python中的wsgi是什么？

Posted 2023-04-30 小家电维修

1.简单介绍

　　wsgi是需要安装的。

　　官方定义:wsgi是Web服务器网关接口（Python Web Server Gateway Interface，缩写为WSGI）是为Python语言定义的Web服务器和Web应用程序或框架之间的一种简单而通用的接口。

　　大白话:wsgi就是一种规范，提供了一种标准,一种sever与application之间的一种标准,它定义了使用web应用程序与Python编写的web服务器程序之间的接口格式，实现web应用程序与web服务器程序间的解耦。

 

　　几个关于WSGI相关的概念

　　WSGI：全称是Web Server Gateway Interface，WSGI不是服务器，python模块，框架，API或者任何软件，只是一种规范，描述web server如何与web application通信的规范。server和application的规范在PEP 3333中有具体描述。要实现WSGI协议，必须同时实现web server和web application，当前运行在WSGI协议之上的web框架有Torando,Flask,Django。（Torando使用后无法使用异步，另一篇文章会讲解）

　　uwsgi：与WSGI一样是一种通信协议，是uWSGI服务器的独占协议，用于定义传输信息的类型(type of information)，每一个uwsgi packet前4byte为传输信息类型的描述，与WSGI协议是两种东西，据说该协议是fcgi协议的10倍快。

　　uWSGI：是一个web服务器，实现了WSGI协议、uwsgi协议、http协议等。uWSGI 服务器可以作为一个独立的应用服务器，也可以与其他 Web 服务器（如 Nginx、Apache）一起使用，通过 WSGI 协议与 Python 应用程序通信。

 

2.WSGI引入

2.1 浏览器请求动态页面过程

 

 

2.2 问题

　　怎么在你刚建立的Web服务器上运行一个Django应用和Flask应用，如何不做任何改变而适应不同的web架构呢？

　　在以前，选择 Python web 架构会受制于可用的web服务器，反之亦然。如果架构和服务器可以协同工作，那就好了：

 

　　但有可能面对（或者曾有过）下面的问题，当要把一个服务器和一个架构结合起来时，却发现他们不是被设计成协同工作的：

 

　　那么，怎么可以不修改服务器和架构代码而确保可以在多个架构下运行web服务器呢？答案就是 Python Web Server Gateway Interface (或简称 WSGI，读作“wizgy”)。

 

　　WSGI允许开发者将选择web框架和web服务器分开。可以混合匹配web服务器和web框架，选择一个适合的配对。比如,可以在Gunicorn 或者 Nginx/uWSGI 或者 Waitress上运行 Django, Flask, 或 Pyramid。真正的混合匹配，得益于WSGI同时支持服务器和架构：

 

　　web服务器必须具备WSGI接口，所有的现代Python Web框架都已具备WSGI接口，它让你不对代码作修改就能使服务器和特点的web框架协同工作。

　　WSGI由web服务器支持，而web框架允许你选择适合自己的配对，但它同样对于服务器和框架开发者提供便利使他们可以专注于自己偏爱的领域和专长而不至于相互牵制。其他语言也有类似接口：java有Servlet API，Ruby 有 Rack。

　　所以到这里，其实就是一个问题？为什么需要WSGI？

　　首先，我们明确一下web应用处理请求的具体流程：

1. 用户操作操作浏览器发送请求；
2. 请求转发至对应的web服务器
3. web服务器将请求转交给web应用程序，web应用程序处理请求
4. web应用将请求结果返回给web服务器，由web服务器返回用户响应结果
5. 浏览器收到响应，向用户展示

　　可以看到，请求时Web服务器需要和web应用程序进行通信，但是web服务器有很多种啊，Python web应用开发框架也对应多种啊，所以WSGI应运而生，定义了一套通信标准。试想一下，如果不统一标准的话，就会存在Web框架和Web服务器数据无法匹配的情况，那么开发就会受到限制，这显然不合理的。

　　既然定义了标准，那么WSGI的标准或规范是？

　　web服务器在将请求转交给web应用程序之前，需要先将http报文转换为WSGI规定的格式。

　　WSGI规定，Web程序必须有一个可调用对象，且该可调用对象接收两个参数，返回一个可迭代对象：

1. environ：字典，包含请求的所有信息
2. start_response：在可调用对象中调用的函数，用来发起响应，参数包括状态码，headers等

　　下面来更加详细的讲解一下什么是WSGI？

 

3.什么是WSGI

　　(1)、RESTful只是设计风格而不是标准，而WSGI（Web Server Gateway Interface，Web服务器网关接口）则是Python语言中所定义的Web服务器和Web应用程序之间或框架之间的通用接口标准。

　　(2)、WSGI就是一座桥梁，桥梁的一端称为服务端或网关端，另一端称为应用端或者框架端，WSGI的作用就是在协议之间进行转化。WSGI将Web组件分成了三类：Web 服务器（WSGI Server）、Web中间件（WSGI Middleware）与Web应用程序（WSGI Application）。

　　(3)、Web Server接收HTTP请求，封装一系列环境变量，按照WSGI接口标准调用注册的WSGI Application，最后将响应返回给客户端。

　　(4)、Web应用的本质：

1)、浏览器发送HTTP请求

2)、服务器接收到请求，生成HTML文档

3)、服务器把HTML文档作为HTTP响应的Body发送给浏览器

4)、浏览器收到HTTP响应，从HTTP Body取出HTML文档进行显示

　　接受HTTP请求、解析HTTP请求、发送HTTP响应都是重复的苦力活，如果我们自己来写这些底层代码，还没开始写HTML，先要花半把个月研读HTTP规范。所以底层的代码应该由专门的服务器软件实现，我们用python专注于生成HTML文档。

　　因为我们不想要接触TCP连接、HTTP原始请求和响应格式。所以需要一个统一的接口，专心用python编写Web业务。

 

4.WSGI的接口

　　1.WSGI接口定义格式

　　WSGI接口定义非常简单，它只要求Web开发者实现一个函数，就可以响应HTTP请求。我们来看一个最简单的Web版本的“Hello World!”：

def application(environ, start_response):
    start_response(\'200 OK\', [(\'Content-Type\', \'text/html\')])
    return \'Hello World!\'

 

　　2.参数解释

　　上面的application()函数就是符合WSGI标准的一个HTTP处理函数，它接收两个参数：

• environ：一个包含所有HTTP请求信息的dict对象；在用户向服务器请求数据时获得
• start_response：一个发送HTTP响应的函数，就是一个回调函数，用来生成服务器对浏览器的响应头部。

 

　　3.回调函数start_response解析

　　在application()函数中，调用：

start_response(\'200 OK\', [(\'Content-Type\', \'text/html\')])

　　start_response()函数接收两个参数：

• 一个是HTTP响应码
• 一个是一组元组列表list表示的HTTP Header，每个Header用一个包含两个str的tuple表示。

　　start_response的作用是限制响应Body的内容形式以及提供响应的状态码信息===》Header，所以这个回调函数的作用就是发送HTTP响应的Header

　　注意Header只能发送一次，也就是只能调用一次start_response()。

　　然后，把函数的返回值作为HTTP响应的Body发送给浏览器。

 

　　4.WSGI的作用

　　整个application()函数本身没有涉及到任何解析HTTP的部分，也就是说，把底层web服务器解析部分和应用程序逻辑部分进行了分离，这样开发者就可以专心做一个领域了

　　不过，等等，这个application()函数怎么调用？如果我们自己调用，两个参数environ和start_response我们没法提供，返回的str也没法发给浏览器。

　　所以application()函数必须由WSGI服务器来调用。有很多符合WSGI规范的服务器。而我们此时的web服务器项目的目的就是做一个既能解析静态网页还可以解析动态网页的服务器

 

5.一个课堂上完整的例子

　　老师说wsgi的原理本质上就是socket，wsgi帮我们做了很多事情，比如一些数据处理等，然后在把数据交给web框架，而只有tornado没有wsgi，其余的框架基本都有，但是只有tornado有异步处理。

　　接下来，用一个简单的代码一步一步来剖析一下这个web框架的底层原理。

　　首先下面的代码，就是利用wsgi来写一个web框架。

 

　　接下来

 

　　继续

 

　　结果，本质上就是socket

 

　　搞清楚wsgi后，看看所有的代码的作用

 

　　使用web界面访问，就会返回以下

 

　　但是这样只是固定的永远返回的相同的字符，这样肯定不行，所以，需要根据用户输入的url来判断，然后进行返回不一样的内容。

 

 

6.使用WSGI实现一个mini_frame（web框架）

 

 

7.总结

　　wsgi就是一种规范，它定义了使用web应用程序与Python编写的web服务器程序之间的接口格式.无论多么复杂的Web应用程序，入口都是一个WSGI处理函数。HTTP请求的所有输入信息都可以通过environ获得，HTTP响应的输出都可以通过start_response()加上函数返回值作为Body。

　　Flask中的werkzeug工作原理类似.

 

8.参考

参考:

https://wolfmua.blog.csdn.net/article/details/106195774

https://zhuanlan.zhihu.com/p/95942024

https://blog.csdn.net/qq_40333984/article/details/125777176

https://zhuanlan.zhihu.com/p/95942024

作者：小家电维修

出处：https://www.cnblogs.com/lizexiong/

转世燕还故榻,为你衔来二月的花。

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9-1 Python WSGI与web框架常考点

一、考点聚焦

WSGI；常见web框架
1.什么是WSGI？
2.常用的 Python Web框架 Django/Flask/Tornado对比
3.Web框架的组成（淡化框架、加强基础）

二、什么是WSGI?

为什么需要它？我们经常使用uwsgi/gunicorn来部署Django/Flask应用，为什么Flask/Django都可以运行在gunicorn之上？
1.Python Web Server Gateway Interface(pep3333)
2.解决 Python Web Server乱象 mod_python, CGI, FastCGI等
3.描述了Web Server(Gunicorn/uWSGI)如何与Web框架（Flask/Django）交互，Web框架如何处理请求

def application(environ, start_response)

• application就是WSGI app，一个可调用对象
• 参数：
  • environ ：一个包含 WSGI环境信息的字典，由WSGI服务器提供，常见的 key 有PATH_INFO, QUERY_STRING等
  • start_response：生成WSGI响应的回调函数，接收两个参数，status和headers
• 函数返回响应体的迭代器

我们编写一个兼容 WSGI的web小应用：

def myapp(environ, start_response):
	print9environ['QUERY_STRING']   # web server 把HTTP参数信息通过 environ 传递给 web 框架
	status = '200 ok'
	headers = [('Content-Type', 'text/html; charset=utf8')]
	
	start_response(status, headers)
	return [b'<h1>Hello World</h1>']  # 可迭代对象，返回 字节

if __name__ == '__main__':
	from wsgiref.simple_server import make_server
	httpd = make_server('127.0.0.1', 8888, myapp)
	httpd.serve_forever()

运行结果：

封装示例：

class Application:
	def __init__(self, routers, **kwargs):
		self.routers = routers

	def __call__(self, environ, start_response):
		try:
			request = Request(environ)
			callback, args = routers.match(request.path)
			response = callback(request, *args)
		except NotFoundError:
			response = Response("<h1>Not Found</h1>", status=404)

		start_response(response.status, response.headers.items())
		return iter(response)

三、常用的Python Web框架对比

Django vs Flask vs Tornado
1.Django：大而全，内置ORM、Admin等组件，第三方插件较多
2.Flask：微框架，插件机制，比较灵活。（可以用cookiecutter-flask生成统项目模板）
3.Tornado：异步支持的微框架和异步网络库

四、什么是MVC？

MVC：模型(Model)，视图(View)，控制器(Controller)
是为了解耦数据、展示和操作
1.Model：负责业务对象和数据库的交互（ORM）
2.View：负责与用户的交互展示
3.Controller：接收请求参数调用模型和视图完成请求

处理流程：

五、什么是ORM？

Object Relational Mapping，对象关系映射。比如：Sqlalchemy、Django ORM、Peewee
1.用于实现业务对象与数据表中的字段映射。
2.优势：代码更加面向对象，代码量更少，灵活性高，提升开发效率
3.缺点：拼接对象比较耗时，有一定性能影响

六、一个Web框架的组成？

1.中间件，用于请求之前和请求之后做一些处理（比如记录日志等）
2.路由、表单验证、权限认证，ORM，视图函数，模板渲染，序列化
3.第三方插件：Redis连接，RESTful支持等

七、什么是Gunicorn?

Gunicorn：Python WSGI HTTP Server
1.纯Python编写的高性能的WSGI Server
2.pre-fork预先分配多个worker进程处理请求(master-slave)
3.多种workder支持：Sync/Async(Gevent)/Tornado/AsyncIO