一起寫一個 Web 伺服器（2）
轉自：http://python.jobbole.com/81523/
還記得嗎？在本系列第一部分我問過你：“怎樣在你的剛完成的WEB伺服器下執行 Django 應用、Flask 應用和 Pyramid 應用？在不單獨修改伺服器來適應這些不同的WEB框架的情況下。”往下看，來找出答案。
過去，你所選擇的一個Python Web框架會限制你選擇可用的Web伺服器，反之亦然。如果框架和伺服器設計的是可以一起工作的，那就很好：
但是，當你試著結合沒有設計成可以一起工作的伺服器和框架時，你可能要面對（可能你已經面對了）下面這種問題:
基本上，你只能用可以在一起工作的部分，而不是你想用的部分。
那麼，怎樣確保在不修改Web伺服器和Web框架下，用你的Web伺服器執行不同的Web框架？答案就是Python Web伺服器閘道器介面（或者縮寫為WSGI，讀作“wizgy”）。
WSGI允許開發者把框架的選擇和伺服器的選擇分開。現在你可以真正地混合、匹配Web伺服器和Web框架了。例如，你可以在Gunicorn或者Nginx/uWSGI或者Waitress上面執行Django，Flask，或Pyramid。真正的混合和匹配喲，感謝WSGI伺服器和框架兩者都支援：
就這樣，WSGI成了我在本系列第一部分和本文開頭重複問的問題的答案。你的Web伺服器必須實現WSGI介面的伺服器端，所有的現代Python Web框架已經實現 了WSGI介面的框架端了，這就讓你可以不用修改伺服器程式碼，適應某個框架。
現在你瞭解了Web伺服器和WEb框架支援的WSGI允許你選擇一對兒合適的（伺服器和框架），它對伺服器和框架的開發者也有益，因為他們可以專注於他們特定的領域，而不是越俎代庖。其他語言也有相似的介面：例如，Java有Servlet API，Ruby有Rack。
一切都還不錯，但我打賭你會說：“秀程式碼給我看！” 好吧，看看這個漂亮且簡約的WSGI伺服器實現：
Python# Tested with Python 2.7.9, Linux & Mac OS X import socket import StringIO import sys class WSGIServer(object): address_family = socket.AF_INET socket_type = socket.SOCK_STREAM request_queue_size = 1 def __init__(self, server_address): # Create a listening socket self.listen_socket = listen_socket = socket.socket( self.address_family, self.socket_type ) # Allow to reuse the same address listen_socket.setsockopt(socket.SOL_SOCKET, socket.SO_REUSEADDR, 1) # Bind listen_socket.bind(server_address) # Activate listen_socket.listen(self.request_queue_size) # Get server host name and port host, port = self.listen_socket.getsockname()[:2] self.server_name = socket.getfqdn(host) self.server_port = port # Return headers set by Web framework/Web application self.headers_set = [] def set_app(self, application): self.application = application def serve_forever(self): listen_socket = self.listen_socket while True: # New client connection self.client_connection, client_address = listen_socket.accept() # Handle one request and close the client connection. Then # loop over to wait for another client connection self.handle_one_request() def handle_one_request(self): self.request_data = request_data = self.client_connection.recv(1024) # Print formatted request data a la 'curl -v' print(''.join( '< {line}\n'.format(line=line) for line in request_data.splitlines() )) self.parse_request(request_data) # Construct environment dictionary using request data env = self.get_environ() # It's time to call our application callable and get # back a result that will become HTTP response body result = self.application(env, self.start_response) # Construct a response and send it back to the client self.finish_response(result) def parse_request(self, text): request_line = text.splitlines()[0] request_line = request_line.rstrip('\r\n') # Break down the request line into components (self.request_method, # GET self.path, # /hello self.request_version # HTTP/1.1 ) = request_line.split() def get_environ(self): env = {} # The following code snippet does not follow PEP8 conventions # but it's formatted the way it is for demonstration purposes # to emphasize the required variables and their values # # Required WSGI variables env['wsgi.version'] = (1, 0) env['wsgi.url_scheme'] = 'http' env['wsgi.input'] = StringIO.StringIO(self.request_data) env['wsgi.errors'] = sys.stderr env['wsgi.multithread'] = False env['wsgi.multiprocess'] = False env['wsgi.run_once'] = False # Required CGI variables env['REQUEST_METHOD'] = self.request_method # GET env['PATH_INFO'] = self.path # /hello env['SERVER_NAME'] = self.server_name # localhost env['SERVER_PORT'] = str(self.server_port) # 8888 return env def start_response(self, status, response_headers, exc_info=None): # Add necessary server headers server_headers = [ ('Date', 'Tue, 31 Mar 2015 12:54:48 GMT'), ('Server', 'WSGIServer 0.2'), ] self.headers_set = [status, response_headers + server_headers] # To adhere to WSGI specification the start_response must return # a 'write' callable. We simplicity's sake we'll ignore that detail # for now. # return self.finish_response def finish_response(self, result): try: status, response_headers = self.headers_set response = 'HTTP/1.1 {status}\r\n'.format(status=status) for header in response_headers: response += '{0}: {1}\r\n'.format(*header) response += '\r\n' for data in result: response += data # Print formatted response data a la 'curl -v' print(''.join( '> {line}\n'.format(line=line) for line in response.splitlines() )) self.client_connection.sendall(response) finally: self.client_connection.close() SERVER_ADDRESS = (HOST, PORT) = '', 8888 def make_server(server_address, application): server = WSGIServer(server_address) server.set_app(application) return server if __name__ == '__main__': if len(sys.argv) < 2: sys.exit('Provide a WSGI application object as module:callable') app_path = sys.argv[1] module, application = app_path.split(':') module = __import__(module) application = getattr(module, application) httpd = make_server(SERVER_ADDRESS, application) print('WSGIServer: Serving HTTP on port {port} ...\n'.format(port=PORT)) httpd.serve_forever()| 123456789101112131415161718192021222324252627282930313233343536373839404142434445464748495051525354555657585960616263646566676869707172737475767778798081828384858687888990919293949596979899100101102103104105106107108109110111112113114115116117118119120121122123124125126127128129130131132133134135136137138139140141142143 | # Tested with Python 2.7.9, Linux & Mac OS XimportsocketimportStringIOimportsysclassWSGIServer(object):address_family=socket.AF_INETsocket_type=socket.SOCK_STREAMrequest_queue_size=1def__init__(self,server_address):# Create a listening socketself.listen_socket=listen_socket=socket.socket(self.address_family,self.socket_type)# Allow to reuse the same addresslisten_socket.setsockopt(socket.SOL_SOCKET,socket.SO_REUSEADDR,1)# Bindlisten_socket.bind(server_address)# Activatelisten_socket.listen(self.request_queue_size)# Get server host name and porthost,port=self.listen_socket.getsockname()[:2]self.server_name=socket.getfqdn(host)self.server_port=port# Return headers set by Web framework/Web applicationself.headers_set=[]defset_app(self,application):self.application=applicationdefserve_forever(self):listen_socket=self.listen_socketwhileTrue:# New client connectionself.client_connection,client_address=listen_socket.accept()# Handle one request and close the client connection. Then# loop over to wait for another client connectionself.handle_one_request()defhandle_one_request(self):self.request_data=request_data=self.client_connection.recv(1024)# Print formatted request data a la 'curl -v'print(''.join('< {line}\n'.format(line=line)forline inrequest_data.splitlines()))self.parse_request(request_data)# Construct environment dictionary using request dataenv=self.get_environ()# It's time to call our application callable and get# back a result that will become HTTP response bodyresult=self.application(env,self.start_response)# Construct a response and send it back to the clientself.finish_response(result)defparse_request(self,text):request_line=text.splitlines()[0]request_line=request_line.rstrip('\r\n')# Break down the request line into components(self.request_method,# GETself.path,# /helloself.request_version# HTTP/1.1)=request_line.split()defget_environ(self):env={}# The following code snippet does not follow PEP8 conventions# but it's formatted the way it is for demonstration purposes# to emphasize the required variables and their values## Required WSGI variablesenv['wsgi.version']=(1,0)env['wsgi.url_scheme']='http'env['wsgi.input']=StringIO.StringIO(self.request_data)env['wsgi.errors']=sys.stderrenv['wsgi.multithread']=Falseenv['wsgi.multiprocess']=Falseenv['wsgi.run_once']=False# Required CGI variablesenv['REQUEST_METHOD']=self.request_method# GETenv['PATH_INFO']=self.path# /helloenv['SERVER_NAME']=self.server_name# localhostenv['SERVER_PORT']=str(self.server_port)# 8888returnenvdefstart_response(self,status,response_headers,exc_info=None):# Add necessary server headersserver_headers=[('Date','Tue, 31 Mar 2015 12:54:48 GMT'),('Server','WSGIServer 0.2'),]self.headers_set=[status,response_headers+server_headers]# To adhere to WSGI specification the start_response must return# a 'write' callable. We simplicity's sake we'll ignore that detail# for now.# return self.finish_responsedeffinish_response(self,result):try:status,response_headers=self.headers_setresponse='HTTP/1.1 {status}\r\n'.format(status=status)forheader inresponse_headers:response+='{0}: {1}\r\n'.format(*header)response+='\r\n'fordata inresult:response+=data# Print formatted response data a la 'curl -v'print(''.join('> {line}\n'.format(line=line)forline inresponse.splitlines()))self.client_connection.sendall(response)finally:self.client_connection.close()SERVER_ADDRESS=(HOST,PORT)='',8888defmake_server(server_address,application):server=WSGIServer(server_address)server.set_app(application)returnserverif__name__=='__main__':iflen(sys.argv)<2:sys.exit('Provide a WSGI application object as module:callable')app_path=sys.argv[1]module,application=app_path.split(':')module=__import__(module)application=getattr(module,application)httpd=make_server(SERVER_ADDRESS,application)print('WSGIServer: Serving HTTP on port {port} ...\n'.format(port=PORT))httpd.serve_forever() |
它明顯比本系列第一部分中的伺服器程式碼大，但為了方便你理解，而不陷入具體細節，它也足夠小了（只有150行不到）。上面的伺服器還做了別的事 – 它可以執行你喜歡的Web框架寫的基本的Web應用，可以是Pyramid，Flask，Django，或者其他的Python WSGI框架。
不信？自己試試看。把上面的程式碼儲存成webserver2.py或者直接從Github上下載。如果你不帶引數地直接執行它，它就會報怨然後退出。
Python$ python webserver2.py Provide a WSGI application object as module:callable| 12 | $python webserver2.pyProvideaWSGI application objectasmodule:callable |
它真的想給Web框架提供服務，從這開始有趣起來。要執行伺服器你唯一需要做的是安裝Python。但是要執行使用Pyramid，Flask，和Django寫的應用，你得先安裝這些框架。一起安裝這三個吧。我比較喜歡使用virtualenv。跟著以下步驟來建立和啟用一個虛擬環境，然後安裝這三個Web框架。
Python$ [sudo] pip install virtualenv $ mkdir ~/envs $ virtualenv ~/envs/lsbaws/ $ cd ~/envs/lsbaws/ $ ls bin include lib $ source bin/activate (lsbaws) $ pip install pyramid (lsbaws) $ pip install flask (lsbaws) $ pip install django| 12345678910 | $[sudo]pip install virtualenv$mkdir~/envs$virtualenv~/envs/lsbaws/$cd~/envs/lsbaws/$lsbininclude lib$source bin/activate(lsbaws)$pip install pyramid(lsbaws)$pip install flask(lsbaws)$pip install django |
此時你需要建立一個Web應用。我們先拿Pyramid開始吧。儲存以下程式碼到儲存webserver2.py時相同的目錄。命名為pyramidapp.py。或者直接從Github上下載：
Pythonfrom pyramid.config import Configurator from pyramid.response import Response def hello_world(request): return Response( 'Hello world from Pyramid!\n', content_type='text/plain', ) config = Configurator() config.add_route('hello', '/hello') config.add_view(hello_world, route_name='hello') app = config.make_wsgi_app()| 1234567891011121314 | frompyramid.config importConfiguratorfrompyramid.response importResponsedefhello_world(request):returnResponse('Hello world from Pyramid!\n',content_type='text/plain',)config=Configurator()config.add_route('hello','/hello')config.add_view(hello_world,route_name='hello')app=config.make_wsgi_app() |
現在你已經準備好用完全屬於自己的Web伺服器來執行Pyramid應用了：
Python(lsbaws) $ python webserver2.py pyramidapp:app WSGIServer: Serving HTTP on port 8888 ...| 12 | (lsbaws)$python webserver2.py pyramidapp:appWSGIServer:Serving HTTP on port8888... |
剛才你告訴你的伺服器從python模組‘pyramidapp’中載入可呼叫的‘app’，現在你的伺服器準備好了接受請求然後轉發它們給你的Pyramid應用。目前應用只處理一個路由：/hello 路由。在瀏覽器裡輸入http://localhost:8888/hello地址，按回車鍵，觀察結果：
你也可以在命令列下使用‘curl’工具來測試伺服器：
Python$ curl -v http://localhost:8888/hello ...| 12 | $curl-vhttp://localhost:8888/hello... |
檢查伺服器和curl輸出了什麼到標準輸出。
現在弄Flask。按照相同的步驟。
Pythonfrom flask import Flask from flask import Response flask_app = Flask('flaskapp') @flask_app.route('/hello') def hello_world(): return Response( 'Hello world from Flask!\n', mimetype='text/plain' ) app = flask_app.wsgi_app| 12345678910111213 | fromflask importFlaskfromflask importResponseflask_app=Flask('flaskapp')@flask_app.route('/hello')defhello_world():returnResponse('Hello world from Flask!\n',mimetype='text/plain')app=flask_app.wsgi_app |
儲存以上程式碼為flaskapp.py或者從Github上下載它。然後像這樣執行伺服器：
Python(lsbaws) $ python webserver2.py flaskapp:app WSGIServer: Serving HTTP on port 8888 ...| 12 | (lsbaws)$python webserver2.py flaskapp:appWSGIServer:Serving HTTP on port8888... |
現在在瀏覽器裡輸入http://localhost:8888/hello然後按回車：
再一次，試試‘curl’，看看伺服器返回了一條Flask應用產生的訊息：
Python$ curl -v http://localhost:8888/hello ...| 12 | $curl-vhttp://localhost:8888/hello... |
伺服器也能處理Django應用嗎？試試吧！儘管這有點複雜，但我還是推薦克隆整個倉庫，然後使用djangoapp.py，它是GitHub倉庫的一部分。以下的原始碼，簡單地把Django ‘helloworld’ 工程（使用Django的django-admin.py啟動專案預建立的）新增到當前Python路徑，然後匯入了工程的WSGI應用。
Pythonimport sys sys.path.insert(0, './helloworld') from helloworld import wsgi app = wsgi.application
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