aiohttp初识（请求&响应）

Posted 2021-06-24 嗨，阿良

aiohttp（用于asyncio和Python的异步HTTP客户端/服务器）初识

aiohttp客户端使用

用于asyncio和Python的异步HTTP客户端/服务器:Asynchronous HTTP Client/Server for asyncio and Python.

发起请求

让我们从导入aiohttp模块开始:

import aiohttp

好啦，我们来尝试获取一个web页面。比如我们来获取下GitHub的时间轴。

async with aiohttp.ClientSession() as session:    async with session.get(\'https://api.github.com/events\') as resp:        print(resp.status)        print(await resp.text())

我们现在有了一个会话(session)对象，由ClientSession对象赋值而来，还有一个变量resp，它其实是ClientResponse对象。我们可以从这个响应对象中获取我们任何想要的信息。协程方法ClientSession.get()的主要参数接受一个HTTP URL。

发起HTTP POST请求我们可以使用协程方法ClientSession.post():

session.post(\'http://httpbin.org/post\', data=b\'data\')

其他的HTTP方法也同样支持:

session.put(\'http://httpbin.org/put\', data=b\'data\')session.delete(\'http://httpbin.org/delete\')session.head(\'http://httpbin.org/get\')session.options(\'http://httpbin.org/get\')session.patch(\'http://httpbin.org/patch\', data=b\'data\')

注意:

不要为每个请求都创建一个会话。大多数情况下每个应用程序只需要一个会话就可以执行所有的请求。
每个会话对象都包含一个连接池，可复用的连接和持久连接状态(keep-alives，这两个是默认的)可提升总体的执行效率。

发起JSON请求:

每个会话的请求方法都可接受json参数。

async with aiohttp.ClientSession() as session:    async with session.post(json={\'test\': \'object\'})

默认情况下会话(session)使用Python标准库里的json模块解析json信息。但还可使用其他的json解析器。可以给ClientSession指定json_serialize参数来实现:

import ujsonasync with aiohttp.ClientSession(json_serialize=ujson.dumps) as session:    async with session.post(json={\'test\': \'object\'})

传递URL中的参数:

你可能经常想在URL中发送一系列的查询信息。如果你手动构建他们，这些信息会以键值对的形式出现在?后面，比如: httpbin.org/get?key=val。请求对象允许你使用dict（字典，python中的数据类型）发送它们，使用params参数即可。例如: 如果你要把 key1=value1，key2=value2放到httpbin.org/get后面，你可以用下面的方式:

params = {\'key1\': \'value1\', \'key2\': \'value2\'}async with session.get(\'http://httpbin.org/get\',                       params=params) as resp:    assert str(resp.url) == \'http://httpbin.org/get?key2=value2&key1=value1\'

看，URL已经被正确的编码啦。
同键不同值的并联字典（MultiDict） 也同样支持。
可使用带有两个tuples(元组，python中的数据类型)的list(列表，python中的数据类型)来构建:

params = [(\'key\', \'value1\'), (\'key\', \'value2\')]async with session.get(\'http://httpbin.org/get\',                       params=params) as r:    assert str(r.url) == \'http://httpbin.org/get?key=value2&key=value1\'

同样也允许你传递str（字符串）给params，但要小心一些不能被编码的字符。+就是一个不能被编码的字符:

async with session.get(\'http://httpbin.org/get\',                       params=\'key=value+1\') as r:        assert str(r.url) == \'http://httpbin.org/get?key=value+1\'

注意:

aiohttp会在发送请求前标准化URL。
域名部分会用IDNA 编码，路径和查询条件会重新编译(requoting)。
比如:URL(\'http://example.com/путь%30?a=%31\') 会被转化为URL(\'http://example.com/%D0%BF%D1%83%D1%82%D1%8C/0?a=1\')
如果服务器需要接受准确的表示并不要求编译URL，那标准化过程应是禁止的。
禁止标准化可以使用encoded=True:

await session.get(URL(\'http://example.com/%30\', encoded=True))

警告:

传递params时不要用encode=True，这俩参数不能同时使用。

获取响应内容

我们可以读取服务器的响应内容。想想我们获取GitHub时间轴的例子:

async with session.get(\'https://api.github.com/events\') as resp:    print(await resp.text())

这样会打印出类似于下面的信息:

\'[{"created_at":"2015-06-12T14:06:22Z","public":true,"actor":{...

aiohttp将会自动解码内容。你可以为text()方法指定编码(使用encoding参数):

await resp.text(encoding=\'windows-1251\')

获取二进制响应内容

你也可以以字节形式获取响应，这样得到的就不是文本了:

print(await resp.read())b\'[{"created_at":"2015-06-12T14:06:22Z","public":true,"actor":{...

gzip和defalte传输编码会自动解码。
你也可以使其支持brotli传输编码的解码，只需安装brotlipy即可。

获取JSON响应内容

以防你需要处理JSON数据，内置了一个JSON解码器:

async with session.get(\'https://api.github.com/events\') as resp:    print(await resp.json())

如果JSON解码失败，json()方法将会抛出一个异常。你还可以在调用json()时指定编码器和解码器函数。

注意:

这些方法会读出内存中所有响应的内容。如果你要读非常多的数据，考虑使用流式响应方法进行读取。请看之后的文档。

获取流式响应内容

read(), json(), text()等方法使用起来很方便，但也要注意谨慎地使用。上述方法会将所有的响应内容加载到内存。举个例子，如果你要下载几个G的文件，这些方法还是会将所有内容都加载到内存，内存会表示”臣妾做不到啊~”(如果内存不够的话)。作为代替你可以用content属性。content其实是 aiohttp.StreamReader类的实例。gzip和deflate传输编码同样会自动解码。

async with session.get(\'https://api.github.com/events\') as resp:    await resp.content.read(10)

一般情况下你可以使用下列模式将内容保存在一个文件中:

with open(filename, \'wb\') as fd:    while True:        chunk = await resp.content.read(chunk_size)        if not chunk:            break        fd.write(chunk)

在使用content读了数据后，就不要在用read(), json(), text()了。

获取请求信息

ClientResponse（客户端响应）对象含有request_info(请求信息)，主要是url和headers信息。 raise_for_status结构体上的信息会被复制给ClientResponseError实例。

自定义Headers

如果你需要给某个请求添加HTTP头,可以使用headers参数，传递一个dict对象即可。
比如，如果你想给之前的例子指定 content-type可以这样:

import jsonurl = \'https://api.github.com/some/endpoint\'payload = {\'some\': \'data\'}headers = {\'content-type\': \'application/json\'}await session.post(url,                   data=json.dumps(payload),                   headers=headers)

自定义Cookies

发送你自己的cookies给服务器，你可以为ClientSession对象指定cookies参数:

url = \'http://httpbin.org/cookies\'cookies = {\'cookies_are\': \'working\'}async with ClientSession(cookies=cookies) as session:    async with session.get(url) as resp:        assert await resp.json() == {           "cookies": {"cookies_are": "working"}}

注意:

访问httpbin.org/cookies 会看到以JSON形式返回的cookies。查阅会话中的cookies请看ClientSession.cookie_jar。

发起更复杂的POST请求

一般来说，如果你想以表单形式发送一些数据 - 就像html表单。那么只需要简单的将一个dict通过data参数传递就可以。传递的dict数据会自动编码:

payload = {\'key1\': \'value1\', \'key2\': \'value2\'}async with session.post(\'http://httpbin.org/post\',                        data=payload) as resp:    print(await resp.text()){  ...  "form": {    "key2": "value2",    "key1": "value1"  },  ...}

如果你想发送非表单形式的数据你可用str(字符串)代替dict(字典)。这些数据会直接发送出去。
例如，GitHub API v3 接受JSON编码POST/PATCH数据:

import jsonurl = \'https://api.github.com/some/endpoint\'payload = {\'some\': \'data\'}async with session.post(url, data=json.dumps(payload)) as resp:    ...

发送多部分编码文件(Multipart-Encoded)

上传多部分编码文件:

url = \'http://httpbin.org/post\'files = {\'file\': open(\'report.xls\', \'rb\')}await session.post(url, data=files)

你也可以显式地设置文件名，文件类型:

url = \'http://httpbin.org/post\'data = FormData()data.add_field(\'file\',               open(\'report.xls\', \'rb\'),               filename=\'report.xls\',               content_type=\'application/vnd.ms-excel\')await session.post(url, data=data)

如果你把一个文件对象传递给data参数，aiohttp会自动将其以流的形式上传。查看StreamReader以获取支持的格式信息。

参见:

使用Multipart.

流式上传

aiohttp 支持多种形式的流式上传，允许你直接发送大文件而不必读到内存。

下面是个简单的例子，提供类文件对象即可:

with open(\'massive-body\', \'rb\') as f:   await session.post(\'http://httpbin.org/post\', data=f)

或者你也可以使用aiohttp.streamer对象：

@aiohttp.streamerdef file_sender(writer, file_name=None):    with open(file_name, \'rb\') as f:        chunk = f.read(2**16)        while chunk:            yield from writer.write(chunk)            chunk = f.read(2**16)# 之后你可以使用’file_sender‘传递给data:async with session.post(\'http://httpbin.org/post\',                        data=file_sender(file_name=\'huge_file\')) as resp:    print(await resp.text())

同样可以使用StreamReader对象.

我们来看下如何把来自于另一个请求的内容作为文件上传并计算其SHA1值:

async def feed_stream(resp, stream):    h = hashlib.sha256()    while True:        chunk = await resp.content.readany()        if not chunk:            break        h.update(chunk)        stream.feed_data(chunk)    return h.hexdigest()resp = session.get(\'http://httpbin.org/post\')stream = StreamReader()loop.create_task(session.post(\'http://httpbin.org/post\', data=stream))file_hash = await feed_stream(resp, stream)

因为响应对象的content属性是一个StreamReader实例，所以你可以将get和post请求连在一起用:

r = await session.get(\'http://python.org\')await session.post(\'http://httpbin.org/post\',                   data=r.content)

上传预压缩过的数据

上传一个已经压缩过的数据，需要为Headers中的Content-Encoding指定算法名(通常是deflate或者是zlib).

async def my_coroutine(session, headers, my_data):    data = zlib.compress(my_data)    headers = {\'Content-Encoding\': \'deflate\'}    async with session.post(\'http://httpbin.org/post\',                            data=data,                            headers=headers)        pass

持久连接(keep-alive), 连接池和cookies共享

ClientSession可以在多个请求之间共享cookies:

async with aiohttp.ClientSession() as session:    await session.get(        \'http://httpbin.org/cookies/set?my_cookie=my_value\')    filtered = session.cookie_jar.filter_cookies(\'http://httpbin.org\')    assert filtered[\'my_cookie\'].value == \'my_value\'    async with session.get(\'http://httpbin.org/cookies\') as r:        json_body = await r.json()        assert json_body[\'cookies\'][\'my_cookie\'] == \'my_value\'

你也可以为所有的会话请求设置headers:

async with aiohttp.ClientSession(    headers={"Authorization": "Basic bG9naW46cGFzcw=="}) as session:    async with session.get("http://httpbin.org/headers") as r:        json_body = await r.json()        assert json_body[\'headers\'][\'Authorization\'] == \\            \'Basic bG9naW46cGFzcw==\'

ClientSession支持持久连接和连接池，可直接使用，不需要额外操作。

安全cookies

ClientSession中的默认的aiohttp.CookiesJar使用的是严苛模式，RFC 2109明确禁止使用ip地址形式的URL携带cookies信息。比如: http://127.0.0.1:80/cookie
这样很好，不过有些时候我们测试时需要允许携带cookies。在aiohttp.CookiesJar中传递unsafe=True来实现这一效果:

jar = aiohttp.CookieJar(unsafe=True)session = aiohttp.ClientSession(cookie_jar=jar)

使用虚假Cookie Jar

有时不想处理cookie。这时可以在会话中使用aiohttp.DummyCookieJar来达到目的。

jar = aiohttp.DummyCookieJar()session = aiohttp.ClientSession(cookie_jar=jar)

使用连接器

想要调整请求的传输层你可以为ClientSession及其同类组件传递自定义的连接器。例如:

conn = aiohttp.TCPConnector()session = aiohttp.ClientSession(connector=conn)

注解:

不要给多个会话对象使用同一个连接器，某一会话对象拥有其所有权。

参见:

查看连接器部分了解更多不同的连接器类型和配置选项信息。

限制连接池的容量

限制同一时间打开的连接数可以传递limit参数:

conn = aiohttp.TCPConnector(limit=30)

这样就将总数限制在30.

默认情况下是100.

如果你不想有限制，传递0即可:

conn = aiohttp.TCPConnector(limit=0)

限制同一时间在同一个端点((host, port, is_ssl) 3者都一样的情况)打开的连接数可指定limit_per_host参数:

conn = aiohttp.TCPConnector(limit_per_host=30)

这样会限制在30.
默认情况下是0(也就是不做限制)。

使用自定义域名服务器

底层需要aiodns支持:

from aiohttp.resolver import AsyncResolverresolver = AsyncResolver(nameservers=["8.8.8.8", "8.8.4.4"])conn = aiohttp.TCPConnector(resolver=resolver)

为TCP sockets添加SSL控制:

默认情况下aiohttp总会对使用了HTTPS协议(的URL请求)查验其身份。但也可将verify_ssl设置为False让其不检查:

r = await session.get(\'https://example.com\', verify_ssl=False)

如果你需要设置自定义SSL信息(比如使用自己的证书文件)你可以创建一个ssl.SSLContext实例并传递到ClientSession中:

sslcontext = ssl.create_default_context(   cafile=\'/path/to/ca-bundle.crt\')r = await session.get(\'https://example.com\', ssl_context=sslcontext)

如果你要验证自签名的证书，你也可以用之前的例子做同样的事，但是用的是load_cert_chain():

sslcontext = ssl.create_default_context(   cafile=\'/path/to/ca-bundle.crt\')sslcontext.load_cert_chain(\'/path/to/client/public/device.pem\',                           \'/path/to/client/private/device.jey\')r = await session.get(\'https://example.com\', ssl_context=sslcontext)

SSL验证失败时抛出的错误:

aiohttp.ClientConnectorSSLError:

try:    await session.get(\'https://expired.badssl.com/\')except aiohttp.ClientConnectorSSLError as e:    assert isinstance(e, ssl.SSLError)

aiohttp.ClientConnectorCertificateError:

try:    await session.get(\'https://wrong.host.badssl.com/\')except aiohttp.ClientConnectorCertificateError as e:    assert isinstance(e, ssl.CertificateError)

如果你需要忽略所有SSL的错误:

aiohttp.ClientSSLError:

try:    await session.get(\'https://expired.badssl.com/\')except aiohttp.ClientSSLError as e:    assert isinstance(e, ssl.SSLError)try:    await session.get(\'https://wrong.host.badssl.com/\')except aiohttp.ClientSSLError as e:    assert isinstance(e, ssl.CertificateError)

你还可以通过SHA256指纹验证证书:

# Attempt to connect to https://www.python.org# with a pin to a bogus certificate:bad_fingerprint = b\'0\'*64exc = Nonetry:    r = await session.get(\'https://www.python.org\',                          fingerprint=bad_fingerprint)except aiohttp.FingerprintMismatch as e:    exc = eassert exc is not Noneassert exc.expected == bad_fingerprint# www.python.org cert\'s actual fingerprintassert exc.got == b\'...\'

注意这是以DER编码的证书的指纹。如果你的证书是PEM编码，你需要转换成DER格式:

openssl x509 -in crt.pem -inform PEM -outform DER > crt.der

注解:

提示: 从16进制数字转换成二进制字节码，你可以用binascii.unhexlify().

TCPConnector中设置的verify_ssl, fingerprint和ssl_context都会被当做默认的verify_ssl, fingerprint和ssl_context，ClientSession或其他同类组件中的设置会覆盖默认值。

警告:

verify_ssl 和 ssl_context是互斥的。
MD5和SHA1指纹虽不赞成使用但是是支持的 - 这俩是非常不安全的哈希函数。

Unix 域套接字

如果你的服务器使用UNIX域套接字你可以用UnixConnector:

conn = aiohttp.UnixConnector(path=\'/path/to/socket\')session = aiohttp.ClientSession(connector=conn)

代理支持

aiohttp 支持 HTTP/HTTPS形式的代理。你需要使用proxy参数:

async with aiohttp.ClientSession() as session:    async with session.get("http://python.org",                           proxy="http://some.proxy.com") as resp:        print(resp.status)

同时支持认证代理:

async with aiohttp.ClientSession() as session:    proxy_auth = aiohttp.BasicAuth(\'user\', \'pass\')    async with session.get("http://python.org",                           proxy="http://some.proxy.com",                           proxy_auth=proxy_auth) as resp:        print(resp.status)

也可将代理的验证信息放在url中:

session.get("http://python.org",            proxy="http://user:[e-mail]")

与requests(另一个广受欢迎的http包)不同，aiohttp默认不会读取环境变量中的代理值。但你可以通过传递trust_env=True来让aiohttp.ClientSession读取HTTP_PROXY或HTTPS_PROXY环境变量中的代理信息(不区分大小写)。

async with aiohttp.ClientSession() as session:    async with session.get("http://python.org", trust_env=True) as resp:        print(resp.status)

查看响应状态码

我们可以查询响应状态码:

async with session.get(\'http://httpbin.org/get\') as resp:    assert resp.status == 200

获取响应头信息

我们可以查看服务器的响应信息, ClientResponse.headers使用的数据类型是CIMultiDcitProxy:

>>> resp.headers{\'ACCESS-CONTROL-ALLOW-ORIGIN\': \'*\', \'CONTENT-TYPE\': \'application/json\', \'DATE\': \'Tue, 15 Jul 2014 16:49:51 GMT\', \'SERVER\': \'gunicorn/18.0\', \'CONTENT-LENGTH\': \'331\', \'CONNECTION\': \'keep-alive\'}

这是一个特别的字典，它只为HTTP头信息而生。根据 RFC 7230，HTTP头信息中的名字是不分区大小写的。同时也支持多个不同的值对应同一个键。

所以我们可以通过任意形式访问它:

>>> resp.headers[\'Content-Type\']\'application/json\'>>> resp.headers.get(\'content-type\')\'application/json\'

所有的header信息都是由二进制数据转换而来，使用带有surrogateescape选项的UTF-8编码方式(surrogateescape是一种错误处理方式，详情看))。大部分时候都可以很好的工作，但如果服务器使用的不是标准编码就不能正常解码了。从 RFC 7230的角度来看这样的headers并不是合理的格式，你可以用ClientReponse.resp.raw_headers来查看原形:

>>> resp.raw_headers((b\'SERVER\', b\'nginx\'), (b\'DATE\', b\'Sat, 09 Jan 2016 20:28:40 GMT\'), (b\'CONTENT-TYPE\', b\'text/html; charset=utf-8\'), (b\'CONTENT-LENGTH\', b\'12150\'), (b\'CONNECTION\', b\'keep-alive\'))

获取响应cookies:

如果某响应包含一些Cookies，你可以很容易地访问他们:

url = \'http://example.com/some/cookie/setting/url\'async with session.get(url) as resp:    print(resp.cookies[\'example_cookie_name\'])

注意:

响应中的cookies只包含重定向链中最后一个请求中的Set-Cookies头信息设置的值。如果每一次重定向请求都收集一次cookies请使用 aiohttp.ClientSession对象.

获取响应历史

如果一个请求被重定向了，你可以用history属性查看其之前的响应:

>>> resp = await session.get(\'http://example.com/some/redirect/\')>>> resp<ClientResponse(http://example.com/some/other/url/) [200]>>>> resp.history(<ClientResponse(http://example.com/some/redirect/) [301]>,)

如果没有重定向或allow_redirects设置为False，history会被设置为空。

使用WebSockets

aiohttp提供开箱即用的客户端websocket。
你需要使用aiohttp.ClientSession.ws_connect()协程对象。它的第一个参数接受URL，返回值是ClientWebSocketResponse，这样你就可以用响应的方法与websocket服务器进行通信。

session = aiohttp.ClientSession()async with session.ws_connect(\'http://example.org/websocket\') as ws:    async for msg in ws:        if msg.type == aiohttp.WSMsgType.TEXT:            if msg.data == \'close cmd\':                await ws.close()                break            else:                await ws.send_str(msg.data + \'/answer\')        elif msg.type == aiohttp.WSMsgType.CLOSED:            break        elif msg.type == aiohttp.WSMsgType.ERROR:            break

你只能使用一种读取方式(例如await ws.receive() 或者 async for msg in ws:)和写入方法，但可以有多个写入任务，写入任务也是异步完成的(ws.send_str(\'data\'))。

设置超时

默认情况下每个IO操作有5分钟超时时间。可以通过给ClientSession.get()及其同类组件传递timeout来覆盖原超时时间:

async with session.get(\'https://github.com\', timeout=60) as r:    ...

None 或者0则表示不检测超时。
还可通过调用async_timeout.timeout上下文管理器来为连接和解析响应内容添加一个总超时时间:

import async_timeoutwith async_timeout.timeout(0.001):    async with session.get(\'https://github.com\') as r:        await r.text()

注意:

超时时间是累计的，包含如发送情况，重定向，响应解析，处理响应等所有操作在内…

愉快地结束:

当一个包含ClientSession的async with代码块的末尾行结束时(或直接调用了.close())，因为asyncio内部的一些原因底层的连接其实没有关闭。在实际使用中，底层连接需要有一个缓冲时间来关闭。然而，如果事件循环在底层连接关闭之前就结束了，那么会抛出一个 资源警告: 存在未关闭的传输(通道)(ResourceWarning: unclosed transport),如果警告可用的话。
为了避免这种情况，在关闭事件循环前加入一小段延迟让底层连接得到关闭的缓冲时间。
对于非SSL的ClientSession, 使用0即可(await asyncio.sleep(0)):

async def read_website():    async with aiohttp.ClientSession() as session:        async with session.get(\'http://example.org/\') as response:            await response.read()loop = asyncio.get_event_loop()loop.run_until_complete(read_website())# Zero-sleep to allow underlying connections to closeloop.run_until_complete(asyncio.sleep(0))loop.close()

对于使用了SSL的ClientSession, 需要设置一小段合适的时间:

...# Wait 250 ms for the underlying SSL connections to closeloop.run_until_complete(asyncio.sleep(0.250))loop.close()

合适的时间因应用程序而异。

当asyncio内部的运行机制改变时就可以让aiohttp去等待底层连接关闭在退出啦，上面这种额外的方法总会废弃啦。你也可以跟进问题#1925来参与改进。