1:] or 'web')

你可以在位址列輸入使用者名稱作為URL的一部分,將返回Hello, xxx!

hello-michael

是不是有點Web App的感覺了?

小結

無論多麼複雜的Web應用程式,入口都是一個WSGI處理函式。HTTP請求的所有輸入資訊都可以通過environ獲得,HTTP響應的輸出都可以通過start_response()加上函式返回值作為Body。

複雜的Web應用程式,光靠一個WSGI函式來處理還是太底層了,我們需要在WSGI之上再抽象出Web框架,進一步簡化Web開發。