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詳解Python程序與服務(wù)器連接的WSGI接口

更新時(shí)間：2015年04月29日 15:57:09 作者：廖雪峰

這篇文章主要介紹了Python程序與服務(wù)器連接的WSGI接口,是Python網(wǎng)絡(luò)編程學(xué)習(xí)當(dāng)中的重要內(nèi)容,需要的朋友可以參考下

了解了HTTP協(xié)議和HTML文檔，我們其實(shí)就明白了一個(gè)Web應(yīng)用的本質(zhì)就是：

瀏覽器發(fā)送一個(gè)HTTP請(qǐng)求；
服務(wù)器收到請(qǐng)求，生成一個(gè)HTML文檔；
服務(wù)器把HTML文檔作為HTTP響應(yīng)的Body發(fā)送給瀏覽器；
瀏覽器收到HTTP響應(yīng)，從HTTP Body取出HTML文檔并顯示。

所以，最簡(jiǎn)單的Web應(yīng)用就是先把HTML用文件保存好，用一個(gè)現(xiàn)成的HTTP服務(wù)器軟件，接收用戶請(qǐng)求，從文件中讀取HTML，返回。Apache、Nginx、Lighttpd等這些常見的靜態(tài)服務(wù)器就是干這件事情的。

如果要?jiǎng)討B(tài)生成HTML，就需要把上述步驟自己來實(shí)現(xiàn)。不過，接受HTTP請(qǐng)求、解析HTTP請(qǐng)求、發(fā)送HTTP響應(yīng)都是苦力活，如果我們自己來寫這些底層代碼，還沒開始寫動(dòng)態(tài)HTML呢，就得花個(gè)把月去讀HTTP規(guī)范。

正確的做法是底層代碼由專門的服務(wù)器軟件實(shí)現(xiàn)，我們用Python專注于生成HTML文檔。因?yàn)槲覀儾幌Ｍ佑|到TCP連接、HTTP原始請(qǐng)求和響應(yīng)格式，所以，需要一個(gè)統(tǒng)一的接口，讓我們專心用Python編寫Web業(yè)務(wù)。

這個(gè)接口就是WSGI：Web Server Gateway Interface。

WSGI接口定義非常簡(jiǎn)單，它只要求Web開發(fā)者實(shí)現(xiàn)一個(gè)函數(shù)，就可以響應(yīng)HTTP請(qǐng)求。我們來看一個(gè)最簡(jiǎn)單的Web版本的“Hello, web!”：

def application(environ, start_response):
  start_response('200 OK', [('Content-Type', 'text/html')])
  return '<h1>Hello, web!</h1>'

上面的application()函數(shù)就是符合WSGI標(biāo)準(zhǔn)的一個(gè)HTTP處理函數(shù)，它接收兩個(gè)參數(shù)：

environ：一個(gè)包含所有HTTP請(qǐng)求信息的dict對(duì)象；
start_response：一個(gè)發(fā)送HTTP響應(yīng)的函數(shù)。

在application()函數(shù)中，調(diào)用：

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

就發(fā)送了HTTP響應(yīng)的Header，注意Header只能發(fā)送一次，也就是只能調(diào)用一次start_response()函數(shù)。start_response()函數(shù)接收兩個(gè)參數(shù)，一個(gè)是HTTP響應(yīng)碼，一個(gè)是一組list表示的HTTP Header，每個(gè)Header用一個(gè)包含兩個(gè)str的tuple表示。

通常情況下，都應(yīng)該把Content-Type頭發(fā)送給瀏覽器。其他很多常用的HTTP Header也應(yīng)該發(fā)送。

然后，函數(shù)的返回值'<h1>Hello, web!</h1>'將作為HTTP響應(yīng)的Body發(fā)送給瀏覽器。

有了WSGI，我們關(guān)心的就是如何從environ這個(gè)dict對(duì)象拿到HTTP請(qǐng)求信息，然后構(gòu)造HTML，通過start_response()發(fā)送Header，最后返回Body。

整個(gè)application()函數(shù)本身沒有涉及到任何解析HTTP的部分，也就是說，底層代碼不需要我們自己編寫，我們只負(fù)責(zé)在更高層次上考慮如何響應(yīng)請(qǐng)求就可以了。

不過，等等，這個(gè)application()函數(shù)怎么調(diào)用？如果我們自己調(diào)用，兩個(gè)參數(shù)environ和start_response我們沒法提供，返回的str也沒法發(fā)給瀏覽器。

所以application()函數(shù)必須由WSGI服務(wù)器來調(diào)用。有很多符合WSGI規(guī)范的服務(wù)器，我們可以挑選一個(gè)來用。但是現(xiàn)在，我們只想盡快測(cè)試一下我們編寫的application()函數(shù)真的可以把HTML輸出到瀏覽器，所以，要趕緊找一個(gè)最簡(jiǎn)單的WSGI服務(wù)器，把我們的Web應(yīng)用程序跑起來。

好消息是Python內(nèi)置了一個(gè)WSGI服務(wù)器，這個(gè)模塊叫wsgiref，它是用純Python編寫的WSGI服務(wù)器的參考實(shí)現(xiàn)。所謂“參考實(shí)現(xiàn)”是指該實(shí)現(xiàn)完全符合WSGI標(biāo)準(zhǔn)，但是不考慮任何運(yùn)行效率，僅供開發(fā)和測(cè)試使用。
運(yùn)行WSGI服務(wù)

我們先編寫hello.py，實(shí)現(xiàn)Web應(yīng)用程序的WSGI處理函數(shù)：

# hello.py

def application(environ, start_response):
  start_response('200 OK', [('Content-Type', 'text/html')])
  return '<h1>Hello, web!</h1>'

然后，再編寫一個(gè)server.py，負(fù)責(zé)啟動(dòng)WSGI服務(wù)器，加載application()函數(shù)：

# server.py
# 從wsgiref模塊導(dǎo)入:
from wsgiref.simple_server import make_server
# 導(dǎo)入我們自己編寫的application函數(shù):
from hello import application

# 創(chuàng)建一個(gè)服務(wù)器，IP地址為空，端口是8000，處理函數(shù)是application:
httpd = make_server('', 8000, application)
print "Serving HTTP on port 8000..."
# 開始監(jiān)聽HTTP請(qǐng)求:
httpd.serve_forever()
Try

確保以上兩個(gè)文件在同一個(gè)目錄下，然后在命令行輸入python server.py來啟動(dòng)WSGI服務(wù)器：

2015429153504273.jpg (600×404)

注意：如果8000端口已被其他程序占用，啟動(dòng)將失敗，請(qǐng)修改成其他端口。

啟動(dòng)成功后，打開瀏覽器，輸入http://localhost:8000/，就可以看到結(jié)果了：

2015429153644337.jpg (545×391)

在命令行可以看到wsgiref打印的log信息：

2015429153804806.jpg (600×404)

按Ctrl+C終止服務(wù)器。

如果你覺得這個(gè)Web應(yīng)用太簡(jiǎn)單了，可以稍微改造一下，從environ里讀取PATH_INFO，這樣可以顯示更加動(dòng)態(tài)的內(nèi)容：

# hello.py

def application(environ, start_response):
  start_response('200 OK', [('Content-Type', 'text/html')])
  return '<h1>Hello, %s!</h1>' % (environ['PATH_INFO'][1:] or 'web')

你可以在地址欄輸入用戶名作為URL的一部分，將返回Hello, xxx!：

2015429155146193.jpg (545×391)