框架1

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2024-09-13 12:24:57 207人阅读

目的

实现一个简单的web框架只实现rest(有一整套严格的规范)

常见框架有 : Rails pyramid bottle web.py flask

理解框架实现原理

动态网页的发展历程
最早的时候,web就是一些静态文件

最早的动态页面是CGI实现的(动态生成返回的内容)

CGI怎么工作？

当请求一个地址的时候,http服务器就会启动一个外部程序,并且把外部程序的输出返回给用户。

CGI协议规范了http和外部程序的通信方式
通信方式：
输入：通过环境变量 http设置环境变量
输出：通过标准输出 http服务器截获外部程序的输出作为输出的

CGI缺陷：并发模式是多进程(每一次请求都启动一个进程),而且进程由http服务器管理造成效

率低(http不仅要提供服务,还要提供进程管理)，崩溃的时候处理起来很麻烦,造成性能低下。

使用CGI开发并不慢

CGI发展--->FastCGI(把进程管理交给其他的后台服务来处理)
所以http只需要和FastCGI 通信就行了

http服务器只需要把http协议转化成fastCGI协议,然后通过socket
发送给fastCGI daemon(后台进程)

例如：php fmp

使得并发模型变得多种多样(perl线程池,php进程池)，进程管理由fastCGI实现

http服务器只需要管理http请求和响应就行了

单一原则：只做擅长的事情

PEP3333定义WSGI
另一个发展方向-->wsgi通用web服务网关接口
分成两部分：容器(也有叫网关或服务器) 容器实现协议转换http-->WSGI
应用处理业务逻辑

容器和应用怎么通信？
FastCGI --> 通过socket通信

uWSGI 是一个WSGI的容器
WSGI的容器和应用通过函数调用通信

什么时候？
同一个进程内才能经过函数调用来通信

也就是说WSGI容器和引用必须是跑在同一进程/线程内的

并不是同一进程就不能实现多进程

类比

FastCGI:可以理解http服务器就是容器,Fast daemon就是应用
二者之间通过socket通信

gunicorn uWSGI 容器都可以实现多进程
多线程协程见WSGI官网或者PEP3333

一个WSGI application 应该是一个callable对象

 1 def application(environ,start_response): # 传递的参数有规定:环境 回调函数
 2     body=‘hello,world‘
 3     status =‘200 ok‘   ---http协议状态码的规范
 4     headers=[
 5        (‘content-type‘,‘text/plain‘),  # 每一项都是一个二元组
 6        (‘content-length‘,str(len(body)))  #头信息必须都是 str
 7     ]
 8     start_response(status,headers)  # 代表开始响应了    返回头部信息
 9     return [body.encode()]  可以传递多行 ---WSGI解析的时候是迭代的,所以返回列表
10                    要是bytes的可迭代对象

http是支持流式处理使用yield也可以

此时是跑不起来的因为没有容器
python标准库里面有容器的实现 wsgiref 传递的应用必须要是一个可调用对象

1 if __name__ == ‘__main__‘:
2     from wsgiref.simple_server import make_server 创建容器的实例
3     server=make_server(‘0.0.0.0‘,3000,application)
4     try:
5         server.server_forver()
6     except KeyboardInterrupt:
7         server.shutdown()

View Code

environ 请求的内容是一个字典本地的和服务端的信息都在里面
start_response 必须是callable对象代表开始响应

output分为两部分 start_response是返回头部信息

return是返回body体

environ和start_response两个参数都是容器传进来的

gunicron -b 0.0.0.0 文件名:应用名
--threads INT
--help

开发的时候用wsgiref使用方便生产的用gunicron性能好

QUERY_STRING 里面存储的是用户传递来的参数
127.0.0.1:5000/?name=wanglei&age=15 -->qs = name=wanglei&age=15 解析这些东西就可以得到参数了

environ.get(‘QUERY_STRING‘) # 获得 qs

怎么解析？

解析出来的值是list，因为可能存在多个值

from urllib.parse import parse_qs

def application(environ, start_response):
    parm = parse_qs(environ.get(‘QUERY_STRING‘)) # 解析出来的是字典
    name = parm.get(‘name‘, [‘unknown‘])[0]  # 因为得到的是一个列表
    body = "hello,world {}".format(name)
    status = ‘200 ok‘
    headers = [(‘content-type‘, ‘text/html‘), 
               (‘content-length‘, str(len(body)))
               ]
    start_response(status, headers)
    return [body.encode()]

http://127.0.0.1:9000/hell0/?name=wanglei&age=22

parse_qs(‘name=wanglei&age=13&name=duan‘)
{‘age‘:[13],‘name‘:[‘wanglei‘,‘duan‘]}

结果---> hello,world wanglei

这样是比较危险的可能产生XSS攻击

http://127.0.0.1:9000/hell0/?name=<script type=‘text/javascript‘>alert(‘fuck it‘);</script>

技术分享

 1 from urllib.parse import parse_qs
 2 from html import escape
 3 
 4 
 5 def application(environ, start_response):
 6     parm = parse_qs(environ.get(‘QUERY_STRING‘))
 7     name = parm.get(‘name‘, ‘unknown‘)[0]
 8     body = "hello,world {}".format(escape(name)) # 进行转义
 9     status = ‘200 ok‘
10     headers = [(‘content-type‘, ‘text/html‘),
11                (‘content-length‘, str(len(body)))
12                ]
13     start_response(status, headers)
14     return [body.encode()]

网页结果:

技术分享

就会进行转义把它当做普通的文本处理

通过qs 就可以实现客户端和服务端通信

层次太低太底层的系统,需要进行封装

可以将environ 抽象成 request对象
将start_response和return抽象成response对象

封装Request对象

import os

class Request:
    def __init__(self, environ):
        self.params = parse_qs(environ.get(‘QUERY_STRING‘)) # 参数
        self.path = environ.get(‘PATH_INFO‘)
        self.method = environ.get(‘REQUEST_METHOD‘) # 请求方法
        self.body = environ.get(‘wsgi.input‘) # body内容
        self.headers = {}
        server_env = os.environ
        for k, v in environ.items(): # headers
            if k not in server_env.keys(): # 过滤掉服务器端的信息
                self.headers[k.lower()] = v

def application(environ, start_response):
    request = Request(environ)
    name = request.params.get(‘name‘, [‘unknown‘])[0]
    body = "hello,world {}".format(escape(name))
    status = ‘200 ok‘
    headers = [(‘content-type‘, ‘text/html‘),
               (‘content-length‘, str(len(body)))
               ]
    start_response(status, headers)
    return [body.encode()]

封装Response对象

class Response:
    STATUS={
          200:‘ok‘
          404:‘Not found‘
    }
    def __init__(self, body=None):
        if body is None:
            self.body=‘‘
        self.body = body
        self.status=‘200 ok‘
        self.headers={
            ‘content-type‘:‘text/html‘,
             ‘content-length‘:‘str(len(body))‘
        }

    def set_body(self,body):
        self.body=body
        self.headers[‘content-length‘]=str(len(self.body))

　　　def set_header(self,name,value):
　　　　　　self.headers[name]=value

def set_status(self,status_code):
        if status_code in self.STATUS.keys():
            self.status=‘{} {}‘.format(status_code,self.STATUS[status_code])def set_header(self,name,value):
        self.headers[name]=value

    def __call__(self,start_response):
        start_response(self.status,[(k,v) for k,v in self.headers.items()]) # 列表解析生成 headers
        return [self.body.encode()]

def application(environ, start_response):
    request=Request(environ)
    name = request.parms.get(‘name‘, [‘None‘])[0]
    body = "hello,world %s" % escape(name)
    return Response(body)(start_response) # 返回给容器

def set_status(self,status_code,status_text=‘‘):
    self.status=‘{} {}‘.format(status_code,self.STATUS.get(status_code,status_text))
        允许非标准的状态码

为什么要用__call__? 最后返回给容器要是一个可调用对象

很显然不能这么简单的封装

使用webob 类似 flask里面的werzeug都是对请求和响应的封装

webob 现在是 pylons的一个子项目国外流行

webob不是web框架，只是以面向对象的方式封装WSGI
请求和响应只做这一件事

非标状态码 Nginx 499
request.parms.getall() 返回所有的而get 返回最后一个

from webob import Request, Response

def application(environ, start_response):
    request = Request(environ)
    name = request.params.get(‘name‘, ‘unknown‘) # 有多个值返回最后一个
    body = "hello,world {}".format(name)
    return Response(body)(environ,start_response) # 使用webob 返回的时候要加入 environ 和start_response 两个参数

webob提供了一个装饰器

以前:

from webob import Request, Response

def application(environ, start_response):
    request = Request(environ)
    name = request.params.get(‘name‘, ‘unknown‘)
    body = "hello,world {}".format(name)
    return Response(body)(environ,start_response)

现在:

from webob import Request, Response
from webob.dec import wsgify

@wsgify
def app1(request: Request) -> Response:
    name = request.params.get(‘name‘, ‘unknown‘)
    body = "hello,world {}".format(name)
    return Response(body)

小图标问题

@wsgify
def app1(request: Request) -> Response:
    if request.path == ‘/favicon.ico‘:
        resp = Response(content_type=‘img/x-icon‘) # 小图标的content_type
        resp.body_file = open(‘./favicon.ico‘, ‘rb‘) # 图片不能使用 utf8来解析 所以图片一定要是rb模式
        return resp
    name = request.params.get(‘name‘, ‘unknown‘)
    body = "hello,world {}".format(escape(name))
    return Response(body)

或者

@wsgify
def app1(request: Request) -> Response:
    if request.path == ‘/favicon.ico‘:  
        with open(‘./favicon.ico‘,‘rb‘) as f:  
            resp = Response(body=f.read(),content_type=‘img/x-icon‘)
            return resp
    name = request.params.get(‘name‘, ‘unknown‘)
    body = "hello,world {}".format(escape(name))
    return Response(body)

显然以这种方式来匹配url不靠谱

怎么处理路由

@wsgify
def app1(request: Request) -> Response:
    if request.path == ‘/favicon.ico‘:
        return favicon(request)
    if request.path.endswith() == ‘/hello‘:
        return hello(request)
    if request.path.startswith() == ‘/‘:
        return index(request)

def index(request):
    return Response("index page")

def hello(request):
    name = request.params.get(‘name‘, ‘unknown‘)
    body = "hello,world {}".format(escape(name))
    return Response(body)

@wsgify  # 使用正则
def app1(request: Request) -> Response:
    if re.match(r‘^/favicon$‘, request.path):
        return favicon(request)
    if re.match(r‘^/hello/$‘, request.path):
        return hello(request)
    if re.match(r‘/$‘, request.path):
        return index(request)

用类来重写application

from webob import Response
from webob.dec import wsgify
import re


class Application:
    def __init__(self):
        self.routes = []

    def route(self, rules, handler):
        self.routes.append((rules, handler))

    @wsgify
    def __call__(self, request):
        for rule,handler in self.routes:
            if re.match(rule,request.path):
                return handler(request)


def index(request):
    return Response("index page")


def hello(request):
    name = request.params.get(‘name‘, ‘unknown‘)
    body = "hello,world {}".format(ename)
    return Response(body)


def favicon(request):
    with open(‘./favicon.ico‘, ‘rb‘) as f:
        resp = Response(body=f.read(), content_type=‘img/x-icon‘)
        return resp


if __name__ == ‘__main__‘:
    from wsgiref.simple_server import make_server

    application=Application()  
    application.route(r‘/favicon.ico‘,favicon)  # 注册路由
    application.route(r‘/hello‘,hello)
    application.route(r‘/$‘,index)
    server = make_server(‘0.0.0.0‘, 9000, application)
    try:
        server.serve_forever()
    except KeyboardInterrupt:
        server.shutdown()

实现装饰器来注册路由

from webob import Response
from collections import namedtuple
from webob.dec import wsgify
import re

Route = namedtuple(‘Route‘, (‘pattern‘, ‘methods‘, ‘handler‘))


class Application:
    def __init__(self):
        self.routes = []

    def _route(self, rules, methods, handler):
        self.routes.append(Route(rules, methods, handler))

    def router(self, pattern, methods=None):
        if methods is None:            # 不传递该参数表示可以是任意方法
            methods = [‘GET‘, ‘POST‘, ‘HEAD‘, ‘OPTION‘, ‘DELETE‘,‘HEAD‘,‘PUT‘]
        def dec(handler):
            self._route(pattern, methods, handler)
            return handler
        return dec

    @wsgify
    def __call__(self, request):
        for route in self.routes:
            if request.method in route.methods or request.method==route.methods:
                if re.match(route.pattern, request.path):
                    return route.handler(request)

app = Application()

@app.router(r‘/‘, methods=‘GET‘)
def index(request):
    return Response("index page")


@app.router(r‘hello‘, methods=‘GET‘)
def hello(request):
    name = request.params.get(‘name‘, ‘unknown‘)
    body = "hello,world {}".format(escape(name))
    return Response(body)


@app.router(r‘favicon‘)
def favicon(request):
    with open(‘./favicon.ico‘, ‘rb‘) as f:
        resp = Response(body=f.read(), content_type=‘img/x-icon‘)
        return resp


if __name__ == ‘__main__‘:
    from wsgiref.simple_server import make_server

    server = make_server(‘0.0.0.0‘, 9000, app)
    try:
        server.serve_forever()
    except KeyboardInterrupt:
        server.shutdown()

预先将正则表达式编译好
from webob import Response
from collections import namedtuple
from webob.dec import wsgify
import re

Route = namedtuple(‘Route‘, (‘pattern‘, ‘methods‘, ‘handler‘))


class Application:
    def __init__(self):
        self.routes = []

    def _route(self, rules, methods, handler):
        self.routes.append(Route(re.compile(rules), methods, handler))

    def router(self, pattern, methods=None):
        if methods is None:
            methods = [‘GET‘, ‘POST‘, ‘HEAD‘, ‘OPTION‘, ‘DELETE‘, ‘HEAD‘]
        def dec(fn):
            self._route(pattern, methods, fn)
            return fn

        return dec

    @wsgify
    def __call__(self, request):
        for route in self.routes:
            if request.method in route.methods or request.method == route.methods:
                if route.pattern.match(request.path):
                    return route.handler(request)

app = Application()

@app.router(r‘^/$‘, methods=‘GET‘)
def index(request):
    return Response("index page")


@app.router(r‘^/hello$‘, methods=‘GET‘)
def hello(request):
    name = request.params.get(‘name‘, ‘unknown‘)
    body = "hello,world {}".format(name)
    return Response(body)


@app.router(r‘favicon‘)
def favicon(request):
    with open(‘./favicon.ico‘, ‘rb‘) as f:
        resp = Response(body=f.read(), content_type=‘img/x-icon‘)
        return resp

if __name__ == ‘__main__‘:
    from wsgiref.simple_server import make_server

    server = make_server(‘0.0.0.0‘, 9000, app)
    try:
        server.serve_forever()
    except KeyboardInterrupt:
        server.shutdown()

如果想要将app一些全局的东西传递进来

from webob import Response
from collections import namedtuple
from webob.dec import wsgify
import re

Route = namedtuple(‘Route‘, (‘pattern‘, ‘method‘, ‘handler‘))

class Application:
    def __init__(self, **options):
        self.routes = []
        self.options = options  # 将要传递的参数 保存在 options里面

    def _route(self, rules, methods, handler):
        self.routes.append(Route(re.compile(rules), methods, handler))

    def router(self, pattern, methods=None):
        if methods is None:
            methods = [‘GET‘, ‘POST‘, ‘HEAD‘, ‘OPTION‘, ‘DELETE‘, ‘HEAD‘]
        def dec(fn):
            self._route(pattern, methods, fn)
            return fn

        return dec

    @wsgify
    def __call__(self, request):
        for route in self.routes:
            if request.method in route.methods or request.method == route.methods:
                if route.pattern.match(request.path):
                    return route.handler(request, self) # 将对象本身传递进视图函数


app = Application(debug=True)  # 如果想要传递一些全局的变量到 视图里面


@app.router(r‘^/$‘, methods=‘GET‘)
def index(request, ap):
    if ap.options.get(‘debug‘): # 根据传递进来的参数做一些事情
        for k, v in request.headers.items(): 
            print(‘{}===>{}‘.format(k, v))
    return Response("index page")


@app.router(r‘^/hello$‘, methods=‘GET‘)
def hello(request, ap):
    name = request.params.get(‘name‘, ‘unknown‘)
    body = "hello,world {}".format(name)
    return Response(body)


@app.router(r‘^/favicon$‘)
def favicon(request, ap):
    with open(‘./favicon.ico‘, ‘rb‘) as f:
        resp = Response(body=f.read(), content_type=‘img/x-icon‘)
        return resp


if __name__ == ‘__main__‘:
    from wsgiref.simple_server import make_server

    server = make_server(‘0.0.0.0‘, 9000, app)
    try:
        server.serve_forever()
    except KeyboardInterrupt:
        server.shutdown()

是不是单线程看容器这样写应用就不需要关注多进程多线程等

gunicron -w 8 8个进程

web框架主要功能
request解析
Response封装
路由

rest 是不处理cookie和session 模板等

路由是web框架最重要的部分

exc 里面都是异常,基本上每一个对应一个状态码

exc.HTTPTemporaryRedirect(location)
临时跳转

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