【轉(zhuǎn)載】一起寫一個(gè) Web 服務(wù)器(1)

有天一個(gè)女士出門散步狸眼，路過一個(gè)建筑工地泌射，看到三個(gè)男人在干活。她問第一個(gè)男人，“你在干什么呢钧大？”读规，第一個(gè)男人被問得很煩宜咒，咆哮道幌绍，“你沒看到我在碼磚嗎？”趾牧。她對回答不滿意检盼，然后問第二個(gè)男人他在干什么。第二個(gè)男人回答翘单，“我正在砌墻”吨枉，然后轉(zhuǎn)移注意力到第一個(gè)男人，他說哄芜，“嘿貌亭，你碼過頭了，你要把最后一塊磚拿掉认臊∑酝ィ”。她還是對回答不滿意，然后問第三個(gè)男人在干什么剧腻。第三個(gè)男人仰望著天空對她說拘央，“我正在建造世界上最大的教堂∈樵冢”灰伟。當(dāng)他站在那里仰望天空的時(shí)候，另外兩個(gè)男人開始爭論磚位置不對的問題儒旬。第三個(gè)男人轉(zhuǎn)向前兩個(gè)男人說栏账，“嘿，伙計(jì)們栈源，別擔(dān)心那塊磚了挡爵，那是里面的墻，它會(huì)被灰泥堵塞起來凉翻，然后沒人會(huì)看到那塊磚了讨。去另一層干活吧捻激≈坪洌“

故事的寓意是說，當(dāng)你了解整個(gè)系統(tǒng)胞谭，理解不同的部分如何組織到一起的（磚垃杖、墻、教堂）丈屹，你就能找出問題并快速解決之（磚位置不對）调俘。

這跟從零開始搭建你的WEB服務(wù)器有什么關(guān)系呢？

我相信旺垒，要成為優(yōu)秀的開發(fā)者彩库，你必須對你每天都用的底層的軟件系統(tǒng)有進(jìn)一步的理解，包括編程語言先蒋、編譯器和解釋器骇钦、數(shù)據(jù)庫和操作系統(tǒng)、WEB服務(wù)器和WEB框架竞漾。為了更好更深入的理解這些系統(tǒng)眯搭，你可以從零開始一塊磚地，一面墻地业岁，重建它們鳞仙。

子曰：聞之我也野，視之我也饒笔时，行之我也明

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“我看過的棍好，我還記得。”

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“我做過的借笙，我都理解了爹梁。”

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（子曰：聞之我也野提澎，視之我也饒姚垃，行之我也明）

此時(shí)我希望你能夠相信，從重建不同的軟件系統(tǒng)來開始來學(xué)習(xí)它們是如何工作的盼忌，是一個(gè)好主意积糯。

在這個(gè)由3部分組成的系列文章中，我會(huì)向你展示怎樣搭建一個(gè)基本的WEB服務(wù)器谦纱。咱們開始吧看成。

重中之重，什么是WEB服務(wù)器跨嘉？

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簡而言之川慌，它是一個(gè)位于一個(gè)物理服務(wù)器上的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器（呀，服務(wù)器上的服務(wù)器）祠乃，它等待客戶端發(fā)送請求梦重。當(dāng)它接收到一個(gè)請求，就會(huì)生成一個(gè)響應(yīng)并回發(fā)給客戶端亮瓷∏倥。客戶端和服務(wù)器使用HTTP協(xié)議通信≈鲋В客戶端可以是瀏覽器或者別的使用HTTP協(xié)議的軟件蚓胸。

一個(gè)非常簡單的WEB服務(wù)器實(shí)現(xiàn)長什么樣呢？以下是我寫的一個(gè)除师。例子是用Python語言寫的沛膳，但是即使你不會(huì)Python（它是一個(gè)非常易學(xué)的語言，試試Ｑ淳邸）锹安，你仍然可以通過代碼和下面的解釋理解相關(guān)概念：

import socket
 
HOST, PORT = '', 8888
 
listen_socket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
listen_socket.setsockopt(socket.SOL_SOCKET, socket.SO_REUSEADDR, 1)
listen_socket.bind((HOST, PORT))
listen_socket.listen(1)
print 'Serving HTTP on port %s ...' % PORT
while True:
    client_connection, client_address = listen_socket.accept()
    request = client_connection.recv(1024)
    print request
 
    http_response = """
HTTP/1.1 200 OK
 
Hello, World!
"""
    client_connection.sendall(http_response)
    client_connection.close()

把上面的代碼保存到webserver1.py或者直接從GitHub下載，然后像下面這樣在命令行運(yùn)行它

$ python webserver1.py
Serving HTTP on port 8888 …

現(xiàn)在在你的WEB瀏覽器地址欄里輸入以下URL http://localhost:8888/hello贞岭，敲回車八毯，見證奇跡的時(shí)刻。你會(huì)看到瀏覽器顯示”Hello, World!“瞄桨，像這樣：

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認(rèn)真做一下吧话速，我會(huì)等你的。

做完了芯侥？很好〔唇唬現(xiàn)在我們討論一下它到底怎么工作的乳讥。

首先我們從你剛才鍵入的WEB地址開始。它叫URL廓俭，這是它的基本結(jié)構(gòu)：

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這個(gè)就表示怎樣告訴瀏覽器要查找和連接的WEB服務(wù)器地址云石，和你要獲取的服務(wù)器上的頁面（路徑）。但是在瀏覽器發(fā)送HTTP請求前研乒，瀏覽器需要先和WEB服務(wù)器建立TCP連接汹忠。然后瀏覽器在TCP連接上發(fā)送HTTP請求，然后等待服務(wù)器回發(fā)HTTP響應(yīng)雹熬。當(dāng)瀏覽器接收到響應(yīng)后宽菜，顯示響應(yīng)，在本次例子中竿报，瀏覽器顯示“Hello, World!”铅乡。

我們再詳細(xì)探索一下客戶端和服務(wù)器在發(fā)送HTTP請求和響應(yīng)前如何建立TCP連接的。在建立連接烈菌，它們必須使用所謂的sockets阵幸。用你命令行下的telnet手動(dòng)模擬瀏覽器吧，而不是直接使用瀏覽器芽世。

在運(yùn)行WEB服務(wù)器的同一臺(tái)電腦上挚赊，在命令行啟動(dòng)一個(gè)telnet會(huì)話，指定連接到localhost主機(jī)捂襟，連接端口為8888咬腕，然后按回車：

$ telnet localhost 8888
Trying 127.0.0.1 …
Connected to localhost.

此時(shí)欢峰，你已經(jīng)和運(yùn)行在你本地主機(jī)的服務(wù)器建立了TCP連接葬荷，已經(jīng)準(zhǔn)備好發(fā)送并接收HTTP消息了。下圖中你可以看到一個(gè)服務(wù)器要經(jīng)過的標(biāo)準(zhǔn)步驟纽帖，然后才能接受新的TCP連接宠漩。

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在同一個(gè)telnet會(huì)話中，輸入 GET /hello HTTP/1.1然后敲回車：

$ telnet localhost 8888
Trying 127.0.0.1 …
Connected to localhost.
GET /hello HTTP/1.1

HTTP/1.1 200 OK
Hello, World!

你完成了手動(dòng)模擬瀏覽器懊直！你發(fā)送了一個(gè)HTTP請求并得到了一個(gè)HTTP響應(yīng)扒吁。這是HTTP請求的基本結(jié)構(gòu)：

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HTTP請求由行組成。行指示了HTTP方法（GET室囊，因?yàn)槲覀冋埱笪覀兊姆?wù)器返回給我們一些東西）雕崩、代表我們想要的服務(wù)器上的“頁面”的路徑 /hello和協(xié)議版本。

為了簡單起見融撞，此時(shí)我們的WEB服務(wù)器完全忽略了上面的請求行盼铁。你也可以輸入任何垃圾字符取代“GET /hello HTTP/1.1”，你仍然會(huì)得到“Hello, World!”響應(yīng)尝偎。

一旦你輸入了請求行饶火，敲了回車鹏控，客戶端就發(fā)送請求給服務(wù)器，服務(wù)器讀取請求行肤寝，打印出來然后返回相應(yīng)的HTTP響應(yīng)当辐。

以下是服務(wù)器回發(fā)給客戶端（這個(gè)例子中是telnet）的HTTP響應(yīng)：

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咱們分析一下它，響應(yīng)包含了狀態(tài)行HTTP/1.1 200 OK鲤看，隨后一個(gè)必須的空行缘揪，和HTTP響應(yīng)body。

響應(yīng)狀態(tài)行TTP/1.1 200 OK包含了HTTP版本义桂，HTTP狀態(tài)碼和HTTP狀態(tài)碼理由短語OK寺晌。瀏覽器得到響應(yīng)時(shí)，它就顯示響應(yīng)的body澡刹，所以你就看到了“Hello, World呻征！”

這就是WEB瀏覽器怎么工作的基本模型“战剑總結(jié)來說：WEB服務(wù)器創(chuàng)建一個(gè)監(jiān)聽socket然后開始循環(huán)接受新連接陆赋。客戶端初始化一個(gè)TCP連接嚷闭，在連接成功后攒岛，客戶端發(fā)送HTTP請求到服務(wù)器，服務(wù)器響應(yīng)一個(gè)顯示給用戶的HTTP響應(yīng)胞锰≡志猓客戶端和服務(wù)器都使用socket建立TCP連接。

你現(xiàn)在你擁有了一個(gè)非承衢牛基礎(chǔ)的WEB服務(wù)器顺饮，你可以用瀏覽器或其他的HTTP客戶端測試它。正如你看到的凌那，使用telnet手動(dòng)輸入HTTP請求兼雄，你也就成了一個(gè)人肉 HTTP 客戶端。

對你來說有一個(gè)問題：“怎樣在你的剛完成的WEB服務(wù)器下運(yùn)行 Django 應(yīng)用帽蝶、Flask 應(yīng)用和 Pyramid 應(yīng)用赦肋？在不單獨(dú)修改服務(wù)器來適應(yīng)這些不同的 WEB 框架的情況下±龋”

我會(huì)在本系列的第 2 部分秀給你看的佃乘。請保持關(guān)注哦。

順便說下驹尼，我在寫一本書《一起構(gòu)建WEB服務(wù)器：第一步》趣避，它解釋了從零開始寫一個(gè)基本的WEB服務(wù)器，還更詳細(xì)地講解了我上面提到的話題扶欣。訂閱郵件組來獲取關(guān)于書籍和發(fā)布時(shí)間和最近更新鹅巍。

靈感來自于 Lead with a Story: A Guide to Crafting Business Narratives That Captivate, Convince, and Inspire

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