Django
本文从 Web 框架的底层原理出发,介绍 HTTP 协议基础、socket 通信模型,以及如何一步步从纯手工框架演进到基于 WSGI 规范的 Django 框架,帮助理解 Django 的设计思想和适用场景。
web框架本质
我们可以这样理解:所有的Web应用本质上就是一个socket服务端,而用户的浏览器就是一个socket客户端。 这样我们就可以自己实现Web框架了。
纯手工框架:
1.socket代码需要我们自己写
2.http格式的数据自己处理(只能拿到用户输入的路由)
基于wsgiref模块:
1.帮助你封装了socket代码
2.帮你处理http格式的数据(大字典)
HTTP协议
HTTP(Hyper Text Transfer Protocol) 超文本传输协议
用于从WWW服务器传输超文本到本地浏览器的传输协议.HTTP是一个应用层协议,由请求和响应构成,是一个标准的个客户端和服务器模型
特点:
1、支持客户端/服务器模型
2、简单快速
客户向服务器请求服务时,只需传送请求方法和路径。请求方法常用的有GET、HEAD、POST。每种方法规定了客户与服务器联系的类型不同。由于HTTP协议简单,使得HTTP服务器的程序规模小,因而通信速度很快
3、灵活
HTTP允许传输任意类型的数据对象
4、无连接
每次连接只处理一个请求.服务器处理完客户端的请求,然后响应,并收到应答之后,就断开连接.这种方式可以节省传输时间.
5、无状态
HTTP协议是无状态协议.无状态是指协议 对于事务处理没有记忆能力.这种方式的一个坏处就是,如果后续的处理需要用到之前的信息,则必须要重传,这样就导致了每次连接传输的数据量增大.好处就是,如果后续的连接不需要之前提供的信息,响应就会比较快.而为了解决HTTP的无状态特性,出现了Cookie和Session技术.
常见请求方法:
GET:请求指定的页面信息,并返回实体主体
POST:向指定资源提交数据进行处理,数据被包含在请求体中
HEAD:类似于GET请求,但是返回的响应中没有具体的内容,用于获取报头
PUT:从客户端向服务器传送的数据取代指定文档的内容
DELETE:请求服务器删除指定的页面
CONNECT:HTTP/1.1协议中预留给能够将连接改为管道方式的代理服务器
OPTIONS:允许客户端查看服务器的性能
TRACE:回显服务器收到的请求,主要用于测试或诊断
HTTP工作原理
HTTP协议定义Web客户端如何从Web服务器请求Web页面,以及服务器如何把Web页面传送给客户端。HTTP协议采用了请求/响应模型。客户端向服务器发送一个请求报文,请求报文包含请求的方法、URL、协议版本、请求头部和请求数据。服务器以一个状态行作为响应,响应的内容包括协议的版本、成功或者错误代码、服务器信息、响应头部和响应数据。
HTTP请求响应步骤:
1、客户端连接到Web服务器
2、发送HTTP请求
3、服务器接受请求并返回HTTP响应
4、释放连接TCP连接
5、客户端浏览器解析HTML内容
状态码:
200 OK 当您的操作将在响应正文中返回数据时,出现此结果。
204 No Content 当您的操作成功,但不在响应正文中返回数据时,出现此结果。
304 Not Modified(重定向) 当测试实体自上次检索以来是否被修改时,出现此结果。
400 BadRequest(客户端错误) 当参数无效时,出现此结果。
403 Forbidden 客户端错误
401 Unauthorized 客户端错误
404 Not Found(客户端错误) 当资源不存在时,出现此结果。
405 Method Not Allowed(客户端错误)由于方法和资源组合不正确而出现此错误。 例如,您不能对一个实体集合使用 DELETE 或 PATCH。
412 Precondition Failed 客户端错误
413 Payload Too Large(客户端错误) 当请求长度过长时,出现此结果。
501 Not Implemented(服务器错误) 当未实施某个请求的操作时,出现此结果。
503 Service Unavailable(服务器错误) 当 Web API 服务不可用时,出现此结果。HTTP GET请求方式

HTTP响应格式

自定义web框架—1
import socket
sock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
sock.bind(('127.0.0.1', 8000))
sock.listen()
while True:
conn, addr = sock.accept()
data = conn.recv(8096)
# 给回复的消息加上响应状态行
conn.send(b"HTTP/1.1 200 OK\r\n\r\n")
conn.send(b"OK")
conn.close()自定义web框架—不同路径返回不同内容
"""
根据URL中不同的路径返回不同的内容
"""
import socket
sk = socket.socket()
sk.bind(("127.0.0.1", 8080)) # 绑定IP和端口
sk.listen() # 监听
while 1:
# 等待连接
conn, add = sk.accept()
data = conn.recv(8096) # 接收客户端发来的消息
# 从data中取到路径
data = str(data, encoding="utf8") # 把收到的字节类型的数据转换成字符串
# 按\r\n分割
data1 = data.split("\r\n")[0]
url = data1.split()[1] # url是我们从浏览器发过来的消息中分离出的访问路径
conn.send(b'HTTP/1.1 200 OK\r\n\r\n') # 因为要遵循HTTP协议,所以回复的消息也要加状态行
# 根据不同的路径返回不同内容
if url == "/index/":
response = b"index"
elif url == "/home/":
response = b"home"
else:
response = b"404 not found!"
conn.send(response)
conn.close()自定义web框架—不同路径返回不同内容 函数版
"""
根据URL中不同的路径返回不同的内容--函数版
"""
import socket
sk = socket.socket()
sk.bind(("127.0.0.1", 8080)) # 绑定IP和端口
sk.listen() # 监听
# 将返回不同的内容部分封装成函数
def index(url):
s = "这是{}页面!".format(url)
return bytes(s, encoding="utf8")
def home(url):
s = "这是{}页面!".format(url)
return bytes(s, encoding="utf8")
while 1:
# 等待连接
conn, add = sk.accept()
data = conn.recv(8096) # 接收客户端发来的消息
# 从data中取到路径
data = str(data, encoding="utf8") # 把收到的字节类型的数据转换成字符串
# 按\r\n分割
data1 = data.split("\r\n")[0]
url = data1.split()[1] # url是我们从浏览器发过来的消息中分离出的访问路径
conn.send(b'HTTP/1.1 200 OK\r\n\r\n') # 因为要遵循HTTP协议,所以回复的消息也要加状态行
# 根据不同的路径返回不同内容,response是具体的响应体
if url == "/index/":
response = index(url)
elif url == "/home/":
response = home(url)
else:
response = b"404 not found!"
conn.send(response)
conn.close()自定义web框架—不同路径返回不同内容 函数进阶版
"""
根据URL中不同的路径返回不同的内容--函数进阶版
"""
import socket
sk = socket.socket()
sk.bind(("127.0.0.1", 8080)) # 绑定IP和端口
sk.listen() # 监听
# 将返回不同的内容部分封装成函数
def index(url):
s = "这是{}页面!".format(url)
return bytes(s, encoding="utf8")
def home(url):
s = "这是{}页面!".format(url)
return bytes(s, encoding="utf8")
# 定义一个url和实际要执行的函数的对应关系
list1 = [
("/index/", index),
("/home/", home),
]
while 1:
# 等待连接
conn, add = sk.accept()
data = conn.recv(8096) # 接收客户端发来的消息
# 从data中取到路径
data = str(data, encoding="utf8") # 把收到的字节类型的数据转换成字符串
# 按\r\n分割
data1 = data.split("\r\n")[0]
url = data1.split()[1] # url是我们从浏览器发过来的消息中分离出的访问路径
conn.send(b'HTTP/1.1 200 OK\r\n\r\n') # 因为要遵循HTTP协议,所以回复的消息也要加状态行
# 根据不同的路径返回不同内容
func = None # 定义一个保存将要执行的函数名的变量
for i in list1:
if i[0] == url:
func = i[1]
break
if func:
response = func(url)
else:
response = b"404 not found!"
# 返回具体的响应消息
conn.send(response)
conn.close()自定义web框架—返回网页
"""
根据URL中不同的路径返回不同的内容--函数进阶版
返回独立的HTML页面
"""
import socket
sk = socket.socket()
sk.bind(("127.0.0.1", 8080)) # 绑定IP和端口
sk.listen() # 监听
# 将返回不同的内容部分封装成函数
def index(url):
# 读取index.html页面的内容
with open("index.html", "r", encoding="utf8") as f:
s = f.read()
# 返回字节数据
return bytes(s, encoding="utf8")
def home(url):
with open("home.html", "r", encoding="utf8") as f:
s = f.read()
return bytes(s, encoding="utf8")
# 定义一个url和实际要执行的函数的对应关系
list1 = [
("/index/", index),
("/home/", home),
]
while 1:
# 等待连接
conn, add = sk.accept()
data = conn.recv(8096) # 接收客户端发来的消息
# 从data中取到路径
data = str(data, encoding="utf8") # 把收到的字节类型的数据转换成字符串
# 按\r\n分割
data1 = data.split("\r\n")[0]
url = data1.split()[1] # url是我们从浏览器发过来的消息中分离出的访问路径
conn.send(b'HTTP/1.1 200 OK\r\n\r\n') # 因为要遵循HTTP协议,所以回复的消息也要加状态行
# 根据不同的路径返回不同内容
func = None # 定义一个保存将要执行的函数名的变量
for i in list1:
if i[0] == url:
func = i[1]
break
if func:
response = func(url)
else:
response = b"404 not found!"
# 返回具体的响应消息
conn.send(response)
conn.close()自定义web框架—动态网页
"""
根据URL中不同的路径返回不同的内容--函数进阶版
返回HTML页面
让网页动态起来
"""
import socket
import time
sk = socket.socket()
sk.bind(("127.0.0.1", 8080)) # 绑定IP和端口
sk.listen() # 监听
# 将返回不同的内容部分封装成函数
def index(url):
with open("index.html", "r", encoding="utf8") as f:
s = f.read()
now = str(time.time())
s = s.replace("@@oo@@", now) # 在网页中定义好特殊符号,用动态的数据去替换提前定义好的特殊符号
return bytes(s, encoding="utf8")
def home(url):
with open("home.html", "r", encoding="utf8") as f:
s = f.read()
return bytes(s, encoding="utf8")
# 定义一个url和实际要执行的函数的对应关系
list1 = [
("/index/", index),
("/home/", home),
]
while 1:
# 等待连接
conn, add = sk.accept()
data = conn.recv(8096) # 接收客户端发来的消息
# 从data中取到路径
data = str(data, encoding="utf8") # 把收到的字节类型的数据转换成字符串
# 按\r\n分割
data1 = data.split("\r\n")[0]
url = data1.split()[1] # url是我们从浏览器发过来的消息中分离出的访问路径
conn.send(b'HTTP/1.1 200 OK\r\n\r\n') # 因为要遵循HTTP协议,所以回复的消息也要加状态行
# 根据不同的路径返回不同内容
func = None # 定义一个保存将要执行的函数名的变量
for i in list1:
if i[0] == url:
func = i[1]
break
if func:
response = func(url)
else:
response = b"404 not found!"
# 返回具体的响应消息
conn.send(response)
conn.close()WSGI模块定义server
对于真实开发中的python web程序来说,一般会分为两部分:服务器程序和应用程序。
服务器程序负责对socket服务器进行封装,并在请求到来时,对请求的各种数据进行整理。
应用程序则负责具体的逻辑处理。为了方便应用程序的开发,就出现了众多的Web框架,例如:Django、Flask、web.py 等。不同的框架有不同的开发方式,但是无论如何,开发出的应用程序都要和服务器程序配合,才能为用户提供服务。
这样,服务器程序就需要为不同的框架提供不同的支持。这样混乱的局面无论对于服务器还是框架,都是不好的。对服务器来说,需要支持各种不同框架,对框架来说,只有支持它的服务器才能被开发出的应用使用。
这时候,标准化就变得尤为重要。我们可以设立一个标准,只要服务器程序支持这个标准,框架也支持这个标准,那么他们就可以配合使用。一旦标准确定,双方各自实现。这样,服务器可以支持更多支持标准的框架,框架也可以使用更多支持标准的服务器。
WSGI(Web Server Gateway Interface)就是一种规范,它定义了使用Python编写的web应用程序与web服务器程序之间的接口格式,实现web应用程序与web服务器程序间的解耦。
常用的WSGI服务器有uwsgi、Gunicorn。而Python标准库提供的独立WSGI服务器叫wsgiref,Django开发环境用的就是这个模块来做服务器。代码
"""
根据URL中不同的路径返回不同的内容--函数进阶版
返回HTML页面
让网页动态起来
wsgiref模块版
"""
import time
from wsgiref.simple_server import make_server
# 将返回不同的内容部分封装成函数
def index(url):
with open("index.html", "r", encoding="utf8") as f:
s = f.read()
now = str(time.time())
s = s.replace("@@oo@@", now)
return bytes(s, encoding="utf8")
def home(url):
with open("home.html", "r", encoding="utf8") as f:
s = f.read()
return bytes(s, encoding="utf8")
# 定义一个url和实际要执行的函数的对应关系
list1 = [
("/index/", index),
("/home/", home),
]
def run_server(environ, start_response):
start_response('200 OK', [('Content-Type', 'text/html;charset=utf8'), ]) # 设置HTTP响应的状态码和头信息
url = environ['PATH_INFO'] # 取到用户输入的url
func = None
for i in list1:
if i[0] == url:
func = i[1]
break
if func:
response = func(url)
else:
response = b"404 not found!"
return [response, ]
if __name__ == '__main__':
httpd = make_server('127.0.0.1', 8090, run_server)
print("我在8090等你哦...")
httpd.serve_forever()最后更新于