mvc框架打造笔记之wsgi协议的优缺点以及接口实现
前言:
又是WSGI ,这是我曾经比较熟悉的协议，以前针对实现了wsgi server的unicorn和uwsgi都写过源码解析的文章。 其实他们的实现也很简单，就是给flask、django这样的application传递environ,start_response 。
什么是WSGI协议，什么是WSGI Server，他们的区别是什么？
上线的架构图很容易误导别人，乍一看有nginx这样的web服务器，又有gunicorn这样的wsgi server。 我们先说明wsgi 跟 wsgi server的关系，wsgi是个协议，是web底层跟application解耦的协议。wsgi server是自己做web服务器借用wsgi协议来调用application。 我们需要明确一点，nginx是无法直接跟flask application做通信，需要借用wsgi server。flask本身也有个web服务器是werkzeug，so 才能启动服务并监听端口。记得以前uwsgi没名气的时候，我们都在使用apache + mode_wsgi模式，apache也无法直接跟tornado通信，是借用mod_wsgi把torando做成了unix socket服务，说白了也是启动了一个服务，靠apache来转发。
nginx、apache在这里只是启动了proxy的作用，那为什么不直接把uwsgi和gunicorn给暴露出去，因为nginx的静态文件处理能力极强。
WSGI怎么工作的
wsgi主要是两层，服务器方 和 应用程序 :
1 服务器方：从底层解析http解析，然后调用应用程序，给应用程序提供(环境信息)和(回调函数)， 这个回调函数是用来将应用程序设置的http header和status等信息传递给服务器方.
2 应用程序：用来生成返回的header,body和status,以便返回给服务器方。
WSGI把来自socket的数据包解析为http格式，然后进而变化为environ变量，这environ变量里面有wsgi本身的信息(比如 host， post，进程模式等)，还有client的header及body信息。start_respnse是一个函调函数，必须要附带两个参数，一个是status(http状态)，response_headers(响应的header头信息)。
像flask、django、tornado都会暴露WSGI协议入口，我们只需要自己实现WSGI协议，wsgi server然后给flask传递environ，及start_response, 等到application返回值之后，我再socket send返回客户端。
WSGI的优点、缺点是什么？
优点:
多样的部署选择和组件之间的高度解耦
由于上面提到的高度解耦特性，理论上，任何一个符合WSGI规范的App都可以部署在任何一个实现了WSGI规范的Server上，这给Python Web应用的部署带来了极大的灵活性。
Flask自带了一个基于Werkzeug的调试用服务器。根据Flask的文档，在生产环境不应该使用内建的调试服务器，而应该采取以下方式之一进行部署：
GUNICORN
UWSGI
缺点:
没有
我们在wsgi层可以做什么时尚的操作:
- 黑白名单规则防御.
- 可以通过重写环境变量，根据目标URL，将请求消息路由到不同的应用对象。这意思就是说，实现一套类似nginx location proxy的规则，可以把阻塞高性能转给tornado的app. 当然这是理想化的操作.
- 允许在一个进程中同时运行多个应用程序或应用框架.
- 负载均衡和远程处理，通过在网络上转发请求和响应消息.
我们用python具体实现这个wsgi server及协议.
#xiaorui.cc
import socket
import StringIO
import sys
class WSGIServer(object):
address_family = socket.AF_INET
socket_type = socket.SOCK_STREAM
request_queue_size = 1
def __init__(self, server_address):
# 创建一个可用的socket
self.listen_socket = listen_socket = socket.socket(
self.address_family,
self.socket_type
)
#socket的工作模式
listen_socket.setsockopt(socket.SOL_SOCKET, socket.SO_REUSEADDR, 1)
# Bind
listen_socket.bind(server_address) #绑定地址
# Activate
listen_socket.listen(self.request_queue_size) #监听文件描述符
# Get server host name and port
host, port = self.listen_socket.getsockname()[:2]
self.server_name = socket.getfqdn(host)
self.server_port = port
self.headers_set = []
def set_app(self, application):
self.application = application
def serve_forever(self): #启动WSGI server服务，不停的监听并获取socket数据。
listen_socket = self.listen_socket
while True:
self.client_connection, client_address = listen_socket.accept()
self.handle_one_request() #处理新连接
def handle_one_request(self): #主要处理函数
self.request_data = request_data = self.client_connection.recv(1024)
print(''.join(
'< {line}\n'.format(line=line)
for line in request_data.splitlines()
))
self.parse_request(request_data)
env = self.get_environ()
#给flask\tornado传递两个参数，environ，start_response
result = self.application(env, self.start_response)
# Construct a response and send it back to the client
self.finish_response(result)
def parse_request(self, text): #处理socket的http协议
request_line = text.splitlines()[0]
request_line = request_line.rstrip('\r\n')
# Break down the request line into components
(self.request_method, # GET
self.path, # /hello
self.request_version # HTTP/1.1
) = request_line.split()
def get_environ(self): #获取environ数据
env = {}
env['wsgi.version'] = (1, 0)
env['wsgi.url_scheme'] = 'http'
env['wsgi.input'] = StringIO.StringIO(self.request_data)
env['wsgi.errors'] = sys.stderr
env['wsgi.multithread'] = False
env['wsgi.multiprocess'] = False
env['wsgi.run_once'] = False
env['REQUEST_METHOD'] = self.request_method # GET
env['PATH_INFO'] = self.path # /hello
env['SERVER_NAME'] = self.server_name # localhost
env['SERVER_PORT'] = str(self.server_port) # 8888
return env
def start_response(self, status, response_headers, exc_info=None): #创建回调函数.
server_headers = [
('Date', 'Tue, 31 Mar 2015 12:54:48 GMT'),
('Server', 'WSGIServer 0.3'),
]
self.headers_set = [status, response_headers + server_headers]
def finish_response(self, result): #把application返回给WSGI的数据返回给客户端。
try:
status, response_headers = self.headers_set
response = 'HTTP/1.1 {status}\r\n'.format(status=status)
for header in response_headers:
response += '{0}: {1}\r\n'.format(*header)
response += '\r\n'
for data in result:
response += data
# Print formatted response data a la 'curl -v'
print(''.join(
'> {line}\n'.format(line=line)
for line in response.splitlines()
))
self.client_connection.sendall(response)
finally:
self.client_connection.close()
SERVER_ADDRESS = (HOST, PORT) = '', 8888
def make_server(server_address, application):
server = WSGIServer(server_address)
server.set_app(application)
return server
if __name__ == '__main__':
if len(sys.argv) < 2:
sys.exit('Provide a WSGI application object as module:callable')
app_path = sys.argv[1]
module, application = app_path.split(':')
module = __import__(module) #动态加载模块
application = getattr(module, application) #使用自省的模式加载application的WSGI协议入口。
httpd = make_server(SERVER_ADDRESS, application)
print('WSGIServer: Serving HTTP on port {port} ...\n'.format(port=PORT))
httpd.serve_forever()
下面是flask application的实例, 我们会发现python的常见web框架都兼容了wsgi接口，没有例外。
#xiaorui.cc
from flask import Flask
from flask import Response
flask_app = Flask('flaskapp')
@flask_app.route('/search')
def hello_world():
return Response(
'xiaorui.cc Golang vs python !\n',
mimetype='text/plain'
)
app = flask_app.wsgi_app
运行方式很简单:
python webserver2.py flaskapp:app
这样一个wsgi就构成了，下次我们会借用这wsgi框架扩展成prefork wsgi server，类似gunicorn那样。 以前在wsgi做过一些application的分流，但涉及到高并发的场景下的分流，还是建议直接在nginx层面做。 现在nginx lua的编程能力越来越强，大家都在使用nginx lua做网关及入口的开发。
参考文章:
https://ruslanspivak.com/lsbaws-part2/
总结
以上就是这篇文章的全部内容了，希望本文的内容对大家的学习或者工作具有一定的参考学习价值，如果有疑问大家可以留言交流，谢谢大家对【听图阁-专注于Python设计】的支持。
