web开发——WSGI

一、web的本质

在了解WSGI之前，先明白什么是web应用，而web应用的本质就是：
1、客户端通过浏览器发送一个http请求
2、服务器收到请求后生成一个HTML文档
3、服务器把HTML文档作为相应返回给客户端
4、客户端的浏览器接受到响应的HTML文档并解析显示。
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。

浏览器动态请求页面流程图如下：

image.png

二、WSGI是什么

WSGI全称是python web sever gateway interface，是为python语言定义的web服务器和web应用程序或框架之间的一种简单而通用的接口，是基于CGI（common gateway interface）通用网关协议标准设计的，要强调的是WSGI不是一个服务器、框架、python模块或者软件，它是一种规范，而这种规范描述的就是web服务器和web应用或框架之间的通信协议
说白了，WSGI相当与一座“桥梁”，连接着web服务器和web应用程序或框架，不过这个桥的功能有点弱，有时候需要别的桥来帮忙。

三、WSGI的作用

WSGI连接着两方：一方是服务器或网关，另一方是应用程序或应用框架。服务方调用应用方，提供环境信息，以及一个回调函数（提供给应用程序用来将消息头传递给服务器方），并接收Web内容作为返回值。
WSGI中间件，同时实现了服务器和应用程序的api，在服务器和应用程序之间起调解的作用，在应用程序看来，WSGI中间件就是服务器；而在服务器看来，WSGI中间件就是应用程序。
“中间件”组件可以执行以下功能：
1，重写环境变量后，根据目标URL，将请求消息路由到不同的应用对象。
2，允许在一个进程中同时运行多个应用程序或应用框架。
3，负载均衡和远程处理，通过在网络上转发请求和响应消息。
4，进行内容后处理，例如应用XSLT样式表。

四、WSGI的实现

4.1 wsgi application

WSGI协议要求：
the application object接受两个参数且可以被多次调用
这两个参数分别为：
参数一：environ:是一个CGI式的字典；
参数二：start_response:是一个回调函数：application用来向server传递http状态码/消息/http头

注意：
1、协议要求可调用对象必须将响应体封装成一个可迭代的strings返回。
2、可调用对象是指：函数、方法、类或者带有callable方法的实例。
3、可调用对象都可以作为the application object

# the application object. 可以使用其他名字,
# 但是在使用mod_wsgi 时必须为 "application"
def application( environ, start_response):

# 构造响应体，以可迭代字符串形式封装
  response_body = "<h2>OK</h2>"

# HTTP 响应码及消息
  status = '200 OK'

# 提供给客户端的响应头.
# 封装成list of tuple pairs 的形式:
# 格式要求：[(Header name, Header value)].
  response_headers = [('Content-Type', 'text/plain'),
            ('Content-Length', str(len(response_body)))]

# 将响应码/消息及响应头通过传入的start_reponse回调函数返回给server
  start_response(status, response_headers)

# 响应体作为返回值返回
# 注意这里被封装到了list中.
  return [response_body]

4.2 wsgi server

wsgi server接收request请求，封装一系列环境变量，按照wsgi规范调用注册的wsgi app，最后将response返回给客户端。

WSGI server必须要调用application，同时，从application的协议要求可知：
第一： WSGI server必须向application提供环境参数，因此，自身也必须能够获取环境参数。
第二： WSGI server接收application的返回值作为响应体。

wsgi server的基本工作流程：
1，服务器创建socket，监听端口，等待客户端连接。
2，当有请求来时，服务器解析客户端信息放到环境变量environ中，并调用绑定的handler来处理请求。
3，handler解析这个http请求，将请求信息例如method，path等放到environ中。
4，wsgi handler再将一些服务器端信息也放到environ中，最后服务器信息，客户端信息，本次请求信息全部都保存到了环境变量environ中。
5，wsgi handler 调用注册的wsgi app，并将environ和回调函数传给wsgi app
6，wsgi app 将reponse header/status/body 回传给wsgi handler
最终handler还是通过socket将response信息塞回给客户端。

#最简单的WSGI server为Python自带的wsgiref.simple_server
from wsgiref.simple_server import make_server
httpd = make_server('localhost', 8080, application)
httpd.serve_forever()