Python 四大主流網(wǎng)絡(luò)編程框架

高并發(fā)處理框架—— Tornado

Tornado 是使用 Python 編寫的一個(gè)強(qiáng)大的可擴(kuò)展的 Web 服務(wù)器。它在處理高網(wǎng)絡(luò)流量時(shí)表現(xiàn)得足夠強(qiáng)健永淌,卻在創(chuàng)建和編寫時(shí)有著足夠的輕量級(jí)崎场,并能夠被用在大量的應(yīng)用和工具中。Tornado 作為 FriendFeed 網(wǎng)站的基礎(chǔ)框架遂蛀,于2009年9月10日發(fā)布谭跨,目前已經(jīng)獲得了很多社區(qū)的支持,并且在一系列不同的場合中得到應(yīng)用螃宙。除 FriendFeed 和 Facebook 外蛮瞄,還有很多公司在生產(chǎn)上轉(zhuǎn)向Tornado,包括 Quora污呼、Turntable.fm裕坊、Bit.ly、Hipmunk 及 MyYearbook 等燕酷。

相對于其他 Python 網(wǎng)絡(luò)框架籍凝,Tornado 有如下特點(diǎn)。

完備的 Web 框架:與 Django苗缩、Flask 等一樣饵蒂,Tornado 也提供了 URL 路由映射、Request 上下文酱讶、基于模板的頁面渲染技術(shù)等開發(fā) Web 應(yīng)用的必備工具退盯。

是一個(gè)高效的網(wǎng)絡(luò)庫,性能與 Twisted泻肯、Gevent 等底層 Python 框架相媲美:提供了異步 I/O 支持渊迁、超時(shí)事件處理。這使得 Tornado 除了可以作為 Web 應(yīng)用服務(wù)器框架灶挟,還可以用來做爬蟲應(yīng)用琉朽、物聯(lián)網(wǎng)關(guān)、游戲服務(wù)器等后臺(tái)應(yīng)用稚铣。

提供高效 HTTPClient:除了服務(wù)器端框架箱叁,Tornado 還提供了基于異步框架的HTTP 客戶端。

提供高效的內(nèi)部 HTTP 服務(wù)器:雖然其他 Python 網(wǎng)絡(luò)框架(Django惕医、Flask)也提供了內(nèi)部 HTTP 服務(wù)器耕漱,但它們的 HTTP 服務(wù)器由于性能原因只能用于測試環(huán)境。而 Tornado 的HTTP服務(wù)器與 Tornado 異步調(diào)用緊密結(jié)合抬伺,可以直接用于生產(chǎn)環(huán)境螟够。

完備的 WebSocket 支持:WebSocket 是 HTML5 的一種新標(biāo)準(zhǔn),實(shí)現(xiàn)了瀏覽器與服務(wù)器之間的雙向?qū)崟r(shí)通信峡钓。

因?yàn)?Tornado 的上述特點(diǎn)妓笙,Tornado 常被用作大型站點(diǎn)的接口服務(wù)框架,而不像 Django 那樣著眼于建立完整的大型網(wǎng)站椒楣,所以本章著重講解 Tornado 的異步及協(xié)程編程给郊、身份認(rèn)證框架、獨(dú)特的非 WSGI 部署方式捧灰。

支持快速建站的框架——Flask

Flask 是 Python Web 框架族里比較年輕的一個(gè)淆九,于 2010 年出現(xiàn)统锤,這使得它吸收了其他框架的優(yōu)點(diǎn),并且把自己的主要領(lǐng)域定義在了微小項(xiàng)目上炭庙。同時(shí)饲窿,它是可擴(kuò)展的,F(xiàn)lask 讓開發(fā)者自己選擇用什么數(shù)據(jù)庫插件存儲(chǔ)他們的數(shù)據(jù)焕蹄。很多功能簡單但性能卓越的網(wǎng)站就是基于 Flask 框架而搭建的腻脏,比如 http://httpbin.org/ 就是一個(gè)功能簡單但性能強(qiáng)大的 HTTP 測試項(xiàng)目。Flask 是一個(gè)面向簡單需求和小型應(yīng)用的微框架永品。

相對于其他 Python 語言的 Web 框架而言做鹰,F(xiàn)lask 的特點(diǎn)可以歸結(jié)如下。

內(nèi)置開發(fā)服務(wù)器和調(diào)試器

網(wǎng)絡(luò)程序調(diào)試是在將編制好的網(wǎng)站投入實(shí)際運(yùn)行前饭尝,用手工或編譯程序等方法進(jìn)行測試钥平,修正語法錯(cuò)誤和邏輯錯(cuò)誤的過程奈惑。有經(jīng)驗(yàn)的開發(fā)者都知道寂殉,這是保證網(wǎng)站系統(tǒng)能夠正式應(yīng)用的必要步驟友扰。

Flask 自帶的開發(fā)服務(wù)器使開發(fā)者在調(diào)試程序時(shí)無須再安裝其他任何網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器,比如 Tomcat甚负、JBoss斑举、Apache 等。Flask 默認(rèn)處于調(diào)試狀態(tài)赎懦,使得運(yùn)行中的任何錯(cuò)誤會(huì)同時(shí)向兩個(gè)目標(biāo)發(fā)送信息:一個(gè)是 Python Console,即啟動(dòng)Python 程序的控制臺(tái)迁酸;另一個(gè)是 HTTP 客戶端串远,即 Flask 開發(fā)服務(wù)器將調(diào)試信息傳遞給了客戶端。

與 Python 單元測試功能無縫銜接

單元測試是對最小軟件開發(fā)單元的測試更胖,其重點(diǎn)測試程序的內(nèi)部結(jié)構(gòu)彪标,主要采用白盒測試方法坷襟,由開發(fā)人員負(fù)責(zé)档叔。單元測試的主要目標(biāo)是保證函數(shù)在給定的輸入狀態(tài)下传蹈,能夠得到預(yù)想的輸出,在不符合要求時(shí)能夠提醒開發(fā)人員進(jìn)行檢查灾搏。

Flask 提供了一個(gè)與 Python 自帶的單元測試框架 unitest 無縫銜接的測試接口蕾域,即 Flask 對象的 test_client() 函數(shù)采呐。通過 test_client() 函數(shù),測試程序可以模擬進(jìn)行 HTTP 訪問的客戶端來調(diào)用 Flask 路由處理函數(shù)获询,并且獲取函數(shù)的輸出來進(jìn)行自定義的驗(yàn)證蜕依。

使用 Jinja2 模板

將 HTML 頁面與后臺(tái)應(yīng)用程序聯(lián)系起來一直是網(wǎng)站程序框架的一個(gè)重要目標(biāo)。Flask 通過使用 Jinja2 模板技術(shù)解決了這個(gè)問題。Jinja2 是一個(gè)非常靈活的 HTML 模板技術(shù)乍钻,它是從 Django 模板發(fā)展而來的,但是比 Django 模板使用起來更加自由且更加高效绿淋。Jinja2 模板使用配制的語義系統(tǒng)殿漠,提供靈活的模板繼承技術(shù)绞幌,自動(dòng)抗擊 XSS 跨站攻擊并且易于調(diào)試莲蜘。

完全兼容 WSGI 1.0 標(biāo)準(zhǔn)

WSGI(Web Server Gateway Interface)具有很強(qiáng)的伸縮性且能運(yùn)行于多線程或多進(jìn)程環(huán)境下问顷,因?yàn)?Python 線程全局鎖的存在鞠眉,使得 WSGI 的這個(gè)特性至關(guān)重要。WSGI 已經(jīng)是 Python 界的一個(gè)主要標(biāo)準(zhǔn)羞芍,各種大型網(wǎng)路服務(wù)器對其都有良好的支持荷科。WSGI 位于Web應(yīng)用程序與 Web 服務(wù)器之間,與 WSGI 完全兼容使得 Flask 能夠配置到各種大型網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器中畏浆。

基于 Unicode 編碼

Flask 是完全基于 Unicode 的。這對制作非純 ASCII 字符集的網(wǎng)站來說非常方便刻获。HTTP 本身是基于字節(jié)的,也就是說任何編碼格式都可以在 HTTP 中傳輸蝎毡。但是厚柳,HTTP 要求在 HTTP Head 中顯式地聲明在本次傳輸中所應(yīng)用的編碼格式沐兵。在默認(rèn)情況下别垮,F(xiàn)lask 會(huì)自動(dòng)添加一個(gè) UTF-8 編碼格式的 HTTP Head,使程序員無須擔(dān)心編碼的問題扎谎。

底層自定義協(xié)議網(wǎng)絡(luò)框架——Twisted

以上講到的 2個(gè) Python Web 框架都是圍繞著應(yīng)用層 HTTP 展開的碳想,而 Twisted是一個(gè)例外毁靶。Twisted 是一個(gè)用 Python 語言編寫的事件驅(qū)動(dòng)的網(wǎng)絡(luò)框架老充,對于追求服務(wù)器程序性能的應(yīng)用啡浊,Twisted 框架是一個(gè)很好的選擇。

Twisted 是一個(gè)有著 10 多年歷史的開源事件驅(qū)動(dòng)框架巷嚣。Twisted 支持很多種協(xié)議窘拯,包括傳輸層的 UDP、TCP坝茎、TLS涤姊,以及應(yīng)用層的 HTTP、FTP 等嗤放。對于所有這些協(xié)議思喊,Twisted 提供了客戶端和服務(wù)器方面的開發(fā)工具。

Twisted 框架的歷史悠久次酌,其主要發(fā)行版本都以 Python 2 為基礎(chǔ)恨课,最新的版本為基于 Python 2.7 的 Twisted-15.4.0。Twisted 社區(qū)正在開發(fā)基于 Python 3 的版本岳服,但目前為止尚沒有基于 Python 3 的 Twisted 穩(wěn)定發(fā)行版剂公。

Twisted 是一個(gè)高性能的編程框架。在不同的操作系統(tǒng)平臺(tái)上吊宋,Twisted 利用不同的底層技術(shù)實(shí)現(xiàn)了高效能通信纲辽。在 Windows 中,Twisted 的實(shí)現(xiàn)基于 I/O 完成端口(IOCP璃搜,Input/Output Completion Port)技術(shù)文兑,它保證了底層高效地將I/O事件通知給框架及應(yīng)用程序;在 Linux 中腺劣,Twisted 的實(shí)現(xiàn)基于 epoll 技術(shù)绿贞,epoll是Linux下多路復(fù)用 I/O 接口 select/poll 的增強(qiáng)版本,它能顯著提高程序在大量并發(fā)連接中只有少量活躍的情況下的系統(tǒng) CPU 利用率橘原。

在開發(fā)方法上籍铁,Twisted引導(dǎo)程序員使用異步編程模型。Twisted 提供了豐富的Defer趾断、Threading等特性來支持異步編程拒名。

企業(yè)級(jí)開發(fā)框架——Django

Django 于 2003 年誕生于美國堪薩斯(Kansas)州,最初用來制作在線新聞Web站點(diǎn)芋酌,于 2005 年加入了 BSD 許可證家族增显,成為開源網(wǎng)絡(luò)框架。Django 根據(jù)比利時(shí)的爵士音樂家 Django Reinhardt 命名脐帝,作者這樣命名 Django 意味著Django 能優(yōu)雅地演奏(開發(fā))功能豐富的樂曲(Web應(yīng)用)同云。

它是當(dāng)前Python世界里最負(fù)盛名且最成熟的網(wǎng)絡(luò)框架糖权。最初用來制作在線新聞的 Web 站點(diǎn),目前已發(fā)展為應(yīng)用最廣泛的 Python 網(wǎng)絡(luò)框架炸站。Django 的各模塊之間結(jié)合得比較緊密星澳,所以在功能強(qiáng)大的同時(shí)又是一個(gè)相對封閉的系統(tǒng),但是其健全的在線文檔及開發(fā)社區(qū)旱易,使開發(fā)者在遇到問題時(shí)能找到解決方法禁偎。

Django 框架的特點(diǎn)

相對于 Python 的其他 Web 框架,Django 的功能是最完整的阀坏,Django 定義了服務(wù)發(fā)布如暖、路由映射、模板編程忌堂、數(shù)據(jù)處理的一整套功能盒至。這也意味著 Django模塊之間緊密耦合,開發(fā)者需要學(xué)習(xí) Django 自己定義的這一整套技術(shù)浸船。Django的主要特點(diǎn)如下妄迁。

完善的文檔:經(jīng)過 10 多年的發(fā)展和完善,Django 有廣泛的應(yīng)用和完善的在線文檔李命,開發(fā)者遇到問題時(shí)可以搜索在線文檔尋求解決方案登淘。

集成數(shù)據(jù)訪問組件:Django 的 Model 層自帶數(shù)據(jù)庫 ORM 組件,使開發(fā)者無須學(xué)習(xí)其他數(shù)據(jù)庫訪問技術(shù)(dbi封字、SQLAlchemy 等)黔州。

強(qiáng)大的 URL 映射技術(shù):Django 使用正則表達(dá)式管理 URL 映射,因此給開發(fā)者帶來了極高的靈活性阔籽。

后臺(tái)管理系統(tǒng)自動(dòng)生成:開發(fā)者只需通過簡單的幾行配置和代碼就可以實(shí)現(xiàn)完整的后臺(tái)數(shù)據(jù)管理 Web 控制臺(tái)流妻。

錯(cuò)誤信息非常完整:在開發(fā)調(diào)試過程中如果出現(xiàn)運(yùn)行異常,則 Django 可以提供非常完整的錯(cuò)誤信息幫助開發(fā)者定位問題笆制,比如缺少xxx組件的配置引用等绅这,這樣可以使開發(fā)者馬上改正錯(cuò)誤。

Django 的組成結(jié)構(gòu)

Django 是遵循MVC架構(gòu)的Web開發(fā)框架在辆,其主要由以下幾部分組成证薇。

管理工具(Management):一套內(nèi)置的創(chuàng)建站點(diǎn)、遷移數(shù)據(jù)匆篓、維護(hù)靜態(tài)文件的命令工具浑度。

模型(Model):提供數(shù)據(jù)訪問接口和模塊,包括數(shù)據(jù)字段鸦概、元數(shù)據(jù)箩张、數(shù)據(jù)關(guān)系等的定義及操作。

視圖(View):Django 的視圖層封裝了 HTTP Request 和 Response 的一系列操作和數(shù)據(jù)流,其主要功能包括URL映射機(jī)制先慷、綁定模板等饮笛。

模板(Template):是一套 Django 自己的頁面渲染模板語言,用若干內(nèi)置的tags和filters定義頁面的生成方式熟掂。

表單(Form):通過內(nèi)置的數(shù)據(jù)類型和控件生成 HTML 表單缎浇。

管理站(Admin):通過聲明需要管理的 Model扎拣,快速生成后臺(tái)數(shù)據(jù)管理網(wǎng)站赴肚。

摘自《Python高效開發(fā)實(shí)戰(zhàn)——Django、Tornado二蓝、Flask誉券、Twisted》一書


公告

2018-11-22(周四)21:00-22:00

將由我們的 Monkey 老師為我們帶來《Django 相冊管理》分享

簡介

基于Django Web開發(fā)框架,來實(shí)現(xiàn)圖片刊愚、相冊的快捷管理踊跟;

支持創(chuàng)建相冊、上傳圖片鸥诽、圖片縮放商玫、圖片介紹、點(diǎn)贊等功能牡借;

依賴

  • Python 3.6.4

  • Django 1.11

  • Pymysql 0.9.2

  • Pillow 5.3.0

  1. PIL (Python Imaging Library); Python2.7

  2. Pillow; Python 3.x

  3. 圖像縮放拳昌、切片、旋轉(zhuǎn)钠龙、濾鏡炬藤、輸出文字、調(diào)色板等一應(yīng)俱全

具體參與方式:掃碼添加小助手


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