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了解了HTTP协议和HTML文档,我们其实就明白了一个Web应用的本质就是: 1. 浏览器发送一个HTTP请求; 2. 服务器收到请求,生成一个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文档并显示。 所以,最简单的Web应用就是先把HTML用文件保存好,用一个现成的HTTP服务器软件,接收用户请求,从文件中读取HTML,返回。Apache、Nginx、Lighttpd等这些常见的静态服务器就是干这件事情的。 如果要动态生成HTML,就需要把上述步骤自己来实现。不过,接受HTTP请求、解析HTTP请求、发送HTTP响应都是苦力活,如果我们自己来写这些底层代码,还没开始写动态HTML呢,就得花个把月去读HTTP规范。 正确的做法是底层代码由专门的服务器软件实现,我们用Python专注于生成HTML文档。因为我们不希望接触到TCP连接、HTTP原始请求和响应格式,所以,需要一个统一的接口,让我们专心用Python编写Web业务。 这个接口就是WSGI:Web Server Gateway Interface。 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, web!”: ~~~ def application(environ, start_response): start_response('200 OK', [('Content-Type', 'text/html')]) return [b'<h1>Hello, web!</h1>'] ~~~ 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; * start_response:一个发送HTTP响应的函数。 在`application()`函数中,调用: ~~~ start_response('200 OK', [('Content-Type', 'text/html')]) ~~~ 就发送了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()`函数。`start_response()`函数接收两个参数,一个是HTTP响应码,一个是一组`list`表示的HTTP Header,每个Header用一个包含两个`str`的`tuple`表示。 通常情况下,都应该把`Content-Type`头发送给浏览器。其他很多常用的HTTP Header也应该发送。 然后,函数的返回值`b'Hello, web!'`将作为HTTP响应的Body发送给浏览器。 有了WSGI,我们关心的就是如何从`environ`这个`dict`对象拿到HTTP请求信息,然后构造HTML,通过`start_response()`发送Header,最后返回Body。 整个`application()`函数本身没有涉及到任何解析HTTP的部分,也就是说,底层代码不需要我们自己编写,我们只负责在更高层次上考虑如何响应请求就可以了。 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`bytes`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,我们可以挑选一个来用。但是现在,我们只想尽快测试一下我们编写的`application()`函数真的可以把HTML输出到浏览器,所以,要赶紧找一个最简单的WSGI服务器,把我们的Web应用程序跑起来。 好消息是Python内置了一个WSGI服务器,这个模块叫wsgiref,它是用纯Python编写的WSGI服务器的参考实现。所谓“参考实现”是指该实现完全符合WSGI标准,但是不考虑任何运行效率,仅供开发和测试使用。 ### 运行WSGI服务 我们先编写`hello.py`,实现Web应用程序的WSGI处理函数: ~~~ # hello.py def application(environ, start_response): start_response('200 OK', [('Content-Type', 'text/html')]) return [b'<h1>Hello, web!</h1>'] ~~~ 然后,再编写一个`server.py`,负责启动WSGI服务器,加载`application()`函数: ~~~ # server.py # 从wsgiref模块导入: from wsgiref.simple_server import make_server # 导入我们自己编写的application函数: from hello import application # 创建一个服务器,IP地址为空,端口是8000,处理函数是application: httpd = make_server('', 8000, application) print('Serving HTTP on port 8000...') # 开始监听HTTP请求: httpd.serve_forever() ~~~ 确保以上两个文件在同一个目录下,然后在命令行输入`python server.py`来启动WSGI服务器: ![2015-06-25/558ba07e0f10c](https://box.kancloud.cn/2015-06-25_558ba07e0f10c.png) 注意:如果`8000`端口已被其他程序占用,启动将失败,请修改成其他端口。 启动成功后,打开浏览器,输入`http://localhost:8000/`,就可以看到结果了: ![2015-06-25/558ba0893b119](https://box.kancloud.cn/2015-06-25_558ba0893b119.png) 在命令行可以看到wsgiref打印的log信息: ![2015-06-25/558ba098dbbbc](https://box.kancloud.cn/2015-06-25_558ba098dbbbc.png) 按`Ctrl+C`终止服务器。 如果你觉得这个Web应用太简单了,可以稍微改造一下,从`environ`里读取`PATH_INFO`,这样可以显示更加动态的内容: ~~~ # hello.py def application(environ, start_response): start_response('200 OK', [('Content-Type', 'text/html')]) body = '<h1>Hello, %s!</h1>' % (environ['PATH_INFO'][1:] or 'web') return [body.encode('utf-8')] ~~~ 你可以在地址栏输入用户名作为URL的一部分,将返回`Hello, xxx!`: ![2015-06-25/558ba0a49b42a](https://box.kancloud.cn/2015-06-25_558ba0a49b42a.png) 是不是有点Web App的感觉了? ### 小结 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。 复杂的Web应用程序,光靠一个WSGI函数来处理还是太底层了,我们需要在WSGI之上再抽象出Web框架,进一步简化Web开发。 ### 参考源码 [hello.py](https://github.com/michaelliao/learn-python3/blob/master/samples/web/hello.py) [do_wsgi.py](https://github.com/michaelliao/learn-python3/blob/master/samples/web/do_wsgi.py)