Web框架之Tornado

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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了Web框架之Tornado相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

前言

Tornado是使用Python编写的一个强大的、可扩展的Web服务器。它在处理严峻的网络流量时表现得足够强健，但却在创建和编写时有着足够的轻量级，并能够被用在大量的应用和工具中。

Tornado是基于Bret Taylor和其他人员为FriendFeed所开发的网络服务框架，当FriendFeed被Facebook收购后得以开源。不同于那些最多只能达到10,000个并发连接的传统网络服务器，Tornado在设计之初就考虑到了性能因素，旨在解决C10K问题，这样的设计使得其成为一个拥有非常高性能的框架。此外，它还拥有处理安全性、用户验证、社交网络以及与外部服务（如数据库和网站API）进行异步交互的工具。

Tornado所做的是能够快速简单地编写高速的Web应用。如果编写一个可扩展的社交应用、实时分析引擎，或RESTful API，那么简单而强大的Python，以及Tornado正是为你准备的！

总之，Tornado也很强大！！！

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

Tornado各模块

# 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、Facebook、Yahoo BBAuth、FriendFeed...）
    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

Hello，world

# 经典HelloWorld示例

import tornado.ioloop
import tornado.web

class MainHandler(tornado.web.RequestHandler):
    def get(self):
        self.write("Hello, world")

application = tornado.web.Application([
    (r"/", MainHandler),
])

if __name__ == "__main__":
    application.listen(8888)
    tornado.ioloop.IOLoop.instance().start()

路由系统

路由系统其实就是 url 和 类 的对应关系，这里不同于其他框架，其他很多框架均是 url 对应 函数，Tornado中每个url对应的是一个类。

Tornado中原生支持二级域名的路由，如：

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.baidu.com",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：

  1. 程序为每一个请求创建一个 RequestHandler 对象；
  2. 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。
  3. 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。
  4. 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"))
])

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" : "tpl"

1、基本使用

#!/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>老男孩</title>
    <link href="{{static_url("css/common.css")}}" rel="stylesheet" />
</head>
<body>

    <div>
        <ul>
            {% for item in list_info %}
                <li>{{item}}</li>
            {% end %}
        </ul>
    </div>
    
    <script src="{{static_url("js/jquery-1.8.2.min.js")}}"></script>
    
</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
其它方法

2、母版

<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
    <meta http-equiv="Content-Type" content="text/html; charset=UTF-8"/>
    <title>老男孩</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>
header.html
<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
    <meta http-equiv="Content-Type" content="text/html; charset=UTF-8"/>
    <title>老男孩</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

# uimethods.py
 
def tab(self):
    return \'UIMethod\'
uimethods.py
#!/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>\')
uimodule.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()
View Code

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>
DEMO.html

静态文件

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/\',
}
# html使用

<head lang="en">
    <title>Nick</title>
    <link href="{{static_url("commons.css")}}" rel="stylesheet" />
</head>

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=")

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\': \'/static/\',
    \'cookie_secret\': \'aiuasdhflashjdfoiuashdfiuh\'
}
 
application = tornado.web.Application([
    (r"/index", MainHandler),
    (r"/login", LoginHandler),
], **settings)
 
 
if __name__ == "__main__":
    application.listen(8888)
    tornado.ioloop.IOLoop.instance().start()
基于cookie实现用户验证-DEMO

3、JavaScript操作Cookie

由于Cookie保存在浏览器端，所以在浏览器端也可以使用JavaScript来操作Cookie

/*
设置cookie，指定秒数过期
 */
function setCookie(name,value,expires){
    var temp = [];
    var current_date = new Date();
    current_date.setSeconds(current_date.getSeconds() + 5);
    document.cookie = name + "= "+ value +";expires=" + current_date.toUTCString();
}

对于参数：

  • domain   指定域名下的cookie
  • path       域名下指定url中的cookie
  • secure    https使用

注：jQuery中也有指定的插件 jQuery Cookie 专门用于操作cookie，猛击这里

异步非阻塞

1、基本使用

装饰器 + Future 从而实现Tornado的异步非阻塞

class AsyncHandler(tornado.web.RequestHandler):
 
    @gen.coroutine
    def get(self):
        future = Future()
        future.add_done_callback(self.doing)
        yield future
        # 或
        # tornado.ioloop.IOLoop.current().add_future(future,self.doing)
        # yield future
 
    def doing(self,*args, **kwargs):
        self.write(\'async\')
        self.finish()

当发送GET请求时，由于方法被@gen.coroutine装饰且yield 一个 Future对象，那么Tornado会等待，等待用户向future对象中放置数据或者发送信号，如果获取到数据或信号之后，就开始执行doing方法。

异步非阻塞体现在当在Tornaod等待用户向future对象中放置数据时，还可以处理其他请求。

注意：在等待用户向future对象中放置数据或信号时，此连接是不断开的。

2，httpclient类库

Tornado提供了httpclient类库用于发送Http请求，其配合Tornado的异步非阻塞使用。

class AsyncHandler(tornado.web.RequestHandler):
    @gen.coroutine
    def get(self):
        from tornado import httpclient
 
        http = httpclient.AsyncHTTPClient()
        yield http.fetch("http://www.google.com", self.endding)
 
 
    def endding(self, response):
        print(len(response.body))
        self.write(\'ok\')
        self.finish()

3，自定义web非阻塞框架

import socket
import select
import time


class HttpRequest(object):
    """
    用户封装用户请求信息
    """

    def __init__(self, content):
        """
        :param content:用户发送的请求数据：请求头和请求体
        """
        self.content = content

        self.header_bytes = bytes()
        self.body_bytes = bytes()

        self.header_dict =以上是关于Web框架之Tornado的主要内容，如果未能解决你的问题，请参考以下文章
 

 Python-----Web框架之Tornado


 Web框架之Tornado


 玩转PythonWeb框架之Tornado


 Web框架之Tornado


 Web框架之Tornado


 Web框架之Tornado