Python全栈开发之17、tornado和web基础知识
2016-08-03 20:02
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一、web基础知识
学习web框架之前，先来看一下web基础知识，首先要明白其本质就是socket，用户对应一个socket客户端，但是如果从socket开始开发web应用程序那么效率太了，正确的做法是底层socket处理代码由专门的服务器软件实现，而对于真实开发中的python web程序来说也是一般会分为两部分：服务器程序和应用程序。服务器程序负责对socket服务器进行封装，并在请求到来时，先经过web服务器,对请求的各种数据进行整理封装。之后web服务器将封装好的数据传递给应用程序，应用程序并不涉及底层的socket，由应用程序负责具体的逻辑处理，但是上面就有一个问题，那就是如何来定义一个统一的web服务器和web应用程序之间接口格式，这个接口就是WSGI，WSGI（Web Server Gateway Interface）是一种规范，它定义了使用python编写的web app与web server之间接口格式。WSGI applications 可以是栈式的，这个栈的中间部分可以叫做中间件，两端是必须要实现的application和server。python标准库提供的独立WSGI服务器称为wsgiref。下面我们来看一下如何简单的自定义一个web框架。
二、自定义web框架
HTTP请求的所有输入信息都可以通过environ获得，HTTP响应的输出都可以通过
start_response()加上函数返回值作为Body。下面来看一下用最简单的wsgiref来实现一个web框架。
from wsgiref.simple_server import make_server
def application(environ, start_response):
start_response('200 OK', [('Content-Type', 'text/html')])
body = '<h1>hello {}</h1>'.format(environ['PATH_INFO'][1:] or 'web')
return [body.encode('utf-8')]
# return [b'<h1>Hello, web!</h1>'] # 这里需要注意格式
httpd = make_server('', 8000, application)
httpd.serve_forever()上面的东西写得太简单了，一个简单的框架还应该包括路由系统和模板引擎等基本的东西，下面我们来看一下如何自己来简单的实现一下加强版的web框架
from wsgiref.simple_server import make_server
import time
def new():
f = open('s1.html', 'r')
data = f.read()
f.close()
# 模拟模板引擎处理数据,将html里文件的item替换成其他数据
# 这里仅仅是用字符串的替换来最简单的说明下原理
new_data = data.replace("{{item}}", str(time.time()))
return new_data
def index():
f = open('index.html', 'r') //打开文件读取内容，将内容当作字符串返回给用户
data = f.read()
f.close()
return data
def home():
return 'home'
URLS = { # 定义一个字典，简单模拟路由系统
"/new": new, # 一个url对应一个函数处理
"/index": index,
"/home": home,
}
def application(environ, start_response):
start_response('200 OK', [('Content-Type', 'text/html')])
url = environ['PATH_INFO']
if url in URLS.keys(): # 不同的url执行不同的函数
func_name = URLS[url]
ret = func_name()
else:
ret = "404"
return [ret.encode('utf-8')] # 最后将结果返回
httpd = make_server('', 8000, application)
httpd.serve_forever()虽然上面的代码可以用简单的字符串进行替换，来动态的返回内容，但是效率极其的低下，最好的做法是使用jinja2模板引擎。至于如何使用，这里先不讲，先讲下tronadao，然后我们看一个真正的web框架是如何使用路由系统，和模板引擎。
三、tronado
虽然我们自己写框架，但是功能效率不行，这里看一下比较常见的web框架tronado，Tornado为python的一个非阻塞异步web frame，不同于那些最多只能达到10,000个并发连接的传统网络服务器，Tornado在设计之初就考虑到了性能因素，旨在解决C10K问题，这样的设计使得其成为一个拥有非常高性能的框架。此外，它还拥有处理安全性、用户验证、社交网络以及与外部服务（如数据库和网站API）进行异步交互的工具。下面来看一下最简单的hello，world，
import tornado.ioloop
import tornado.web
class MainHandler(tornado.web.RequestHandler):
def get(self):
self.write("Hello, world")
application = tornado.web.Application([
(r"/index", MainHandler),
])
if __name__ == "__main__":
application.listen(8888)
tornado.ioloop.IOLoop.instance().start()上述代码执行的具体过程如下：
第一步：执行脚本，监听 8888 端口
第二步：浏览器客户端访问 /index --> http://127.0.0.1:8888/index
第三步：服务器接受请求，并交由对应的类处理该请求
第四步：类接受到请求之后，根据请求方式（post / get / delete ...）的不同调用并执行相应的方法
第五步：方法返回值的字符串内容发送浏览器
一、路由系统
web框架其中一个关键的地方就是路由系统，路由系统说简单的就是，一个url对应一个类（其他框架里面可能对应的是函数），然后相应的类里面定义get，post等方法来处理不同的请求。而且tronado支持2级路由。下面来看一下代码实现import tornado.ioloop
import tornado.web
class MainHandler(tornado.web.RequestHandler):
def get(self):
self.write("Hello, world")
class StoryHandler(tornado.web.RequestHandler):
def get(self, story_id):
self.write("You requested the story " + story_id)
class BuyHandler(tornado.web.RequestHandler):
def get(self):
self.write("it.wxtrkbc.com/index")
application = tornado.web.Application([
(r"/index", MainHandler),
(r"/story/([0-9]+)", StoryHandler), # 后面的分页功能就是基于此实现的
])
application.add_handlers('it.wxtrkbc.com$', [ # 这里添加2级域名，实验的话需要改本地host
(r'/index', BuyHandler), # it.wxtrkbc.com:8888/index
])
if __name__ == "__main__":
application.listen(8888)
tornado.ioloop.IOLoop.instance().start()二、模板引擎
模板引擎说简单点就是将原本的html的某些内容用一些特殊的字符串代替，然后在处理用户的不同的请求时，将html的字符串替换掉，返回给用户新的一个字符串，这样就达到了动态的html的效果。Tornado的模板支持“控制语句”和“表达语句”，控制语句是使用{% 和 %}包起来的 例如
{% if len(items) > 2 %}。表达语句是使用 {{ 和 }}包起来的，例如
{{ items[0] }}。控制语句和对应的 Python 语句的格式基本完全相同。我们支持 if、
for、
while和
try，这些语句逻辑结束的位置需要用
{% end %} 做标记。还通过 extends和
block语句实现了模板继承，此外还可以自定义UIMethod以UIModule。下面我们来简单的看一下用法
首先看一下html文件
<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
<meta charset="UTF-8">
<title>Title</title>
<link href="static/s1.css" rel="stylesheet"/>
<script src="static/s1.js"></script>
</head>
<body>
<div>
<h2>提交内容</h2>
<form method="post" action="/index">
<input type="text" name="xxx">
<input type="submit" value="提交">
</form>
<h2>显示内容</h2>
<ul>
{% for item in inp %} //for循环
<li>{{item}}</li>
{% end %}
</ul>
<h3>{{npm}}</h3>
<h3>{{func(npm)}}</h3> // 自定义UIMethod
<h3>{% module custom() %}</h3> // 自定义UIModule
</div>
</body>
</html>下面来看一下py文件
import tornado.web
import tornado_s1.uimodule as md
from tornado_s1 import uimethod as mt
INPUT_LIST = [11, 22
class MainHandler(tornado.web.RequestHandler):
def get(self):
self.render("s1.html", npm='NPM', inp=INPUT_LIST)
def post(self):
username = self.get_argument('xxx', None)
INPUT_LIST.append(username)
self.render("s1.html", npm='NPM', inp=INPUT_LIST)
settings = {
'template_path': 'template',
'static_path': 'static',
# 'static_url_prefix': '/ss/',
'ui_methods': mt,
'ui_modules': md,
}
application = tornado.web.Application([(r"/index", MainHandler), ], **settings)
if __name__ == "__main__":
application.listen(8888)
tornado.ioloop.IOLoop.instance().start()最后来看一下自定义的module和method，这里只是简单的演示，所以代码比较简单
uimethod.py def func(self, arg): return arg.lower() uimodule.py from tornado.web import UIModule from tornado import escape class custom(UIModule): def render(self, *args, **kwargs): return '123'
三、模板继承和静态缓存
将一些公用的html，css等写到通用的文件，然后通过继承，就可以获取母板的内容，而继承的html里面只需要写特有的东西，模板继承的功能非常实用，而静态缓存则可以减少相应的请求资源，下面来看一下具体怎么用这里我就只简单看一下html文件<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
<meta charset="UTF-8">
<link href="{{static_url('css/chouti.css')}}" type="text/css" rel="stylesheet"> // 通过static_url引用静态文件
{% block css %} {% end %}
</head>
<body>
<div class="header">
<div class="header-content">
{% if user_info['is_login'] %}
<div class="account">
<a href="#">{{user_info['username']}}</a>
<a href="/logout">退出</a>
</div>
{% else %}
<div class="account">
<a href="http://127.0.0.1:8888/register">注册</a>
<a href="http://127.0.0.1:8888/login">登陆</a>
</div>
{% end %}
</div>
</div>
<div class="content">
{% block body %}
{% end %}
</div>
<a class="back-to-head" href="javascript:scroll(0,0)"></a>
{% block js %} {% end %}
<script>
</script>
</body>
</html>下面来看一下子模板的html文件
{% extends '../base/layout.html' %}
{% block css %}
<link href="{{static_url('css/css/common.css')}}" rel="stylesheet">
<link href="{{static_url('css/css/login.css')}}" rel="stylesheet">
{% end %}
{% block body %}
{% end %}
{% block js %}
<script src="{{static_url('js/jquery-1.12.4.js')}}"></script>
<script src="{{static_url('js/login.js')}}"></script>
{% end %}下面来简单的说以下tronado模板引擎的编译原理，具体的实现原理等后面有时间再来补充，
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