實現一個簡單的靜態(tài)web網站,只需將寫好的html頁面上傳到特定的web服務器軟件即可,但靜態(tài)網頁其實和圖片沒什么區(qū)別,每次更新網站內容,都需要重新制作html頁面,然后上傳給提供web服務的軟件,替換原來的html頁面,也就完成了更新,以一個正常人的思維方式,每次更新內容都要重新生成html的工作實在太蛋疼了!那么能不能讓程序自己生成html呢?當然可以,程序就是為將人類從重復繁雜的工作中解放出來而生的!

如果我們提供一個動態(tài)網站服務,至少應考慮以下四點:

1.要有穩(wěn)定的web服務程序(可以使用知名的apache,nginx,這里為了探究原理,我們自己用多進程寫一個簡單的web服務);

2.要有可用的web網頁模板(網絡上web模版的數量堪比ppt模板,當然我們可以自己畫一張, 10分鐘后...算了-_-///,作為后端人員,我們這里用樸素的信息顯示就好)

3.要有可填充html模板的內容(內容一般從自己的數據庫里取,篇幅所限,我們這里用time.ctime()函數,模擬數據庫動態(tài)數據);

4.要有處理填寫內容的邏輯(這個就是我們要今天主要研究的按照wsgi標準實現的簡單的web框架);

一個優(yōu)秀的動態(tài)web框架應該是這樣的:

1.web框架要和 web服務器軟件 分離開;如果把大量的邏輯處理語句,和html放到一個文件中,后期會難以維護(這也是現在多人開發(fā)推崇MVC的原因);

2.一個優(yōu)秀的web框架要和web服務器軟件 有良好的交互通信;這時就需要一個數據交互的標準WSGI(python為自身web框架制定了WSGI標準);

3.一個優(yōu)秀的web框架要實現,和數據庫有良好的讀寫通信方法;

關于WSGI標準

為了方便表述,先舉一個栗子:

import time

def app(environ, start_response):
    status = '200 OK'
    response_headers = [('Content-Type', 'text/plain')]
    start_response(status, response_headers)
    return str(environ) + '==Hello world from a simple WSGI application!--->%s\n' % time.ctime()

WIGS模型的要點:

1.在web框架模塊,以上面的栗子為例,web服務器軟件會向web框架傳遞一個列表(environ)和一個函數(函數體在web服務器軟件中實現)的引用(start_response),然后web框架要實現一個app函數,并將 "一個列表"和"一個函數的引用",作為兩個參數;

2.傳遞過來的列表內部存儲了N個元組,這些元組包含了web服務器接收到的客戶端瀏覽器的請求信息, 傳遞過來的函數參數的引用,可以用來返回請求資源的狀態(tài)反饋(如果請求的資源可以訪問,就會返回200,如果資源無法訪問,就返回404或502之類的錯誤;

3.傳遞過來的函數引用的調用比return更靠前,這樣可以在返回正式的網頁之前的這段時間,讓web服務器軟件做好接收數據的準備;(其實可以將函數的引用作為web框架與web服務器軟件傳遞數據的的一種快捷方式);

擴展:

其實雙重返回的設計思路很常見,比如在tcp四次揮手的過程中,第二次和第三次揮手都是服務器發(fā)送數據,客戶端接收數據;

第二次服務端向客戶端說("客戶端,我收到你主動關閉本次連接的消息了!"),第三次服務端向客戶端說("客戶端,我已經關閉了這次的發(fā)送連接,不會給你發(fā)數據了,收到了記得回我個消息哈!");

也許有人會認為,既然第二次和第三次都是服務端向客戶端發(fā)送數據,那應該可以將兩條消息一起發(fā)送,但實際上,服務器關閉發(fā)送數據的通道是需要一定的時間的,如果第二次和第三次一起發(fā)送,客戶端瀏覽器就不能在發(fā)送第一次消息后,及時確認消息是否送達,而在tcp連接中,及時"確認送達"是一件非常重要的事情!

在web服務器軟件模塊,至少要實現三個功能:

1.創(chuàng)建 包含客戶端請求頭消息的列表(作為第一個參數傳遞);

2.創(chuàng)建一個可以解析返回狀態(tài)信息的函數(作為第二個參數傳遞);

3.接收web框架內app函數返回的body,并將body與作為第二個參數的引用的函數的返回狀態(tài)值組合,一同發(fā)送給客戶端瀏覽器;

實現源碼

1.作者自己編寫小型web服務器(以上篇 gevent實現靜態(tài)web服務器為基礎改寫)

web_server.py

import socket
from sys import argv
import gevent
from gevent import monkey
import time
import random
import re

# 服務器類
class WISG(object):
    def __init__(self, port, app):
        self.port = port
        self.root_dir = "./HTML"        
        # 創(chuàng)建主套接字
        self.server_socket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
        # 允許端口重用
        self.server_socket.setsockopt(socket.SOL_SOCKET, socket.SO_REUSEADDR, 1)

        # 主套接字綁定端口
        self.server_socket.bind(("", self.port))
        # 主套接字轉為被動模式
        self.server_socket.listen(128)

        # 獲取web框架中的函數引用
        self.app = app
        pass

    # 啟動服務器對象的入口函數
    def run_forever(self):
        self.create_new_socket()
        pass
    
    # 創(chuàng)建新的套接字,使用gevent,使新的套接字以消耗少量資源的協程方式運行
    def create_new_socket(self):
        while True:
            new_client_socket, new_client_socket_addr = self.server_socket.accept()
            gevent.spawn(self.deal_accept_data, new_client_socket)

    # 處理接收到的數據
    def deal_accept_data(self, new_client_socket):
        recv_data = new_client_socket.recv(1024)
        # 接收到的請求為utf-8格式,解析數據
        recv_data = recv_data.decode("utf-8")
        # 如果收到客戶端發(fā)送的空字符,則關閉連接
        if not recv_data:
            return
        # 將接收到的數據轉換為列表
        recv_data_list = recv_data.splitlines()

        # 獲取請求頭信息
        the_request_header = recv_data_list[0]
        
        file_name = self.get_file_name(the_request_header)
        
        if file_name.endswith(".html"):


            print("請求的文件名為%s"%(file_name)) 
            

            # 向客戶端發(fā)送文件
            self.send_html(file_name, new_client_socket)
            new_client_socket.close()

        else:
            print("進入動態(tài)選擇模塊...")
            print("請求的文件名為%s"%(file_name))
            # 得到web框架返回的數據

            # 創(chuàng)建一個字典
            environ = dict()
            environ["PATH_INFO"] = file_name

            #獲得內容
            dynamic_content = self.app(environ, self.set_response_header)
            new_client_socket.send(self.dynamic_response_headers_info + dynamic_content.encode("utf-8"))
            new_client_socket.close()

    # 根據請求頭信息,獲得本地對應以.html或.py尾綴的文件名
    def get_file_name(self, the_request_header):
        """GET /index.html HTTP/1.1"""
        file_name = re.match(r"[^/]+([^ ]+).*", the_request_header).group(1)
        if file_name == "/":
            file_name = "/index.html"
        return file_name
        pass      

    # 發(fā)送靜態(tài)文件的html到客戶端
    def send_html(self, file_name, new_client_socket):
        try:
            f = open(self.root_dir+file_name, "rb")
        except Exception as res:
            print(res)
            print("無法找到網頁404")
        else:
            content = f.read()

        respond_body = content
        respond_header = "HTTP/1.1 200 OK \r\n"
        respond_header += "Content-Type: text/html; charset=utf-8\r\n"
        respond_header = respond_header + "\r\n"
        
        # 發(fā)送回應
        new_client_socket.send(respond_header.encode("utf-8"))
        new_client_socket.send(respond_body)
        print("內容發(fā)送成功!")
        pass

    def set_response_header(self, status, headers):


        #將從web框架收到的狀態(tài)碼,和返回的頭信息存儲到一個列表里面
        self.dynamic_respond_header = [status, headers]
        # 組建返回頭信息
        dynamic_respond_header = "HTTP/1.1 %s \r\n"
        dynamic_respond_header += "%s:%s\r\n"%(headers[0][0], headers[0][1])
        dynamic_respond_header += "\r\n"
        # 將列表中的數據進行整理,轉為可直接使用的"返回頭"信息,然后存到類變量dynamic_response_headers_info
        self.dynamic_response_headers_info =  dynamic_respond_header.encode("utf-8")

        pass


def main():
    monkey.patch_all()
    # 創(chuàng)建web服務器
    if len(argv) == 3:
        port = int(argv[1])
        # web框架名稱
        frame_name = re.match(r"([^:]+):(.+)", argv[2]).group(1)
        # web框架中主調函數的名稱
        app_name = re.match(r"([^:]+):(.+)", argv[2]).group(2)

        # 動態(tài)導入框架函數app
        web_frame_module = __import__(frame_name)
        # 獲得框架中的主調函數
        app = getattr(web_frame_module, app_name)

    # 傳入端口號,和來自web框架的函數app
    web_server = WISG(port, app)
    print("app的名字為%s,框架的名字為%s,端口號為%s"%(frame_name, app_name, port))
    print("請在地址欄訪問 127.0.0.1:%d"%(port))

    # 啟動web服務器
    web_server.run_forever()
    pass

if __name__ == "__main__":
    main()

2.按照wsgi標準實現的web框架

web_frame.py

import time
import re
import codecs

template_root = "./HTML"


file_name = None


def read_file(file_name):
    try:
        file_name = template_root+file_name
        f = codecs.open(file_name, "r", "utf-8")
    except Exception as e:
        print(e)
        print("無法打開%s"%file_name)
    else:
        content = f.read()
        # 這里我們假裝從mysql獲得了數據
        data_from_mysql = "我是來自數據庫的動態(tài)數據......"+'當前的時間為--->%s\n' % time.ctime()
        # 將模板中的{content}換成我們的"動態(tài)數據"
        content = str(re.sub(r"{content}", data_from_mysql, content))

        f.close()
        return content

# web框架入口 
def app(environ, start_response):

    """environ包含需要訪問的.py文件(模板)的名稱, start_response代表來自web框架的函數的引用"""
    # 設置返回的狀態(tài)碼信息
    status = "200 OK"
    # 設置返回的網頁類型
    response_headers = [('Content-Type', 'text/html;charset=utf-8')]

    # 向web框架中定義的函數start_response中傳入頭信息(狀態(tài)碼,網頁類型) 
    start_response(status, response_headers)
    
    file_name = environ["PATH_INFO"]
    content = read_file(file_name)
    # 將動態(tài)的數據返回給服務器框架
    return content

README

終端運行:
python3 web_server.py 8888 web_frame:app

目錄樣式

小結:

生成動態(tài)網頁的本質,其實是讓程序去替換html中特定部分的內容,換句話說,就是把html頁面當成一個沒有實際內容的模板,而當用戶通過網址訪問網頁的時候,web框架就把動態(tài)的內容填到html模板里面,這樣動態(tài)生成了帶有內容的html網頁,web服務器把帶有內容的html網頁發(fā)送給用戶瀏覽器,最后用戶收到了含有完整內容的網頁,搞定!