2018-03-21 WSGI - Web Server Gat

2018-03-28  本文已影响44人  四火流年

前言

学习 Tornado 时，提到Tornado不是基于WSGI开发的，它可以通过 tornado.wsgi模块来支持WSGI。所以就想看看这个WSGI到底是什么。

Tornado is different from most Python web frameworks. It is not based on WSGI, and it is typically run with only one thread per process. See the User’s guide for more on Tornado’s approach to asynchronous programming.

While some support of WSGI is available in the tornado.wsgi module, it is not a focus of development and most applications should be written to use Tornado’s own interfaces (such as tornado.web) directly instead of using WSGI.

起源

Python的Web开发框架太多了，设计、开发、部署Web应用的方式也是层出不穷，这样的情况自然会带来组件的开发效率低下等问题。
WSGI是一个标准，它提供了一套相对简单又很容易理解、可以满足Web服务器和Web框架之间近乎所有的的交互动作的一套接口。其最主要的目的就是为了提升整个Python Web开发生态环境中，组件的可重用性。
另一个目的是为了支持“中间层，middleware”的组件，

架构

WSGI定义了3个角色：底层的web server，上层的web application / framework，中间的WSGI middleware。这三个角色各自承担的任务分别是：

Web server side

服务器端需要提供两样东西：一个名为 environ 的字典，一个名为 start_response 的函数。

start_response(status, response_headers)

Web framework / app side

Web框架/应用这边需要有一个class、对象或者一个函数。其参数就是上面的 environ 和 start_response
Web框架/应用在返回数据之前必须要调用 start_response 函数，而且应当返回一个可遍历的变量，例如数组。

Middleware

中间件则要同时遵守Web server端和Web Framework/app端的规则，且要尽可能做到透明。
中间件可以有多层，是可插拔式的。
中间件的作用包括：

  1. 错误处理
  2. Session
  3. 登录认证
  4. 压缩数据
  5. 往environ里增加key
  6. 改变状态 - status
  7. 拦截错误
  8. 改变headers、改变response
  9. 出现错误时，发送报警邮件
  10. 把请求转发给其他应用
  11. 缓存页面
  12. 等

It watches the state of requests, responses, and the WSGI environment in order to add some particular features.

代码示例

a simple WSGI application:

def application(environ, start_response):
    start_response('200 OK', [('Content-type', 'text/html')])
    return ['<html><body>Hello world!</body></html>']

test the application as a CGI script:

def application(environ, start_response):
    start_response('200 OK',[('Content-type','text/html')])
    return ['<html><body>Hello World!</body></html>']
from wsgiref.handlers import CGIHandler
CGIHandler().run(application)

output:
Status: 200 OK
Content-type: text/html
Content-Length: 38

<html><body>Hello world!</body></html>

the environ dictionary

The environ dictionary contains all the information about the environment and the request that the application needs.

    def show_environ(environ, start_response):
        start_response('200 OK',[('Content-type','text/html')])
        sorted_keys = environ.keys()
        sorted_keys.sort()
        return [
            '<html><body><h1>Keys in <tt>environ</tt></h1><p>',
            '<br />'.join(sorted_keys),
            '</p></body></html>',
        ]
    from wsgiref import simple_server
    httpd = simple_server.WSGIServer(
        ('',8000),
        simple_server.WSGIRequestHandler,
    )
    httpd.set_app(show_environ)
    httpd.serve_forever()

这时候浏览器中访问 127.0.0.1:8000 即可得到一个environ的key的列表（101个）：

COLORFGBG COLORTERM COMMAND_MODE CONTENT_LENGTH
CONTENT_TYPE GATEWAY_INTERFACE GEM_HOME GEM_PATH
GOPATH HISTCONTROL HISTTIMEFORMAT HOME
HTTP_ACCEPT HTTP_ACCEPT_ENCODING HTTP_ACCEPT_LANGUAGE HTTP_CONNECTION
HTTP_COOKIE HTTP_HOST HTTP_UPGRADE_INSECURE_REQUESTS HTTP_USER_AGENT
IRBRC ITERM_PROFILE ITERM_SESSION_ID LC_CTYPE
LESS LOGNAME LSCOLORS MY_RUBY_HOME
OLDPWD PAGER PATH PATH_INFO
PS1 PWD PYSPARK_DRIVER_PYTHON QUERY_STRING
REMOTE_ADDR REMOTE_HOST REQUEST_METHOD RUBY_VERSION
SCRIPT_NAME SECURITYSESSIONID SERVER_NAME SERVER_PORT
SERVER_PROTOCOL SERVER_SOFTWARE SHELL SHLVL
SSH_AUTH_SOCK TERM TERM_PROGRAM TERM_PROGRAM_VERSION
TERM_SESSION_ID TMPDIR USER VERSIONER_PYTHON_PREFER_32_BIT
VERSIONER_PYTHON_VERSION VIRTUAL_ENV XPC_FLAGS XPC_SERVICE_NAME
ZSH _ __CF_USER_TEXT_ENCODING _system_arch
_system_name _system_type _system_version rvm_alias_expanded
rvm_bin_flag rvm_bin_path rvm_docs_type rvm_gemstone_package_file
rvm_gemstone_url rvm_hook rvm_niceness rvm_nightly_flag
rvm_only_path_flag rvm_path rvm_prefix rvm_pretty_print_flag
rvm_proxy rvm_quiet_flag rvm_ruby_bits rvm_ruby_file
rvm_ruby_make rvm_ruby_make_install rvm_ruby_mode rvm_script_name
rvm_sdk rvm_silent_flag rvm_use_flag rvm_version
rvm_wrapper_name wsgi.errors wsgi.file_wrapper wsgi.input
wsgi.multiprocess wsgi.multithread wsgi.run_once wsgi.url_scheme
wsgi.version

举个例子，http://localhost:5000/aaa?666，则变量值为：

REQUEST_METHOD=‘GET’
SCRIPT_NAME=''
SERVER_NAME='localhost'
SERVER_PORT=‘5000’
PATH_INFO='/aaa'
QUERY_STRING='666'
SERVER_PROTOCOL='HTTP/1.1'
CONTENT_TYPE='text/plain'
CONTEN_LENGTH='' 

HTTP_HOST = 'localhost:8000'
HTTP_ACCEPT = 'text/html,application/xhtml+xml,application/xml;q=0.9,image/webp,*/*;q=0.8'
HTTP_ACCEPT_ENCODING = 'gzip,deflate,sdch'
HTTP_ACCEPT_LANGUAGE = 'en-US,en;q=0.8,zh;q=0.6,zh-CN;q=0.4,zh-TW;q=0.2'
HTTP_CONNECTION = 'keep-alive'
HTTP_USER_AGENT = 'Mozilla/5.0 (X11; Linux i686) AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko) Chrome/32.0.1700.77 Safari/537.36'

middleware 样例

# coding: utf-8
# middleware.py
from __future__ import unicode_literals
class TestMiddle(object):
    def __init__(self, application):
        self.application = application

    def __call__(self, environ, start_response):
        if 'postman' in environ.get('USER_AGENT'):
            start_response('403 Not Allowed', [])
            return ['not allowed!']
        return self.application(environ, start_response)

调用时：

from middleware import TestMiddle
...
server.set_application(TestMiddle(application))

缺点

Paste

Discussion of WSGI is often entangled with discussion of Paste. I'm not sure exactly why, but it confuses the issue quite a bit.
PythonPaste.org（已经打不开了，所以目前笔者也不清楚这是啥意思）

Tornado为啥不支持WSGI？

WSGI是同步的，而Tornado最大的特点是能够异步处理请求。所以，将Tornado应用作为WSGI应用时异步接口全部不可用。
但是严格来说，Tornado是支持WSGI的，只是异步的特性使用不了，但还是可以结合其他WSGI框架使用的，例如：

  1. Tornado web framework 可以结合WSGI容器使用；
  2. Tornado HTTP server 可以用作其他WSGI框架的容器。

Tornado的web framework + HTTP Server可以算作是 WSGI 的一整套替代方案。
Tornado入门请参考另一篇介绍文档。

总结

WSGI就是一套用于Web开发的标准。如果你正在开发一套Web框架，或者开发一些组件，那么你需要了解它，否则的话，对于一般的Web应用开发者来说，使用Web框架即可，不需要了解WSGI的详细架构。

参考文档

推荐最后这个参考文档，把Django、Tornado如何结合WSGI介绍了一遍，我就不誊抄了。

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