WEB框架本质

Web 框架基础，网络框架的本质

1. Web 通信框架

Web 框架，其网络通信本质是对 socket 的封装，然后走 HTTP1.0/1.1/2.0 协议，或是什么其他协议，故其本质是一个封装了 socket 的服务端，而浏览器则是 socket 通信的客户端

那么，Web 应用 流程为：

• 浏览器（客户端 ）发起 HTTP 请求， 如

  # 使用 netcat 发送 HTTP/2 数据包 HTTP/1.0 | /1.1 ，会发现，百度将整个html资源返回回来
  $ nc www.baidu.com 80 
  GET / HTTP/2.0	\n\n
  
  # 查看网络连接，就会发现此时向百度 14.215.177.38:80 地址建立了TCP连接
  netstat -natp|grep nc
  tcp        0      0 192.168.3.141:33802     14.215.177.38:80        ESTABLISHED 14637/nc
  

• 经过一系列 DNS 解析和内核网络协议栈

• 服务器（Web 框架）收到请求，并处理一些列逻辑（SQL、计算、数据处理等）

• 生成 HTML 文档（若 SSR 渲染）

• 将 HTML 作为响应的 Body 返回给浏览器

• 浏览器收到响应，取到 HTML 文档并解析、渲染

为什么设计网络框架

避免开发者重复造轮子浪费时间，去接触底层 TCP 连接、解析，并处理复杂的 HTML 通信，Web 框架只需专注业务实现，因此方便了 Web 应用 开发，其本质就是对 socket（套接字 ） 的封装

先参考： socket 通信

1.1 简易 socket 通信示例

import socket


def handle_requset(client):
    buf = client.recv(1024)

    # 拿到的是 get 请求发送过来的 http 协议请求头
    print(buf.decode("utf8"))

    client.sendall(bytes("HTTP/127.0.0.说明.md 201 OK\r\n\r\n", "utf8"))
    client.send("<h1 style='color:red'>Hello, Igarashi</h1>".encode("utf8"))


def main():
    sock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
    sock.bind(("127.0.0.说明.md", 8200))
    sock.listen(5)
    while True:
        connection, address = sock.accept()
        handle_requset(connection)
        connection.close()


if __name__ == "__main__":
    main()

2. 内置 WSGI

WSGI（Web Server Gateway Interface）网络服务 网关接口，是一种 规范，定义了 Web 应用 与 Web Server 间的接口格式（通信规范/协议）

组成部分

• WSGI server： 负责从客户端接收请求，将 request 转发给 application，将 application 返回的 response 返回给客户端
• WSGI application：
  • 接收由 server 转发的 request
  • 处理请求，并将处理结果返回给 server
  • 包括多个栈式的中间件（middlewares）同时实现 server 和 application
  • 因此在 WSGI 服务器 与 WSGI 应用 中间起调度作用

利用 Python 标准库 wsgiref，模拟一个 web 框架玩具

import time

from wsgiref.simple_server import make_server


def current_time(request):
    f = open("current_time.html", "rb")
    data = f.read()
    cur_time = time.ctime(time.time()) # 拼接到 html 中 -- 用模板语言，这里自创
    data = str(data, "utf8").replace("!cur_time!", str(cur_time))  # 这个后端规定好的替换就类似模板
	return [data.encode("utf8")]


# 模拟每个路由执行的功能
def f1(request):
    return [b'<h1>Hello Book!</h1>']

def f2(request):
    return [b'<h1>Hello Web!</h1>']

def login(request):
    print(request)
    return [b'<h1>Hello Login!</h1>']


def routers():
    """ 路由层 """
    urlpatters = {
        ("/book", f1),
        ("/web", f2),
        ("/login", login),
        ("/current_time", current_time),
    }
    return urlpatters

def application(environ, start_response):
    """
    应用层：封装socket对象
    environ: 封装 HTTP 请求对象
    start_response：发送 HTTP 响应
    """
	start_response("200 OK", [("Content-Type", "text/html")])
    path = environ["PATH_INFO"]
    urlpatters = routers()

    # 找路由，找到执行，找不到404
    func = None
    for item in urlpatters:
        if path == item[0]:
            func = item[1]
            break
    if func:
        return func(environ)
    else:
        return [b"<h1>404!<h1>"]

def main()
	# 构建 http对象，类似 socket，有 http解析能力
    httpd = make_server("127.0.0.说明.md", 8080, application)
    print("Server HTTP on port 8000 ....")

    # 循环监听 HTTP 请求
    httpd.serve_forever()

• 如上，无需考虑底层 HTTP 通信
• 解耦了 HTTP 请求，路由是路由，功能是功能

2.2 uWSGI

开发场景不会用 wsgiref 这种模块写应用，而是使用 Django 等框架 + uWSGI 服务器