簡單介紹一下所使用的高併發框架tornado，它是一個用python編寫的可擴充套件的非阻塞式web伺服器及其相關工具的開源框架，在處理嚴峻的網路流量時表現得足夠強健，但卻在建立和編寫時有著足夠的輕量級，並能夠被用在大量的應用和工具中。
先簡單介紹一下
用tornado實現的經典helloworld程式如下：

import tornado.ioloop
import tornado.web

class MainHandler(tornado.web.RequestHandler):
    def get(self):
        self.write("Hello, world"
 
)

application = tornado.web.Application([
    (r"/", MainHandler),
])

if __name__ == "__main__":
    application.listen(8880)
    tornado.ioloop.IOLoop.instance().start()

伺服器程式執行之後，電腦訪問本地迴環地址即可看見：

另一個全功能的helloworld程式如下：

import tornado.httpserver
import tornado.ioloop
import tornado.options
import
 
 tornado.web

from tornado.options import define, options
define("port", default=8000, help="run on the given port", type=int)

class IndexHandler(tornado.web.RequestHandler):
    def get(self):
        greeting = self.get_argument('greeting', 'Hello')
        self.write(greeting + ', friendly user!')

if
 
 __name__ == "__main__":
    tornado.options.parse_command_line()
    app = tornado.web.Application(handlers=[(r"/", IndexHandler)])
    http_server = tornado.httpserver.HTTPServer(app)
    http_server.listen(options.port)
    tornado.ioloop.IOLoop.instance().start()

命令列執行：
$ python hello.py --port=8000
即可在指定埠啟動伺服器
同樣，無參訪問伺服器地址會顯示預設引數：

攜帶引數訪問，如輸入：localhost:8000/?dairen會顯示如下：

下面看一個處理字串的伺服器程式：

import textwrap

import tornado.httpserver
import tornado.ioloop
import tornado.options
import tornado.web

from tornado.options import define, options
define("port", default=8000, help="run on the given port", type=int)

class ReverseHandler(tornado.web.RequestHandler):
    def get(self, input):
        self.write(input[::-1])

class WrapHandler(tornado.web.RequestHandler):
    def post(self):
        text = self.get_argument('text')
        width = self.get_argument('width', 40)
        self.write(textwrap.fill(text, int(width)))

if __name__ == "__main__":
    tornado.options.parse_command_line()
    app = tornado.web.Application(
        handlers=[
            (r"/reverse/(\w+)", ReverseHandler),
            (r"/wrap", WrapHandler)
        ]
    )
    http_server = tornado.httpserver.HTTPServer(app)
    http_server.listen(options.port)
    tornado.ioloop.IOLoop.instance().start()

這個程式有2個handler，一個是反轉輸入的字串，引數input將包含匹配處理函式正則表示式第一個括號裡的字串。一個是以指定的寬度裝飾文字（預設40），並將結果字串寫回到HTTP響應中。
同樣執行伺服器：
$ python string_service.py --port=8000
可以用2種方式訪問：

$ curl http://localhost:8000/reverse/dairen
neriad

$ http://localhost:8000/wrap -d text=Lorem+ipsum+dolor+sit+amet,+consectetuer+adipiscing+elit.
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tornado的狀態碼：
你可以使用RequestHandler類的set_status()方法顯式地設定HTTP狀態碼。然而，你需要記住在某些情況下，Tornado會自動地設定HTTP狀態碼。下面是一個常用情況的綱要：

404 Not Found
Tornado會在HTTP請求的路徑無法匹配任何RequestHandler類相對應的模式時返回404（Not Found）響應碼。

400 Bad Request
如果你呼叫了一個沒有預設值的get_argument函式，並且沒有發現給定名稱的引數，Tornado將自動返回一個400（Bad Request）響應碼。

405 Method Not Allowed
如果傳入的請求使用了RequestHandler中沒有定義的HTTP方法（比如，一個POST請求，但是處理函式中只有定義了get方法），Tornado將返回一個405（Methos Not Allowed）響應碼。

500 Internal Server Error
當程式遇到任何不能讓其退出的錯誤時，Tornado將返回500（Internal Server Error）響應碼。你程式碼中任何沒有捕獲的異常也會導致500響應碼。

200 OK
如果響應成功，並且沒有其他返回碼被設定，Tornado將預設返回一個200（OK）響應碼。

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下面介紹我的基於tornado的伺服器專案：qq聊天群的實現
專案程式碼分為主要是2部分：
後臺伺服器python實現+前端（html靜態檔案+css格式+JavaScript客戶端程式碼）

首先來看伺服器的實現：
首先基於tornado.web.RequestHandler類實現自己的第一個請求處理類，如下：

class MainHandler(tornado.web.RequestHandler):
    def get(self):
        self.render("index.html", messages=ChatSocketHandler.cache, clients=ChatSocketHandler.waiters, username= "遊客%d" % ChatSocketHandler.client_id)

其中用render方法引入模板index.html ，不僅僅是要引用模板網頁，還要向這個網頁傳遞一些資料，包括：
歷史訊息：messages
線上使用者：clients
分配給當前訪問的使用者的使用者名稱：username
由於想要實現的qq聊天群需要雙向web通訊，也就是不僅僅伺服器響應客戶端，客戶端也能響應伺服器傳送的訊息，所以又基於tornado.websocket.WebSocketHandler類實現了自己的websocket處理類，
Tornado在websocket模組中提供了一個WebSocketHandler類。這個類提供了和已連線的客戶端通訊的WebSocket事件和方法的鉤子。當一個新的WebSocket連線開啟時，open方法被呼叫，而on_message和on_close方法分別在連線接收到新的訊息和客戶端關閉時被呼叫。
此外，WebSocketHandler類還提供了write_message方法用於向客戶端傳送訊息，close方法用於關閉連線。
在這裡我把使用者的訊息型別分為3種，一種是上線：online，一種是下線：offline 一種是使用者發訊息了：message

每當有新的使用者連線時，給其分配使用者名稱，並把該使用者加入到已連線使用者列表中：

def open(self):
    self.client_id = ChatSocketHandler.client_id
    ChatSocketHandler.client_id = ChatSocketHandler.client_id + 1
    self.username = "遊客%d" % self.client_id
    ChatSocketHandler.waiters.add(self)

然後封裝一個使用者上線的訊息字典，專門去處理：

chat = {
     "id": str(uuid.uuid4()),
     "type": "online",
     "client_id": self.client_id,
     "username": self.username,
     "datetime": datetime.datetime.now().strftime("%Y-%m-%d %H:%M:%S")
     }
 ChatSocketHandler.send_updates(chat)

同樣，使用者下線：刪除使用者，廣播下線訊息
使用者發訊息：更新歷史訊息列表，廣播訊息
使用者傳送的訊息會以json的格式收到，所以要先解析，然後提取其中的資訊，包裝成我們自己的chat字典，然後群發：

parsed = tornado.escape.json_decode(message)
self.username = parsed["username"]
chat = {
    "id": str(uuid.uuid4()),
    "body": parsed["body"],
    "type": "message",
    "client_id": self.client_id, 
    "username": self.username,
    "datetime": datetime.datetime.now().strftime("%Y-%m-%d %H:%M:%S")
    }

其中廣播訊息也就是向線上的每一個使用者，使用websocket的功能傳送一次訊息。

寫好了open on_close on_message類之後，下面考慮我想要實現的歷史記錄的實現，可以快取1000條訊息記錄放在一個列表中（列表中每一項是一個chat的字典型別），每次新使用者訪問就把這個列表[]發給他，讓他也能看到歷史記錄，每當記錄滿了，那就擷取最後1000條儲存下來：

if len(cls.cache) > cls.cache_size:
            cls.cache = cls.cache[-cls.cache_size:]

這裡的cache_size我定義為1000，也就是快取1000條訊息記錄。

另外，為了完善對伺服器執行過程的掌控，加入python日誌模組，也就是匯入logging模組，

 logging.info("sending message to %d waiters", len(cls.waiters))

這樣控制檯就可以觀察到執行的一些操作了，當然也可以把日誌寫進檔案中以後查閱。

至此，我們伺服器的大致內容設計的差不多了，下面考慮前端顯示問題，以及基於websocket通訊的JavaScript客戶端程式設計問題
首先想一想聊天室主頁的顯示情況，首先要有使用者列表，實時顯示線上的使用者，還要有歷史訊息列表，顯示我們快取的1000條聊天記錄，另外就是像qq群一樣的聊天介面，你一句我一句，要有使用者名稱，訊息體，時間，然後最下面還要有我們自己的聊天資訊輸入框與傳送的地方，差不多就這些吧
先分析主頁模板html檔案怎麼寫吧，使用者列表：

        <div id="users">
             線上使用者：<p/>
             <ul id="user_list">
        {% for client in clients %}
        <li id={{client.client_id}}>{{client.username}}</li>
        {% end %}
             </ul>
        </div>

這樣就會顯示伺服器傳給html檔案裡的clients 的所有線上使用者。再看我們聊天介面顯示的每一條訊息，顯然按格式包裝起來會更方便，所以每條訊息就以一個格式包裝與顯示：

<div class="message" id="m{{ message["id"] }}">{{message["username"]}} 說：{% module linkify(message["body"]) %} ({{message["datetime"]}})</div>

再看歷史訊息的顯示格式，歷史訊息也是新使用者上線的時候伺服器在渲染模板html的時候加入的引數，html模板中大致以如下格式進行渲染：

  <div id="inbox">
    {% for message in messages %}
      {% include "message.html" %}
    {% end %}
  </div>

最後就是我們的訊息內容輸入與傳送，這一部分需要伺服器JavaScript程式碼把我們使用者輸入的訊息接收處理，然後發給我們的伺服器，伺服器進行解析後給與響應，html格式大致如下：

        <form action="/a/message/new" method="post" id="messageform">
          <table>
            <tr>
          <td >使用者名稱:</td>
              <td><input name="username" id="username" style="width:100px" value="{{username}}"></td>
        </tr>
        <tr>
          <td>輸入訊息：</td>
          <td><input name="body" id="message" style="width:500px"></td>
        </tr>
        <tr>
              <td style="padding-left:5px">
                <input type="submit" value="提交">
                <input type="hidden" name="next" value="{{ request.path }}">
                {% module xsrf_form_html() %}
              </td>
            </tr>
          </table>
        </form>

這裡使用了HTML表單，表單用於客戶端收集使用者在瀏覽器的輸入，是實現客戶端與伺服器互動的核心方法，注意：

{% module xsrf_form_html() %}

這裡我使用了tornado的防止跨站攻擊的手段，非常簡單，要麼在例項化tornado.web.Application的時候傳入引數：xsrf_cookies=True,要麼在每個具有HTML表單的模板檔案中，為所有HTML表單新增xsrf_form_html()函式標籤，而{% module xsrf_form_html() %}這句話起到了為表單新增隱藏元素，以防止跨站請求的作用。
這一句話作用挺大，也可以看出tornado為開發者減輕了很多的負擔，加快了開發效率，不然就要自己考慮很多細節性的工作。

至此，我們關於主頁模板的內容基本介紹完畢，下面就是介紹客戶端的JavaScript部分，我們的qq聊天室是基於websocket的全雙工的，而websocket是html5的標準之一，所以主流的瀏覽器的JavaScript程式語言是支援websocket程式設計的，方法也很簡單，就是圍繞著websocket物件，使用：

socket = new WebSocket(url);

就可根據url，新建一個websocket連線，然後與之通訊，然後響應websocket的如下事件：

websocket.onopen(),
websocket.onmessage(),
websocket.onerror(),
websocket.onclose(),被動關閉連線

然後websocket還有2種主動事件型別：
websocket.send()
websocket.close():主動關閉連線
下面開始我的客戶端部分的設計，網頁被載入的時候，瀏覽器會建立頁面文件物件模型DOM樹，JavaScript中幾乎所有的內容都是基於DOM樹來進行的，而DOM樹的根節點是document，JavaScript通過操作DOM樹，進行 增刪改查，實現對html的操作，在本專案的JavaScript程式碼中，我使用了最優秀的js客戶端框架庫jQuery，jQuery能方便的處理html，響應事件，實現動畫效果，可以把它認為是html css JavaScript的封裝，使用jQuery可以讓開發者更輕鬆地寫JavaScript程式碼。
我這裡直接在html原始檔中引用internet上的jQuery庫連線，更輕量：

<script src="{{ static_url("jquery.min.js") }}" type="text/javascript"></script>

而我們在JavaScript程式碼中引用jQuery庫也很方便，就是一個美元的符號：$
形如：
$(selector).action()
這裡selector是選擇器，action就是要進行的操作。jQuery中的選擇器與css中的選擇器很類似，就是按標記名，id等進行選擇，另外還可以根據特定的屬性，根據標記相對於父標記的位置，元素內容等進行選擇。
下面直奔主題，首先要處理我們的：文件全部載入完成的事件，也就是：
$(document).ready(function()
{
}
jQuery中把html事件中的on都給去掉了，譬如onclick事件，在jQuery中就是click事件，
這個函式，首先要實現傳送表單：messageform的submit事件：

$("#messageform").live("submit", function() {
    newMessage($(this));
    return false;
});

一旦有message提交了，立馬執行newMessage函式，也就是給伺服器發訊息
下面同樣的作用，只不過是監控keyCode == 13的按鍵，也就是我們鍵盤上的enter鍵

$("#messageform").live("keypress", function(e) {
    if (e.keyCode == 13) {
        newMessage($(this));
        return false;
    }
});

其中的newmessage函式實現如下：

function newMessage(form) {
    var message = form.formToDict();
    updater.socket.send(JSON.stringify(message));
    form.find("input[type=text]").val("").select();
}

就是向伺服器以字典的格式，傳送一個新的訊息，其中的formToDict 函式實現如下：

formToDict = function() {
    var fields = this.serializeArray();
    var json = {}
    for (var i = 0; i < fields.length; i++) {
        json[fields[i].name] = fields[i].value;
    }
    if (json.next) delete json.next;
    return json;
};

作用是把表單中所有的輸入儲存到json物件中去，最後返回客戶端要發給伺服器的訊息字典，也是一個json物件。

另外我這裡設定了一個，一旦選中了我們之前html檔案裡定義的id為message編輯框的控制元件，就開始發起一個連線，動作如下：

$("#message").select();
updater.start();

其中，start（）內容大致為：

function() 
{
        var url = "ws://" + location.host + "/chatsocket";
        updater.socket = new WebSocket(url);
        updater.socket.onmessage = function(event) {
            updater.showMessage(JSON.parse(event.data));
        }
}

這裡一旦選中了編輯框，客戶端js程式碼就開始新建一個websocket連線，其中url 就是我們伺服器的地址，並且設定了我們的onmessage（）函式，也就是響應伺服器訊息的函式，其內容大致如下：

showMessage: function(message) {
    del(message.client_id);
    if (message.type!="offline")
    {
        add(message.client_id, message.username);
        if (message.body=="") return;
        var existing = $("#m" + message.id);
        if (existing.length > 0) return;
        var node = $(message.html);
        node.hide();
        $("#inbox").append(node);
        node.slideDown();
    }
}

當收到一個伺服器的訊息，先去分析訊息的型別：online offline 還是 message型別，分別做不同的響應，我的實現是先不管訊息型別，先把當前的使用者給刪了，呼叫del函式來動態刪除線上使用者列表，del函式如下：
動態刪除：

function del(id){
    $('#'+id).remove();
}

然後再來分析訊息型別是不是offline，如果是offline，那就結束了
如果不是offline，那就是上線或者發訊息啦，所以再把剛剛刪的使用者新增到使用者名稱列表中，呼叫add函式，如下：
動態新增：

function add(id,txt) {    
    var ul=$('#user_list');    
    var li= document.createElement("li");    
    li.innerHTML=txt;  
    li.id=id;  
    ul.append(li);    
} 

其中$(‘#user_list’)就是使用jQuery的查詢器進行元素定位，查詢id為user_list的HTML標籤，之後就可以通過append（），remove來動態的新增刪除列表元素了。

接著判斷訊息是不是無效，也就是訊息體為空，那就直接return，這樣就實現了
使用者下線：列表中刪掉使用者
使用者上線（一旦動了編輯框就會上線），但沒發訊息：先刪後加，重新整理了一下
然後再實現使用者發訊息的過程，那就比較簡單了，就是：

 var node = $(message.html);
 node.hide();
 $("#inbox").append(node);
 node.slideDown();

先選中了訊息，為新收到的訊息建立一個新的節點node，先隱藏訊息（因為傳送出去要清空的啊），然後把訊息新增到我們的html檔案中的inbox標籤的尾部，進行顯示，inbox標籤內容如下：

<div id="inbox">
  {% for message in messages %}
    {% include "message.html" %}
  {% end %}
</div>

然後把聊天介面下拉到最下面，至此就可以動態的處理：顯示伺服器傳送的訊息了，也就是所有的客戶端都能正確顯示伺服器廣播的訊息了。

最後就是把我們的伺服器JavaScript程式碼嵌入到主頁的HTML中，一般的嵌入方式有內部嵌入和外部連結兩種方式，我這裡把JavaScript程式碼單獨放在了一個檔案裡，使用了外部連結的方式嵌入到了html檔案中：

<script src="{{ static_url("chat.js") }}" type="text/javascript"></script>

這裡chat.js就是我的js程式碼檔案。
還有別忘了在嵌入js之前，嵌入我們使用的jQuery庫，所以應該是這個樣子：

<script src="{{ static_url("jquery.min.js") }}" type="text/javascript"></script>
<script src="{{ static_url("chat.js") }}" type="text/javascript"></script>

至此，我的qq群的前端+後臺已經基本實現,
python mychat.py --port=8880
在8880埠執行伺服器之後，在本地用迴環地址localhost:8880訪問：

或者別的主機使用
ip：port的形式，都能訪問該聊天群，伺服器所在ip地址，也就是我的電腦ip是：115.156.245.122

我這裡使用師兄的電腦登入了一下隨便傳送了一條訊息：

同時由於我們伺服器加入了logging日誌模組，所以在控制檯可以看到我想要列印的訊息，例如：

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至此，該專案以完成我想要的一個qq聊天群的所有基本功能了。但是專案改進的餘地還很大，我總結一下，
不足主要有3點：
1、由於沒有使用者持久化的訪問需求，都是立馬連立馬走，所以沒有使用資料庫，如果設計一個qq好友系統。可以考慮加入資料庫，把使用者以及使用者關係，歷史訊息，使用者名稱密碼等等都儲存在資料庫中
2、由於前端知識只是略懂，所以介面略微簡陋。。。有需要可以深入學習前端的知識
3、功能可以更加豐富化，可以加入群許可權控制，使得有類似於管理員一樣的存在，還可以加入群檔案共享，群公告，群照片等等。。。