Python自动化运维之26Django系列-Web框架本质

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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Python自动化运维之26Django系列-Web框架本质相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

一、Web框架本质

众所周知，对于所有的Web应用，本质上其实就是一个socket服务端，用户的浏览器其实就是一个socket客户端。

#!/usr/bin/env python
#coding:utf-8
  
import socket
  
def handle_request(client):
    buf = client.recv(1024)
    client.send("HTTP/1.1 200 OK\\r\\n\\r\\n")
    client.send("Hello, Seven")
  
def main():
    sock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
    sock.bind((\'localhost\',8000))
    sock.listen(5)
  
    while True:
        connection, address = sock.accept()
        handle_request(connection)
        connection.close()
  
if __name__ == \'__main__\':
    main()

上述通过socket来实现了其本质，而对于真实开发中的python web程序来说，一般会分为两部分：服务器程序和应用程序。服务器程序负责对socket服务器进行封装，并在请求到来时，对请求的各种数据进行整理。应用程序则负责具体的逻辑处理。为了方便应用程序的开发，就出现了众多的Web框架，例如：Django、Flask、web.py 等。不同的框架有不同的开发方式，但是无论如何，开发出的应用程序都要和服务器程序配合，才能为用户提供服务。这样，服务器程序就需要为不同的框架提供不同的支持。这样混乱的局面无论对于服务器还是框架，都是不好的。对服务器来说，需要支持各种不同框架，对框架来说，只有支持它的服务器才能被开发出的应用使用。这时候，标准化就变得尤为重要。我们可以设立一个标准，只要服务器程序支持这个标准，框架也支持这个标准，那么他们就可以配合使用。一旦标准确定，双方各自实现。这样，服务器可以支持更多支持标准的框架，框架也可以使用更多支持标准的服务器。　　

二、WSGI

WSGI（Web Server Gateway Interface）是一种规范，它定义了使用python编写的web app与web server之间接口格式，实现web app与web server间的解耦。

python标准库提供的独立WSGI服务器称为wsgiref。当还有其他的接口格式：

\'cgi\': CGIServer,
\'flup\': FlupFCGIServer,
\'wsgiref\': WSGIRefServer,
\'waitress\': WaitressServer,
\'cherrypy\': CherryPyServer,
\'paste\': PasteServer,
\'fapws3\': FapwsServer,
\'tornado\': TornadoServer,
\'gae\': AppEngineServer,
\'twisted\': TwistedServer,
\'diesel\': DieselServer,
\'meinheld\': MeinheldServer,
\'gunicorn\': GunicornServer,
\'eventlet\': EventletServer,
\'gevent\': GeventServer,
\'geventSocketIO\':GeventSocketioserver,
\'rocket\': RocketServer,
\'bjoern\' : BjoernServer,
\'auto\': AutoServer,

Django实现的wsgiref：

#!/usr/bin/env python
#coding:utf-8
 
from wsgiref.simple_server import make_server
 
def RunServer(environ, start_response):
    start_response(\'200 OK\', [(\'Content-Type\', \'text/html\')])
    return \'<h1>Hello world!</h1>\'
 
if __name__ == \'__main__\':
    httpd = make_server(\'\', 8000, RunServer)
    print "Serving HTTP on port 8000..."
    httpd.serve_forever()

三、自定义Web框架

1、框架

通过python标准库提供的wsgiref模块开发一个自己的Web框架

#!/usr/bin/env python
#coding:utf-8
from wsgiref.simple_server import make_server
 
def index():
    return \'index\'
 
def login():
    return \'login\'
 
def routers():
     
    urlpatterns = (
        (\'/index/\',index),
        (\'/login/\',login),
    )
     
    return urlpatterns
 
def RunServer(environ, start_response):
    start_response(\'200 OK\', [(\'Content-Type\', \'text/html\')])
    url = environ[\'PATH_INFO\']
    urlpatterns = routers()
    func = None
    for item in urlpatterns:
        if item[0] == url:
            func = item[1]
            break
    if func:
        return func()
    else:
        return \'404 not found\'
     
if __name__ == \'__main__\':
    httpd = make_server(\'\', 8000, RunServer)
    print "Serving HTTP on port 8000..."
    httpd.serve_forever()

2、模板引擎

在上一步骤中，对于所有的login、index均返回给用户浏览器一个简单的字符串，在现实的Web请求中一般会返回一个复杂的符合HTML规则的字符串，所以我们一般将要返回给用户的HTML写在指定文件中，然后再返回。如：

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

</body>
</html>
index.html
<!DOCTYPE html>
<html>
<head lang="en">
    <meta charset="UTF-8">
    <title></title>
</head>
<body>
    <form>
        <input type="text" />
        <input type="text" />
        <input type="submit" />
    </form>
</body>
</html>
login.html
#!/usr/bin/env python
# -*- coding:utf-8 -*-
 
from wsgiref.simple_server import make_server
 
 
def index():
    # return \'index\'
    f = open(\'index.html\')
    data = f.read()
    return data
 
 
def login():
    # return \'login\'
    f = open(\'login.html\')
    data = f.read()
    return data
 
 
def routers():
 
    urlpatterns = (
        (\'/index/\', index),
        (\'/login/\', login),
    )
 
    return urlpatterns
 
 
def run_server(environ, start_response):
    start_response(\'200 OK\', [(\'Content-Type\', \'text/html\')])
    url = environ[\'PATH_INFO\']
    urlpatterns = routers()
    func = None
    for item in urlpatterns:
        if item[0] == url:
            func = item[1]
            break
    if func:
        return func()
    else:
        return \'404 not found\'
 
 
if __name__ == \'__main__\':
    httpd = make_server(\'\', 8000, run_server)
    print "Serving HTTP on port 8000..."
    httpd.serve_forever()

对于上述代码，虽然可以返回给用户HTML的内容以现实复杂的页面，但是还是存在问题：如何给用户返回动态内容？

  • 自定义一套特殊的语法，进行替换
  • 使用开源工具jinja2，遵循其指定语法
<!DOCTYPE html>
<html>
<head lang="en">
    <meta charset="UTF-8">
    <title></title>
</head>
<body>
    <h1>{{name}}</h1>

    <ul>
        {% for item in user_list %}
        <li>{{item}}</li>
        {% endfor %}
    </ul>

</body>
</html>
#!/usr/bin/env python
# -*- coding:utf-8 -*-
 
from wsgiref.simple_server import make_server
from jinja2 import Template
 
 
def index():
    # return \'index\'
 
    # template = Template(\'Hello {{ name }}!\')
    # result = template.render(name=\'John Doe\')
 
    f = open(\'index.html\')
    result = f.read()
    template = Template(result)
    data = template.render(name=\'John Doe\', user_list=[\'alex\', \'eric\'])
    return data.encode(\'utf-8\')
 
 
def login():
    # return \'login\'
    f = open(\'login.html\')
    data = f.read()
    return data
 
 
def routers():
 
    urlpatterns = (
        (\'/index/\', index),
        (\'/login/\', login),
    )
 
    return urlpatterns
 
 
def run_server(environ, start_response):
    start_response(\'200 OK\', [(\'Content-Type\', \'text/html\')])
    url = environ[\'PATH_INFO\']
    urlpatterns = routers()
    func = None
    for item in urlpatterns:
        if item[0] == url:
            func = item[1]
            break
    if func:
        return func()
    else:
        return \'404 not found\'
 
 
if __name__ == \'__main__\':
    httpd = make_server(\'\', 8000, run_server)
    print "Serving HTTP on port 8000..."
    httpd.serve_forever()

遵循jinja2的语法规则，其内部会对指定的语法进行相应的替换，从而达到动态的返回内容，对于模板引擎的本质，参考：白话tornado源码之褪去模板外衣的前戏

四、MVC与MTV

MVC模式：

　

 
所谓MVC就是把Web应用分为模型(M)，控制器(C)和视图(V)三层，他们之间以一种插件式的、松耦合的方式连接在一起:
A.模型负责业务对象与数据库的映射(ORM)
B.视图负责与用户的交互(页面)
C.控制器接受用户的输入调用模型和视图完成用户的请求
 
其示意图如下所示：
 
 

MTV模式：

Django的MTV模式本质上和MVC是一样的，也是为了各组件间保持松耦合关系，只是定义上有些许不同
Django的MTV分别是值：
  • M 代表模型（Model）：负责业务对象和数据库的关系映射(ORM)。
  • T 代表模板 (Template)：负责如何把页面展示给用户(html)。
  • V 代表视图（View）：负责业务逻辑，并在适当时候调用Model和Template。
除了以上三层之外，还需要一个URL分发器，它的作用是将一个个URL的页面请求分发给不同的View处理，View再调用相应的Model和Template，MTV的响应模式如下所示：
  1. Web服务器（中间件）收到一个http请求
  2. Django在URLconf里查找对应的视图(View)函数来处理http请求
  3. 视图函数调用相应的数据模型来存取数据、调用相应的模板向用户展示页面
  4. 视图函数处理结束后返回一个http的响应给Web服务器
  5. Web服务器将响应发送给客户端

这种设计模式关键的优势在于各种组件都是松耦合的。这样，每个由 Django驱动的Web应用都有着明确的目的，并且可独立更改而不影响到其它的部分。 
比如，开发者更改一个应用程序中的 URL 而不用影响到这个程序底层的实现。设计师可以改变 HTML页面的样式而不用接触Python代码。
数据库管理员可以重新命名数据表并且只需更改模型，无需从一大堆文件中进行查找和替换。
 
Django的MTV模式相对应的python文件如下：
 

 

以上是关于Python自动化运维之26Django系列-Web框架本质的主要内容，如果未能解决你的问题，请参考以下文章

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