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如何用Python寫一個簡單的Web框架，很多新手對此不是很清楚，為了幫助大家解決這個難題，下面小編將為大家詳細(xì)講解，有這方面需求的人可以來學(xué)習(xí)下，希望你能有所收獲。
創(chuàng)新互聯(lián)建站是一家專業(yè)提供黎川企業(yè)網(wǎng)站建設(shè),專注與網(wǎng)站設(shè)計制作、成都做網(wǎng)站、H5高端網(wǎng)站建設(shè)、小程序制作等業(yè)務(wù)。10年已為黎川眾多企業(yè)、政府機(jī)構(gòu)等服務(wù)。創(chuàng)新互聯(lián)專業(yè)網(wǎng)絡(luò)公司優(yōu)惠進(jìn)行中。
一、概述
在Python中，WSGI(Web Server Gateway Interface)定義了Web服務(wù)器與Web應(yīng)用(或Web框架)之間的標(biāo)準(zhǔn)接口。在WSGI的規(guī)范下，各種各樣的Web服務(wù)器和Web框架都可以很好的交互。
由于WSGI的存在，用Python寫一個簡單的Web框架也變得非常容易。然而，同很多其他的強(qiáng)大軟件一樣，要實現(xiàn)一個功能豐富、健壯高效的Web框架并非易事;如果您打算這么做，可能使用一個現(xiàn)成的Web框架(如 Django、Tornado、web.py 等)會是更合適的選擇。
嘗試寫一個類似web.py的Web框架。好吧，我承認(rèn)我夸大其辭了：首先，web.py并不簡單;其次，只重點實現(xiàn)了 URL調(diào)度(URL dispatch)部分。
二、從demo_app開始
首先，作為一個初步體驗，我們可以借助 wsgiref.simple_server 來搭建一個簡單無比(trivial)的Web應(yīng)用：
#!/usr/bin/env python # -*- coding: utf-8 -*- from wsgiref.simple_server import make_server, demo_app httpd = make_server('', 8086, demo_app) sa = httpd.socket.getsockname() print 'http://{0}:{1}/'.format(*sa) # Respond to requests until process is killed httpd.serve_forever()運(yùn)行腳本：
$ python code.py http://0.0.0.0:8086/
打開瀏覽器，輸入http://0.0.0.0:8086/后可以看到：一行”Hello world!” 和 眾多環(huán)境變量值。
三、WSGI中的application
WSGI中規(guī)定：application是一個 可調(diào)用對象(callable object)，它接受 environ 和 start_response 兩個參數(shù)，并返回一個 字符串迭代對象。
其中，可調(diào)用對象 包括 函數(shù)、方法、類 或者 具有__call__方法的 實例;environ 是一個字典對象，包括CGI風(fēng)格的環(huán)境變量(CGI-style environment variables)和 WSGI必需的變量(WSGI-required variables);start_response 是一個可調(diào)用對象，它接受兩個 常規(guī)參數(shù)(status，response_headers)和 一個 默認(rèn)參數(shù)(exc_info);字符串迭代對象 可以是 字符串列表、生成器函數(shù) 或者 具有__iter__方法的可迭代實例。更多細(xì)節(jié)參考 Specification Details。
The Application/Framework Side 中給出了一個典型的application實現(xiàn)：
#!/usr/bin/env python # -*- coding: utf-8 -*- """application.py""" def simple_app(environ, start_response): """Simplest possible application object""" status = '200 OK' response_headers = [('Content-type', 'text/plain')] start_response(status, response_headers) return ['Hello world!\n']現(xiàn)在用simple_app來替換demo_app：
#!/usr/bin/env python # -*- coding: utf-8 -*- """code.py""" from wsgiref.simple_server import make_server from application import simple_app as app if __name__ == '__main__': httpd = make_server('', 8086, app) sa = httpd.socket.getsockname() print 'http://{0}:{1}/'.format(*sa) # Respond to requests until process is killed httpd.serve_forever()運(yùn)行腳本code.py后，訪問http://0.0.0.0:8086/就可以看到那行熟悉的句子：Hello world!
四、區(qū)分URL
倒騰了一陣子后，您會發(fā)現(xiàn)不管如何改變URL中的path部分，得到的響應(yīng)都是一樣的。因為simple_app只識別host+port部分。
為了對URL中的path部分進(jìn)行區(qū)分處理，需要修改application.py的實現(xiàn)。
首先，改用 類 來實現(xiàn)application：
#!/usr/bin/env python # -*- coding: utf-8 -*- """application.py""" class my_app: def __init__(self, environ, start_response): self.environ = environ self.start = start_response def __iter__(self): status = '200 OK' response_headers = [('Content-type', 'text/plain')] self.start(status, response_headers) yield "Hello world!\n"然后，增加對URL中path部分的區(qū)分處理：
#!/usr/bin/env python # -*- coding: utf-8 -*- """application.py""" class my_app: def __init__(self, environ, start_response): self.environ = environ self.start = start_response def __iter__(self): path = self.environ['PATH_INFO'] if path == "/": return self.GET_index() elif path == "/hello": return self.GET_hello() else: return self.notfound() def GET_index(self): status = '200 OK' response_headers = [('Content-type', 'text/plain')] self.start(status, response_headers) yield "Welcome!\n" def GET_hello(self): status = '200 OK' response_headers = [('Content-type', 'text/plain')] self.start(status, response_headers) yield "Hello world!\n" def notfound(self): status = '404 Not Found' response_headers = [('Content-type', 'text/plain')] self.start(status, response_headers) yield "Not Found\n"修改code.py中的from application import simple_app as app，用my_app來替換simple_app后即可體驗效果。
五、重構(gòu)
上面的代碼雖然奏效，但是在編碼風(fēng)格和靈活性方面有很多問題，下面逐步對其進(jìn)行重構(gòu)。
1、正則匹配URL
消除URL硬編碼，增加URL調(diào)度的靈活性：
#!/usr/bin/env python # -*- coding: utf-8 -*- """application.py""" import re ##########修改點 class my_app: urls = ( ("/", "index"), ("/hello/(.*)", "hello"), ) ##########修改點 def __init__(self, environ, start_response): self.environ = environ self.start = start_response def __iter__(self): ##########修改點 path = self.environ['PATH_INFO'] method = self.environ['REQUEST_METHOD'] for pattern, name in self.urls: m = re.match('^' + pattern + '$', path) if m: # pass the matched groups as arguments to the function args = m.groups() funcname = method.upper() + '_' + name if hasattr(self, funcname): func = getattr(self, funcname) return func(*args) return self.notfound() def GET_index(self): status = '200 OK' response_headers = [('Content-type', 'text/plain')] self.start(status, response_headers) yield "Welcome!\n" def GET_hello(self, name): ##########修改點 status = '200 OK' response_headers = [('Content-type', 'text/plain')] self.start(status, response_headers) yield "Hello %s!\n" % name def notfound(self): status = '404 Not Found' response_headers = [('Content-type', 'text/plain')] self.start(status, response_headers) yield "Not Found\n"2、DRY
消除GET_*方法中的重復(fù)代碼，并且允許它們返回字符串：
#!/usr/bin/env python # -*- coding: utf-8 -*- """application.py""" import re class my_app: urls = ( ("/", "index"), ("/hello/(.*)", "hello"), ) def __init__(self, environ, start_response): ##########修改點 self.environ = environ self.start = start_response self.status = '200 OK' self._headers = [] def __iter__(self): ##########修改點 result = self.delegate() self.start(self.status, self._headers) # 將返回值result（字符串 或者 字符串列表）轉(zhuǎn)換為迭代對象 if isinstance(result, basestring): return iter([result]) else: return iter(result) def delegate(self): ##########修改點 path = self.environ['PATH_INFO'] method = self.environ['REQUEST_METHOD'] for pattern, name in self.urls: m = re.match('^' + pattern + '$', path) if m: # pass the matched groups as arguments to the function args = m.groups() funcname = method.upper() + '_' + name if hasattr(self, funcname): func = getattr(self, funcname) return func(*args) return self.notfound() def header(self, name, value): ##########修改點 self._headers.append((name, value)) def GET_index(self): ##########修改點 self.header('Content-type', 'text/plain') return "Welcome!\n" def GET_hello(self, name): ##########修改點 self.header('Content-type', 'text/plain') return "Hello %s!\n" % name def notfound(self): ##########修改點 self.status = '404 Not Found' self.header('Content-type', 'text/plain') return "Not Found\n"3、抽象出框架
為了將類my_app抽象成一個獨(dú)立的框架，需要作出以下修改：
剝離出其中的具體處理細(xì)節(jié)：urls配置 和 GET_*方法(改成在多個類中實現(xiàn)相應(yīng)的GET方法)
把方法header實現(xiàn)為類方法(classmethod)，以方便外部作為功能函數(shù)調(diào)用
改用 具有__call__方法的 實例 來實現(xiàn)application
修改后的application.py(最終版本)：
#!/usr/bin/env python # -*- coding: utf-8 -*- """application.py""" import re class my_app: """my simple web framework""" headers = [] def __init__(self, urls=(), fvars={}): self._urls = urls self._fvars = fvars def __call__(self, environ, start_response): self._status = '200 OK' # 默認(rèn)狀態(tài)OK del self.headers[:] # 清空上一次的headers result = self._delegate(environ) start_response(self._status, self.headers) # 將返回值result（字符串 或者 字符串列表）轉(zhuǎn)換為迭代對象 if isinstance(result, basestring): return iter([result]) else: return iter(result) def _delegate(self, environ): path = environ['PATH_INFO'] method = environ['REQUEST_METHOD'] for pattern, name in self._urls: m = re.match('^' + pattern + '$', path) if m: # pass the matched groups as arguments to the function args = m.groups() funcname = method.upper() # 方法名大寫（如GET、POST） klass = self._fvars.get(name) # 根據(jù)字符串名稱查找類對象 if hasattr(klass, funcname): func = getattr(klass, funcname) return func(klass(), *args) return self._notfound() def _notfound(self): self._status = '404 Not Found' self.header('Content-type', 'text/plain') return "Not Found\n" @classmethod def header(cls, name, value): cls.headers.append((name, value))對應(yīng)修改后的code.py(最終版本)：
#!/usr/bin/env python # -*- coding: utf-8 -*- """code.py""" from application import my_app urls = ( ("/", "index"), ("/hello/(.*)", "hello"), ) wsgiapp = my_app(urls, globals()) class index: def GET(self): my_app.header('Content-type', 'text/plain') return "Welcome!\n" class hello: def GET(self, name): my_app.header('Content-type', 'text/plain') return "Hello %s!\n" % name if __name__ == '__main__': from wsgiref.simple_server import make_server httpd = make_server('', 8086, wsgiapp) sa = httpd.socket.getsockname() print 'http://{0}:{1}/'.format(*sa) # Respond to requests until process is killed httpd.serve_forever()當(dāng)然，您還可以在code.py中配置更多的URL映射，并實現(xiàn)相應(yīng)的類來對請求作出響應(yīng)。
主要參考了 How to write a web framework in Python(作者 anandology 是web.py代碼的兩位維護(hù)者之一，另一位則是大名鼎鼎卻英年早逝的 Aaron Swartz)，在此基礎(chǔ)上作了一些調(diào)整和修改，并摻雜了自己的一些想法。
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