Tornado web 框架
Posted 丰の博客园
tags:
篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了Tornado web 框架相关的知识，希望对你有一定的参考价值。
一、简介
Tornado 是 FriendFeed 使用的可扩展的非阻塞式 web 服务器及其相关工具的开源版本。这个 Web 框架看起来有些像web.py 或者 Google 的 webapp，不过为了能有效利用非阻塞式服务器环境，这个 Web 框架还包含了一些相关有用工具及优化。
Tornado 和现在的主流 Web 服务器框架（包括大多数 Python 的框架）有着明显的区别：它是非阻塞式服务器，而且速度相当快。得利于其非阻塞的方式和对 epoll 的运用，Tornado 每秒可以处理数以千计的连接，这就意味着对于实时的 Web 服务来说，Tornado 是一个理想的 Web 框架。开发这个 Web 服务器的主要目的就是为了处理 FriendFeed 的实时功能 ——在 FriendFeed 的应用里每一个活动用户都会保持着一个服务器连接。（关于如何扩容服务器，以处理数以千计的客户端的连接的问题，请参阅 C10K problem。）
请参见 Tornado 文档 或 Tornado 原文文档(镜像)以详细了解该 Web 框架。
下载和安装
pip安装 pip3 install tornado 源码安装 tar xvzf tornado-4.4.1.tar.gz cd tornado-4.4.1 python setup.py build sudo python setup.py install
源码下载：tornado-1.2.1.tar.gz、 tornado-4.4.1.tar.gz
主要模块 web - FriendFeed 使用的基础 Web 框架，包含了 Tornado 的大多数重要的功能 escape - Xhtml, JSON, URL 的编码/解码方法 database - 对 mysqldb 的简单封装，使其更容易使用 template - 基于 Python 的 web 模板系统 httpclient - 非阻塞式 HTTP 客户端，它被设计用来和 web 及 httpserver 协同工作 auth - 第三方认证的实现（包括 Google OpenID/OAuth、Facebook Platform、Yahoo BBAuth、FriendFeed OpenID/OAuth、Twitter OAuth） locale - 针对本地化和翻译的支持 options - 命令行和配置文件解析工具，针对服务器环境做了优化 底层模块 httpserver - 服务于 web 模块的一个非常简单的 HTTP 服务器的实现 iostream - 对非阻塞式的 socket 的简单封装，以方便常用读写操作 ioloop - 核心的 I/O 循环 Tornado 各模块
二、Hello, world
"Hello, world" 及 Application settings 基本配置：
import tornado.ioloop
import tornado.web
# import uimodules as md
# import uimethods as mt
class MainHandler(tornado.web.RequestHandler):
def get(self):
self.write("Hello, world")
settings = {
\'template_path\': \'views\', # html文件
\'static_path\': \'statics\', # 静态文件（css,js,img）
\'static_url_prefix\': \'/statics/\',# 静态文件前缀
\'cookie_secret\': \'suoning\', # cookie自定义字符串加盐
# \'xsrf_cookies\': True, # 防止跨站伪造
# \'ui_methods\': mt, # 自定义UIMethod函数
# \'ui_modules\': md, # 自定义UIModule类
}
application = tornado.web.Application([
(r"/", MainHandler),
], **settings)
if __name__ == "__main__":
application.listen(8888)
tornado.ioloop.IOLoop.instance().start()
三、方法
1、处理程序和参数
请求来时，程序会用正则匹配相应路由地址，并交付于 tornado.web.RequestHandler 的子类处理；子类会根据请求方式（post / get / delete ...）的不同调用并执行相应的方法，方法返回字符串内容并发送到浏览器。
self.write("<h1>Hello, World</h1>") # html代码直接写在浏览器客户端
self.render("index.html") # 返回html文件,调用render_string(),内部其实是打开并读取文件,返回内容
self.redirect("http://www.cnblogs.com/suoning",permanent=False) # 跳转重定向,参数代表是否永久重定向
name = self.get_argument("name") # 获取客户端传入的参数值
name = self.get_arguments("name") # 获取多个值，类别形式
file = self.request.files["filename"] # 获取客户端上传的文件
raise tornado.web.HTTPError(403) # 返回错误信息给客户端
2、重写 RequestHandler 的方法函数
对于一个请求的处理过程代码调用次序如下：
- 程序为每一个请求创建一个 RequestHandler 对象；
- 程序调用
initialize()函数，这个函数的参数是Application配置中的关键字参数定义。（initialize方法是 Tornado 1.1 中新添加的，旧版本中你需要重写__init__以达到同样的目的）initialize方法一般只是把传入的参数存到成员变量中，而不会产生一些输出或者调用像send_error之类的方法。 - 程序调用
prepare()。无论使用了哪种 HTTP 方法，prepare都会被调用到，因此这个方法通常会被定义在一个基类中，然后在子类中重用。prepare可以产生输出信息。如果它调用了finish（或send_error` 等函数），那么整个处理流程就此结束。 - 程序调用某个 HTTP 方法：例如
get()、post()、put()等。如果 URL 的正则表达式模式中有分组匹配，那么相关匹配会作为参数传入方法。
重写 initialize() 函数（会在创建RequestHandler对象后调用）：
class ProfileHandler(tornado.web.RequestHandler):
def initialize(self,database):
self.database = database
def get(self):
self.write("result:" + self.database)
application = tornado.web.Application([
(r"/init", ProfileHandler, dict(database="database"))
])
四、模板引擎
Tornao中的模板语言和django中类似，模板引擎将模板文件载入内存，然后将数据嵌入其中，最终获取到一个完整的字符串，再将字符串返回给请求者。
Tornado 的模板支持“控制语句”和“表达语句”，控制语句是使用 {% 和 %} 包起来的 例如 {% if len(items) > 2 %}。表达语句是使用 {{ 和 }} 包起来的，例如 {{ items[0] }}。
控制语句和对应的 Python 语句的格式基本完全相同。我们支持 if、for、while 和 try，这些语句逻辑结束的位置需要用 {% end %} 做标记。还通过 extends 和 block 语句实现了模板继承。这些在 template 模块 的代码文档中有着详细的描述。
注：在使用模板前需要在setting中设置模板路径："template_path" : "views"
#!/usr/bin/env python # -*- coding:utf-8 -*- import tornado.ioloop import tornado.web class MainHandler(tornado.web.RequestHandler): def get(self): self.render("index.html", list_info = [11,22,33]) application = tornado.web.Application([ (r"/index", MainHandler), ]) if __name__ == "__main__": application.listen(8888) tornado.ioloop.IOLoop.instance().start() app.py
<!DOCTYPE html> <html> <head> <meta http-equiv="Content-Type" content="text/html; charset=UTF-8"/> <title>Nick</title> </head> <body> <div> <ul> {% for item in list_info %} <li>{{item}}</li> {% end %} </ul> </div> </body> </html> index.html
在模板中默认提供了一些函数、字段、类以供模板使用：
escape: tornado.escape.xhtml_escape 的別名
xhtml_escape: tornado.escape.xhtml_escape 的別名
url_escape: tornado.escape.url_escape 的別名
json_encode: tornado.escape.json_encode 的別名
squeeze: tornado.escape.squeeze 的別名
linkify: tornado.escape.linkify 的別名
datetime: Python 的 datetime 模组
handler: 当前的 RequestHandler 对象
request: handler.request 的別名
current_user: handler.current_user 的別名
locale: handler.locale 的別名
_: handler.locale.translate 的別名
static_url: for handler.static_url 的別名
xsrf_form_html: handler.xsrf_form_html 的別名
其他方法
2、母版
<!DOCTYPE html> <html> <head> <meta http-equiv="Content-Type" content="text/html; charset=UTF-8"/> <title>Nick</title> <link href="{{static_url("css/common.css")}}" rel="stylesheet" /> {% block CSS %}{% end %} </head> <body> <div class="pg-header"> </div> {% block RenderBody %}{% end %} <script src="{{static_url("js/jquery-1.8.2.min.js")}}"></script> {% block javascript %}{% end %} </body> </html> layout.html
{% extends \'layout.html\'%} {% block CSS %} <link href="{{static_url("css/index.css")}}" rel="stylesheet" /> {% end %} {% block RenderBody %} <h1>Index</h1> <ul> {% for item in li %} <li>{{item}}</li> {% end %} </ul> {% end %} {% block JavaScript %} {% end %} index.html
3、导入
<div> <ul> <li>1024</li> <li>42区</li> </ul> </div>
<!DOCTYPE html> <html> <head> <meta http-equiv="Content-Type" content="text/html; charset=UTF-8"/> <title>Nick</title> <link href="{{static_url("css/common.css")}}" rel="stylesheet" /> </head> <body> <div class="pg-header"> {% include \'header.html\' %} </div> <script src="{{static_url("js/jquery-1.8.2.min.js")}}"></script> </body> </html> index.html
4、自定义UIMethod以UIModule
a.定义
def tab(self):
return \'UIMethod\'
#!/usr/bin/env python # -*- coding:utf-8 -*- from tornado.web import UIModule from tornado import escape class custom(UIModule): def render(self, *args, **kwargs): return escape.xhtml_escape(\'<h1>nick</h1>\') #return escape.xhtml_escape(\'<h1>suoning</h1>\') uimodules.py
b.注册
#!/usr/bin/env python # -*- coding:utf-8 -*- import tornado.ioloop import tornado.web from tornado.escape import linkify import uimodules as md import uimethods as mt class MainHandler(tornado.web.RequestHandler): def get(self): self.render(\'index.html\') settings = { \'template_path\': \'template\', \'static_path\': \'static\', \'static_url_prefix\': \'/static/\', \'ui_methods\': mt, \'ui_modules\': md, } application = tornado.web.Application([ (r"/index", MainHandler), ], **settings) if __name__ == "__main__": application.listen(8009) tornado.ioloop.IOLoop.instance().start()
c.使用
<!DOCTYPE html> <html> <head lang="en"> <meta charset="UTF-8"> <title>Nick</title> <link href="{{static_url("commons.css")}}" rel="stylesheet" /> </head> <body> <h1>hello</h1> {% module custom(123) %} {{ tab() }} </body>
五、静态文件和主动式文件缓存.
在应用配置 settings 中指定 static_path 选项来提供静态文件服务；
在应用配置 settings 中指定 static_url_prefix 选项来提供静态文件前缀服务；
在导入静态文件时用 {{static_url(\'XX.css\')}} 方式实现主动缓存静态文件
settings = {
\'template_path\': \'views\',
\'static_path\': \'static\',
\'static_url_prefix\': \'/static/\',
}
<head lang="en">
<title>Nick</title>
<link href="{{static_url("commons.css")}}" rel="stylesheet" />
</head>
六、 Cookie
1、基本Cookie
set_cookie 方法在用户的浏览中设置 cookie；
get_cookie 方法在用户的浏览中获取 cookie。
class MainHandler(tornado.web.RequestHandler):
def get(self):
if not self.get_cookie("mycookie"):
self.set_cookie("mycookie", "myvalue")
self.write("Your cookie was not set yet!")
else:
self.write("Your cookie was set!")
2、加密Cookie（签名）
Cookie 很容易被恶意的客户端伪造。加入你想在 cookie 中保存当前登陆用户的 id 之类的信息，你需要对 cookie 作签名以防止伪造。Tornado 通过 set_secure_cookie 和 get_secure_cookie 方法直接支持了这种功能。 要使用这些方法，你需要在创建应用时提供一个密钥，名字为 cookie_secret。 你可以把它作为一个关键词参数传入应用的设置中：
class MainHandler(tornado.web.RequestHandler):
def get(self):
if not self.get_secure_cookie("mycookie"):
self.set_secure_cookie("mycookie", "myvalue")
self.write("Your cookie was not set yet!")
else:
self.write("Your cookie was set!")
application = tornado.web.Application([
(r"/", MainHandler),
], cookie_secret="61oETzKXQAGaYdkL5gEmGeJJFuYh7EQnp2XdTP1o/Vo=")
def _create_signature_v1(secret, *parts): hash = hmac.new(utf8(secret), digestmod=hashlib.sha1) for part in parts: hash.update(utf8(part)) return utf8(hash.hexdigest()) # 加密 def _create_signature_v2(secret, s): hash = hmac.new(utf8(secret), digestmod=hashlib.sha256) hash.update(utf8(s)) return utf8(hash.hexdigest()) def create_signed_value(secret, name, value, version=None, clock=None, key_version=None): if version is None: version = DEFAULT_SIGNED_VALUE_VERSION if clock is None: clock = time.time timestamp = utf8(str(int(clock()))) value = base64.b64encode(utf8(value)) if version == 1: signature = _create_signature_v1(secret, name, value, timestamp) value = b"|".join([value, timestamp, signature]) return value elif version == 2: # The v2 format consists of a version number and a series of # length-prefixed fields "%d:%s", the last of which is a # signature, all separated by pipes. All numbers are in # decimal format with no leading zeros. The signature is an # HMAC-SHA256 of the whole string up to that point, including # the final pipe. # # The fields are: # - format version (i.e. 2; no length prefix) # - key version (integer, default is 0) # - timestamp (integer seconds since epoch) # - name (not encoded; assumed to be ~alphanumeric) # - value (base64-encoded) # - signature (hex-encoded; no length prefix) def format_field(s): return utf8("%d:" % len(s)) + utf8(s) to_sign = b"|".join([ b"2", format_field(str(key_version or 0)), format_field(timestamp), format_field(name), format_field(value), b\'\']) if isinstance(secret, dict): assert key_version is not None, \'Key version must be set when sign key dict is used\' assert version >= 2, \'Version must be at least 2 for key version support\' secret = secret[key_version] signature = _create_signature_v2(secret, to_sign) return to_sign + signature else: raise ValueError("Unsupported version %d" % version) # 解密 def _decode_signed_value_v1(secret, name, value, max_age_days, clock): parts = utf8(value).split(b"|") if len(parts) != 3: return None signature = _create_signature_v1(secret, name, parts[0], parts[1]) if not _time_independent_equals(parts[2], signature): gen_log.warning("Invalid cookie signature %r", value) return None timestamp = int(parts[1]) if timestamp < clock() - max_age_days * 86400: gen_log.warning("Expired cookie %r", value) return None if timestamp > clock() + 31 * 86400: # _cookie_signature does not hash a delimiter between the # parts of the cookie, so an attacker could transfer trailing # digits from the payload to the timestamp without altering the # signature. For backwards compatibility, sanity-check timestamp # here instead of modifying _cookie_signature. gen_log.warning("Cookie timestamp in future; possible tampering %r", value) return None if parts[1].startswith(b"0"): gen_log.warning("Tampered cookie %r", value) return None try: return base64.b64decode(parts[0]) except Exception: return None def _decode_fields_v2(value): def _consume_field(s): length, _, rest = s.partition(b\':\') n = int(length) field_value = rest[:n] # In python 3, indexing bytes returns small integers; we must # use a slice to get a byte string as in python 2. if rest[n:n + 1] != b\'|\': raise ValueError("malformed v2 signed value field") rest = rest[n + 1:] return field_value, rest rest = value[2:] # remove version number key_version, rest = _consume_field(rest) timestamp, rest = _consume_field(rest) name_field, rest = _consume_field(rest) value_field, passed_sig = _consume_field(rest) return int(key_version), timestamp, name_field, value_field, passed_sig def _decode_signed_value_v2(secret, name, value, max_age_days, clock): try: key_version, timestamp, name_field, value_field, passed_sig = _decode_fields_v2(value) except ValueError: return None signed_string = value[:-len(passed_sig)] if isinstance(secret, dict): try: secret = secret[key_version] except KeyError: return None expected_sig = _create_signature_v2(secret, signed_string) if not _time_independent_equals(passed_sig, expected_sig): return None if name_field != utf8(name): return None timestamp = int(timestamp) if timestamp < clock() - max_age_days * 86400: # The signature has expired. return None try: return base64.b64decode(value_field) except Exception: return None def get_signature_key_version(value): value = utf8(value) version = _get_version(value) if version < 2: return None try: key_version, _, _, _, _ = _decode_fields_v2(value) except ValueError: return None return key_version 内部算法
加密Cookice的本质：
写cookie过程：
- 将值进行base64加密
- 对除值以外的内容进行签名，哈希算法（无法逆向解析）
- 拼接 签名 + 加密值
读cookie过程：
- 读取 签名 + 加密值
- 对签名进行验证
- base64解密，获取值内容
注：许多API验证机制和安全cookie的实现机制相同。
#!/usr/bin/env python # -*- coding:utf-8 -*- import tornado.ioloop import tornado.web class MainHandler(tornado.web.RequestHandler): def get(self): login_user = self.get_secure_cookie("login_user", None) if login_user: self.write(login_user) else: self.redirect(\'/login\') class LoginHandler(tornado.web.RequestHandler): def get(self): self.current_user() self.render(\'login.html\', **{\'status\': \'\'}) def post(self, *args, **kwargs): username = self.get_argument(\'name\') password = self.get_argument(\'pwd\') if username == \'nick\' and password == \'nicknick\': self.set_secure_cookie(\'login_user\', \'nick\') self.redirect(\'/\') else: self.render(\'login.html\', **{\'status\': \'用户名或密码错误\'}) settings = { \'template_path\': \'template\', \'static_path\': \'static\', \'static_url_prefix<以上是关于Tornado web 框架的主要内容，如果未能解决你的问题，请参考以下文章
Python web框架 Tornado自定义session组件