BaseHTTPServer模組分析

阿新 • • 發佈：2019-02-01

因為BaseHTTPServer是個基礎模組，僅提供了對HTTP請求的解析和響應框架。通過對該模組的瞭解，可以熟悉如何解析HTTP請求，窺探web服務的內部基礎。

該模組理解起來很容易，所以就沒寫例子，可以直接看註釋的原始碼。但在這之前，推薦先了解一下HTTP協議，《HTTP協議詳解》是一篇非常經典的文章。

## 
# @file $python27$\Lib\BaseHTTPServer.py
# @brief 解析HTTP請求，但未提供相應響應，是SimpleHTTPServer基礎模組
# @date 2015-02-11
# @remark 為減少字元量，檔案中的註釋和對理解無關的內容都被我刪除了，想詳細瞭解請見原檔案 


__version__ = "0.3"

# 出錯時響應給客戶端的預設html模板，%(***)s、%(***)d為字典型式
DEFAULT_ERROR_MESSAGE = """\
<head>
<title>Error response</title>
</head>
<body>
<h1>Error response</h1>
<p>Error code %(code)d.
<p>Message: %(message)s.
<p>Error code explanation: %(code)s = %(explain)s.
</body>
""" 


DEFAULT_ERROR_CONTENT_TYPE = "text/html"

# 字串到html的轉義
def _quote_html(html):
    return html.replace("&", "&amp;").replace("<", "&lt;").replace(">", "&gt;")

class HTTPServer(SocketServer.TCPServer):

    allow_reuse_address = 1    # 允許socket埠重用

    # 重寫了基類TCPServer的函式，多儲存了計算機名稱 

    def server_bind(self):
        SocketServer.TCPServer.server_bind(self)
        host, port = self.socket.getsockname()[:2]
        self.server_name = socket.getfqdn(host)     # 獲得計算機名稱
        self.server_port = port


class BaseHTTPRequestHandler(SocketServer.StreamRequestHandler):

    default_request_version = "HTTP/0.9"    # 預設時HTTP請求的版本

    # 解析HTTP請求的第一行，以及HTTP請求頭（該項由mimetools.Message類完成）
    def parse_request(self):
        self.command = None  # 儲存了HTTP請求方式，GET、POST...
        self.close_connection = 1
        requestline = self.raw_requestline.rstrip('\r\n')
        words = requestline.split() # HTTP請求第一行由三部分組成：方式、路徑、協議，如GET /index HTTP/1.1
        if len(words) == 3:
            command, path, version = words
            if version[:5] != 'HTTP/':
                self.send_error(400, "Bad request version (%r)" % version)
                return False
            try:
                base_version_number = version.split('/', 1)[1]
                version_number = base_version_number.split(".")
                if len(version_number) != 2:
                    raise ValueError
                version_number = int(version_number[0]), int(version_number[1])
            except (ValueError, IndexError):
                self.send_error(400, "Bad request version (%r)" % version)
                return False
            # HTTP1.0需要"Connection:keep-alive"才能支援KeepAlive，而HTTP1.1預設支援
            if version_number >= (1, 1) and self.protocol_version >= "HTTP/1.1":
                self.close_connection = 0
            if version_number >= (2, 0):
                self.send_error(505,
                          "Invalid HTTP Version (%s)" % base_version_number)
                return False
        elif len(words) == 2:       # 應該是為了支援HTTP/0.9吧
            ...
        elif not words:
            return False
        else:
            self.send_error(400, "Bad request syntax (%r)" % requestline)
            return False
        # 依次為：請求方式、請求相對路徑、請求協議
        self.command, self.path, self.request_version = command, path, version

        # 採用mimetools.Message類解析HTTP請求頭
        self.headers = self.MessageClass(self.rfile, 0)

        # 處理Connection，這在HTTP/1.0和HTTP/1.1上有區別
        conntype = self.headers.get('Connection', "")
        if conntype.lower() == 'close':
            self.close_connection = 1
        elif (conntype.lower() == 'keep-alive' and
              self.protocol_version >= "HTTP/1.1"):
            self.close_connection = 0
        return True

    # 處理單次HTTP請求
    def handle_one_request(self):
        try:
            # 讀取HTTP請求的第1行
            self.raw_requestline = self.rfile.readline(65537)
            if len(self.raw_requestline) > 65536:
                ...
                self.send_error(414)
                return
            if not self.raw_requestline:
                self.close_connection = 1
                return
            if not self.parse_request():    # 處理第1行請求，並處理HTTP請求頭
                return
            # 通過HTTP請求方式對映到上層相應的處理函式，如GET -> do_GET()，POST -> do_POST()
            mname = 'do_' + self.command
            if not hasattr(self, mname):
                ...
            method = getattr(self, mname)
            method()
            self.wfile.flush() # 將socket寫快取中的資料都發送出去
        except socket.timeout, e:
            self.log_error("Request timed out: %r", e)
            self.close_connection = 1
            return

    # serve_forever()中accept到socket後會丟到這個函式處理請求
    def handle(self):
        self.close_connection = 1

        # 非常奇怪的設計，因為現在HTTP請求版本為1.1，Connection: keep-alive，如果HTTP響應
        # 版本為1.1，則self.close_connection = 0，每個請求需要等待一會才結束
        self.handle_one_request()
        while not self.close_connection:
            self.handle_one_request()

    # 向客戶端響應請求錯誤
    def send_error(self, code, message=None):
        try:
            short, long = self.responses[code]
        except KeyError:
            short, long = '???', '???'
        if message is None:
            message = short
        explain = long
        self.log_error("code %d, message %s", code, message)
        content = (self.error_message_format %
                   {'code': code, 'message': _quote_html(message), 'explain': explain})
        self.send_response(code, message)
        self.send_header("Content-Type", self.error_content_type)
        self.send_header('Connection', 'close')
        self.end_headers()
        if self.command != 'HEAD' and code >= 200 and code not in (204, 304):
            self.wfile.write(content)

    error_message_format = DEFAULT_ERROR_MESSAGE
    error_content_type = DEFAULT_ERROR_CONTENT_TYPE

    # 進行HTTP響應，傳送響應第1行，包括三部分：版本、狀態碼、狀態訊息，例如“HTTP/1.0 200 OK”
    # 還發送部分響應頭，Server和Data
    def send_response(self, code, message=None):
        self.log_request(code)
        if message is None:
            if code in self.responses:
                message = self.responses[code][0]
            else:
                message = ''
        if self.request_version != 'HTTP/0.9':
            self.wfile.write("%s %d %s\r\n" %
                             (self.protocol_version, code, message))
            # print (self.protocol_version, code, message)
        self.send_header('Server', self.version_string())
        self.send_header('Date', self.date_time_string())

    # 傳送單個HTTP響應報頭
    def send_header(self, keyword, value):
        if self.request_version != 'HTTP/0.9':
            self.wfile.write("%s: %s\r\n" % (keyword, value))

        if keyword.lower() == 'connection':
            if value.lower() == 'close':
                self.close_connection = 1
            elif value.lower() == 'keep-alive':
                self.close_connection = 0

    # 傳送HTTP響應報頭結束後的空行
    def end_headers(self):
        if self.request_version != 'HTTP/0.9': self.wfile.write("\r\n")

    # 返回服務端版本號
    def version_string(self):
        return self.server_version + ' ' + self.sys_version

    protocol_version = "HTTP/1.0"       # 服務端響應時的HTTP協議
    MessageClass = mimetools.Message    # 解析HTTP請求報頭資訊類

    responses = {
        100: ('Continue', 'Request received, please continue'),
        101: ('Switching Protocols',
              'Switching to new protocol; obey Upgrade header'),
        ...
        }

# '__main__'
server_address = ('', 8000)
httpd = HTTPServer(server_address, BaseHTTPRequestHandler)
sa = httpd.socket.getsockname()
print "Serving HTTP on", sa[0], "port", sa[1], "..."
httpd.serve_forever()

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