Django框架原理

Posted 2021-01-07 mjc69213

一、HTTP协议

1、什么是HTTP协议

协议就是约束双方的一个准则HTTP，超文本传输协议（HyperText Transfer Protocol) 是互联网上应用最为广泛的一种网络协议 所有的WWW文件都必须遵守这个标准 设计HTTP最初的目的是为了提供一种发布和接收html页面的方法、约束请求与响应的规则。

2、HTTP的组成部分

（1）请求

（2）响应

请求和响应都是成对存在的。

3、请求的发送方式

 

• 通过浏览器的地址栏
• 通过html当中的form表单
• 通过a链接的href
• src属性

4、请求部分

浏览器====>服务器

原始的请求部分

b‘GET / HTTP/1.1
Host: 127.0.0.1:8080
Connection: keep-alive
Cache-Control: max-age=0
Upgrade-Insecure-Requests: 1
User-Agent: Mozilla/5.0 (Windows NT 6.1; WOW64) AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko) Chrome/66.0.3355.4 Safari/537.36
Accept: text/html,application/xhtml+xml,application/xml;q=0.9,image/webp,image/apng,*/*;q=0.8
Accept-Encoding: gzip, deflate, br
Accept-Language: zh-CN,zh;q=0.9
Cookie: csrftoken=CtHePYARJOKNx5oNVwxIteOJXpNyJ29L4bW4506YoVqFaIFFaHm0EWDZqKmw6Jm8

‘

 

按换行分隔后的请求部分

GET / HTTP/1.1  
Host: 127.0.0.1:8080  
Connection: keep-alive  
Cache-Control: max-age=0  
Upgrade-Insecure-Requests: 1  
User-Agent: Mozilla/5.0 (Windows NT 6.1; WOW64) AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko) Chrome/66.0.3355.4 Safari/537.36  
Accept: text/html,application/xhtml+xml,application/xml;q=0.9,image/webp,image/apng,*/*;q=0.8  
Accept-Encoding: gzip, deflate, br  
Accept-Language: zh-CN,zh;q=0.9  
Cookie: csrftoken=CtHePYARJOKNx5oNVwxIteOJXpNyJ29L4bW4506YoVqFaIFFaHm0EWDZqKmw6Jm8

 

（1）请求行

请求行以一个方法符号开头，以空格分开，后面跟着请求的URI和协议的版本，其中 Method表示请求方法；Request-URI是一个统一资源标识符；HTTP-Version表示请求的HTTP协议版本；

GET / HTTP/1.1

请求方式：POST、GET

请求的资源：/Myxq/login.html?username=myxq&pwd=1234

协议版本：
HTTP/1.0
发送请求，创建一次连接
获得一个web资源，连接断开
HTTP/1.1
发送请求，创建一次连接
获得多个web资源，保持连接

（2）请求头

请求头是客户端发送给服务器端的一些信息，使用键值对表示key：value

常见请求头`Referer`：
浏览器通知服务器，当前请求来自何处。
如果是直接访问
则不会有这个头。常用于：防盗链

`If-Modified-Since`：
浏览器通知服务器
本地缓存的最后变更时间。

`Cookie`：用于存放浏览器缓存的cookie信息。

`User-Agent`：
浏览器通知服务器
客户端浏览器与操作系统相关信息

`Connection`：
保持连接状态。Keep-Alive 连接中，close 已关闭
`Host`：请求的服务器主机名

`Content-Length`：请求体的长度

`Content-Type`：如果是POST请求，会有这个头，
默认值为`application/x-www-form-urlencoded`，
表示请求体内容使用url编码

`Accept`：
浏览器可支持的MIME类型。
文件类型的一种描述方式`text/html` ，
`html`文件
`text/css`，
`css`文件`text/javascript`，
`js`文件`image`，所有图片文件

`Accept-Encoding`：
浏览器通知服务器
浏览器支持的数据压缩格式。
如：GZIP压缩

`Accept-Language`：
浏览器通知服务器，浏览器支持的语言
自动的把客户端的信息发送给服务器

（3）请求体

当请求方式是post的时，请求体会有请求的参数，如果请求方式为get，那么请求参数不会出现在请求体中，会拼接在url地址后面。

小结：

格式：
请求方式 URL 协议版本
k1: v1
k2:v2

请求体（请求数据） 可以有可以没有 GET请求没有请求数据

5、响应部分

服务器=====>浏览器

点击view source之后显示如下图

 

（1）响应行

服务器响应给客户端浏览器的状态码，根据不同的状态码，可以看出此次请求的结果如何

Http协议状态码
    `200` ：请求成功
     302 ：请求重定向
     304 ：请求资源没有改变，访问本地缓存。
     404 ：请求资源不存在。
           通常是用户路径编写错误，
　         也可能是服务器资源已删除。
　   500 ：服务器内部错误。通常程序抛异常。

其它状态码
成功 

   200 　OK 

   201 　已创建 

   202　 接收 

   203　 非认证信息 

   204　 无内容 

   205 　重置内容 

   206　 部分内容 

重定向               
　 300 　多路选择 

   301　 永久转移 

   302　 暂时转移 

   303　 参见其它 

   304 　未修改（`Not Modified`） 

   305　 使用代理 

客户方错误 

    400　 错误请求（`Bad Request`） 

    401 　未认证 

    402 　需要付费 

    403　 禁止（`Forbidden`） 

    404　 未找到（`Not Found`） 

    405　 方法不允许 

    406　 不接受 

    407　 需要代理认证 

    408　 请求超时 

    409　 冲突 

    410 　失败 

    411 　需要长度 

    412　 条件失败 

    413 　请求实体太大 

    414 　请求URI太长 

    415 　不支持媒体类型 

 服务器错误 

    500　 服务器内部错误 

    501　 未实现（`Not Implemented`） 
　 
    502　 网关失败 
    
    504 　网关超时 

 

（2）响应头

服务器端将信息，以键值对的形式返回给客户端

常见响应头
`Location`：
指定响应的路径
需要与状态码302配合使用，完成跳转

`Content-Type`：
响应正文的类型（MIME类型）

`Content-Disposition`:
通过浏览器以下载方式解析正文

`Set-Cookie`：
服务器向浏览器写入cookie

`Content-Encoding`：
服务器使用的压缩格式

`Content-length`:
响应正文的长度

`Refresh`:定时刷新

`Server`:
服务器名称，默认值：`Apache-Coyote/1.1`。
可以通过conf/server.xml配置进行修改

`Last-Modified`:
服务器通知浏览器，文件的最后修改时间
自动的把服务器端的信息传给客户端

 

（3）响应体

响应体是服务器回写给客户端的页面正文，浏览器将正文加载到内存，然后解析渲染显示页面内容

小结：

格式：
“协议版本 状态码 状态描述符
k1: v1
k2:v2
Content-Type:text/html;charset=utf-8

响应体 （HTML代码）”

二、web框架的本质

WSGI（Web Server Gateway Interface）规范，它定义了使用Python编写的web应用程序与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。常用的WSGI服务器有uwsgi、Gunicorn。而Python标准库提供的独立WSGI服务器叫wsgiref，Django开发环境用的就是这个模块来做服务器。

所有的Web应用本质上就是一个socket服务端，而用户的浏览器就是一个socket客户端。 

1、自定义一个web框架

最简单的

# 导入模块
import socket
# 创建一个socket对象
sk = socket.socket()
# 绑定IP和端口
sk.bind((‘127.0.0.1‘,8000))
# 监听
sk.listen()

while True:
    # 等待连接
    conn, addr = sk.accept()
    # 接收消息
    data = conn.recv(8000)
    print(data)
    # 发送消息
    conn.send(b‘HTTP/1.1 200 OK

‘)
    conn.send(b‘OK‘)
    # 关闭连接
    conn.close()

 

 

2、根据不同的路径返回不同的内容

 

# 导入模块
import socket
# 创建一个socket对象
sk = socket.socket()
# 绑定IP和端口
sk.bind((‘127.0.0.1‘,8000))
# 监听
sk.listen()

while True:
    # 等待连接
    conn, addr = sk.accept()
    # 接收消息
    data = conn.recv(8000)
    url = data.decode(‘utf-8‘).split()[1]
    # 发送消息
    conn.send(b‘HTTP/1.1 200 OK

‘)

    if url == ‘/oumei/‘:
        conn.send(b‘welcome to oumei bankuai‘)
    elif url == ‘/rihan/‘:
        conn.send(b‘welcome to rihan bankuai‘)
    else:
        conn.send(b‘luzhizhong‘)
    # 关闭连接
    conn.close()

 

3、根据不同的路径返回不同的内容--函数版

 

# 导入模块
import socket
# 创建一个socket对象
sk = socket.socket()
# 绑定IP和端口
sk.bind((‘127.0.0.1‘,8000))
# 监听
sk.listen()

def oumei(url):
    return b‘welcome to oumei bankuai‘

def rihan(url):
    return b‘welcome to rihan bankuai‘

while True:
    # 等待连接
    conn, addr = sk.accept()
    # 接收消息
    data = conn.recv(8000)
    url = data.decode(‘utf-8‘).split()[1]
    # 发送消息
    conn.send(b‘HTTP/1.1 200 OK

‘)

    if url == ‘/oumei/‘:
        response = oumei(url)
    elif url == ‘/rihan/‘:
        response = rihan(url)
    else:
        response = b‘luzhizhong‘
    # 返回信息
    conn.send(response)
    # 关闭连接
    conn.close()

 

4、根据不同的路径返回不同的内容--函数进阶版

 

# 导入模块
import socket
# 创建一个socket对象
sk = socket.socket()
# 绑定IP和端口
sk.bind((‘127.0.0.1‘,8000))
# 监听
sk.listen()

def oumei(url):
    return b‘welcome to oumei bankuai‘

def rihan(url):
    return b‘welcome to rihan bankuai‘

def dongnanya(url):
    return b‘welcome to dongnanya bankuai‘

# 定义一个URL和函数的对应函数
list1 = [
    (‘/oumei/‘,oumei),
    (‘/rihan/‘,rihan),
    (‘/dongnanya/‘,dongnanya),
]
while True:
    # 等待连接
    conn, addr = sk.accept()
    # 接收消息
    data = conn.recv(8000)
    url = data.decode(‘utf-8‘).split()[1]
    # 发送消息
    conn.send(b‘HTTP/1.1 200 OK

‘)
    func = None
    for i in list1:
        if i[0] == url:
            func = i[1]
            break
    if func:
        response = func(url)
    else:
        response = b‘404 not found‘

    # 返回信息
    conn.send(response)
    # 关闭连接
    conn.close()

5、返回具体的HTML文件

服务端：

# 导入模块
import socket
# 创建一个socket对象
sk = socket.socket()
# 绑定IP和端口
sk.bind((‘127.0.0.1‘,8000))
# 监听
sk.listen()

def timer(url):
    import time
    with open(‘time.html‘,‘r‘,encoding=‘utf-8‘) as f:
        ret = f.read()
        ret = ret.replace(‘@@[email protected]@‘,time.strftime("%Y-%m-%d %H:%M:%S"))
        return ret.encode(‘utf-8‘)

def index(url):
    with open(‘index.html‘,‘rb‘) as f:
        return f.read()

def oumei(url):
    return b‘welcome to oumei bankuai‘

def rihan(url):
    return b‘welcome to rihan bankuai‘

def dongnanya(url):
    return b‘welcome to dongnanya bankuai‘

# 定义一个URL和函数的对应函数
list1 = [
    (‘/oumei/‘,oumei),
    (‘/rihan/‘,rihan),
    (‘/dongnanya/‘,dongnanya),
    (‘/index/‘,index),
    (‘/time/‘,timer),
]
while True:
    # 等待连接
    conn, addr = sk.accept()
    # 接收消息
    data = conn.recv(8000)
    url = data.decode(‘utf-8‘).split()[1]
    # 发送消息
    conn.send(b‘HTTP/1.1 200 OK

‘)
    func = None
    for i in list1:
        if i[0] == url:
            func = i[1]
            break
    if func:
        response = func(url)
    else:
        response = b‘404 not found‘

    # 返回信息
    conn.send(response)
    # 关闭连接
    conn.close()

 

 index网页页面：

<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
<meta charset="UTF-8">
<title>index</title>
</head>
<body>
<h1>这是index页面</h1>
</body>
</html>

 

 

<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
<meta charset="UTF-8">
<title>Title</title>
</head>
<body>
<h1>当前时间是:@@[email protected]@</h1>
</body>
</html>

 

6、wsgi版

from wsgiref.simple_server import make_server


# 将返回不同的内容部分封装成函数
def index(url):
    # 读取index.html页面的内容
    with open("index.html", "r", encoding="utf8") as f:
        s = f.read()
        # 返回字节数据
    return bytes(s, encoding="utf8")


def home(url):
    with open("home.html", "r", encoding="utf8") as f:
        s = f.read()
    return bytes(s, encoding="utf8")


def timer(url):
    import time
    with open("time.html", "r", encoding="utf8") as f:
        s = f.read()
        s = s.replace(‘@@[email protected]@‘, time.strftime("%Y-%m-%d %H:%M:%S"))
    return bytes(s, encoding="utf8")


# 定义一个url和实际要执行的函数的对应关系
list1 = [
    ("/index/", index),
    ("/home/", home),
    ("/time/", timer),
]


def run_server(environ, start_response):
    start_response(‘200 OK‘, [(‘Content-Type‘, ‘text/html;charset=utf8‘), ])  # 设置HTTP响应的状态码和头信息
    url = environ[‘PATH_INFO‘]  # 取到用户输入的url
    func = None
    for i in list1:
        if i[0] == url:
            func = i[1]
            break
    if func:
        response = func(url)
    else:
        response = b"404 not found!"
    return [response, ]


if __name__ == ‘__main__‘:
    httpd = make_server(‘127.0.0.1‘, 8090, run_server)
    print("我在8090等你哦...")
    httpd.serve_forever()

 

7、jinja2渲染版

from wsgiref.simple_server import make_server
from jinja2 import Template


def index(url):
    # 读取HTML文件内容
    with open("index2.html", "r", encoding="utf8") as f:
        data = f.read()
        template = Template(data)  # 生成模板文件
        ret = template.render({‘name‘: ‘egon‘, ‘hobby_list‘: [‘街舞‘, ‘喝酒‘, ‘烫头‘]})  # 把数据填充到模板中
    return bytes(ret, encoding="utf8")


def home(url):
    with open("home.html", "r", encoding="utf8") as f:
        s = f.read()
    return bytes(s, encoding="utf8")


# 定义一个url和实际要执行的函数的对应关系
list1 = [
    ("/index/", index),
    ("/home/", home),
]


def run_server(environ, start_response):
    start_response(‘200 OK‘, [(‘Content-Type‘, ‘text/html;charset=utf8‘), ])  # 设置HTTP响应的状态码和头信息
    url = environ[‘PATH_INFO‘]  # 取到用户输入的url
    func = None
    for i in list1:
        if i[0] == url:
            func = i[1]
            break
    if func:
        response = func(url)
    else:
        response = b"404 not found!"
    return [response, ]


if __name__ == ‘__main__‘:
    httpd = make_server(‘127.0.0.1‘, 8090, run_server)
    print("我在8090等你哦...")
    httpd.serve_forever()

 

 

小结：

web框架
本质: socket服务端

功能:
a. socket收发消息
b. URL和函数的对应关系,根据不同的URL执行不同的函数,返回函数的结果
c. 读取HTML文件,进行了一个字符替换(模板渲染)

分类:
Django flask tornado
完成了a,b,c三个功能的 ——》 tornado
完成了b,c 两个功能 ——》 Django
完成了b 一个功能 ——》 flask

另一种分类：
1. Django 大而全
2. 其他 短小精悍