web开发之http和wsgi

web开发也就是前端和后端，首先理解一下前后端分离技术，其实说的后端代码和前端代码分割开来。不然不利于前端和后端分别开发。

web开发

CS即客户端、服务端编程。传统的socket开发。

客户端、服务端之间需要使用socket，约定协议，版本（往往使用的协议是TCP或者UDP），指定地址和端口，就可以通信了。客服端、服务端传输数据，数据可以有一定的格式，双方必须先约定好。

BS编程，即Brower、Server开发。

brower浏览器，是一种特殊的客户端，支持http(s)协议，能够通过URL向服务器发起请求，等待服务器返回HTML等数据，并在浏览器内可视化展示的程序。

SERVER,支持http协议，能够接受众多客户端发起的http协议请求，经过处理，将HTML等数据返回给浏览器。

本质上来说，BS是一种特殊的CS，即客户端必须是一种支持http协议且能解析并渲染html的软件，服务端必须是能够接受多客户端http访问的服务器软件。

http协议底层是基于tcp协议实现。

BS开发分为两端开发。

客户端开发——或称前端开发。HTML（控制格式），css（控制样式），JavaScript等。

服务端开发， python有WSGI,django,flask,tornado等。

http协议

http协议是无状态协议。同一个客户端的两次请求之间并没有任何关系，从服务端角度来说，它不知道这两个请求来自同一个客户端。

cookie

键值对信息。浏览器每发起一次请求，都会把cookie信息发给服务器端。它是一种客户端，服务器端传递数据的技术。服务器端通过判断这些信息，来确定这次请求是否和之前的请求有关联。一般来说cookie信息是在服务器端生成，返回给客户端的。当然，客户端也可以自己设置cookie信息。

cookie有非常大的安全问题。一般来说，浏览器每次都会发送cookie给服务器，但是第一次没有。

URL组成

URL可以说是地址，uniform resource locator统一资源定位符，每一个链接指向一个资源供客户端访问。例如通过下面的URL访问网页，http://www.xpc.com/pathon/index.html/?id=5&name=python，访问静态资源时，通过上面这个URL访问的是网站的某个路径下的index.html文件，而这个文件对应磁盘上的真实的文件。就会从这个磁盘上读取这个文件，并把这个文件的内容发回给浏览器端。

URL并不一定对应静态的资源，也可以是动态的资源。

scheme模式、协议：

http，ftp,https,file,mailto等。

host：port

www.xpc.com:80，80端口是是默认端口可以不写，域名会使用dns解析，域名会解析成IP地址才能使用。实际上会对解析后返回的IP的tcp的80端口发起访问。

/path/to/resource，path是指向资源的路径。

？key1=value1@key2=value2，这是query string，查询字符串，问好分割，后面key=value形式，且使用&符号分割。

HTTP消息

消息分为Request，Response

Request：浏览器向服务器发起的请求。

Response：服务器对客户端请求的响应。

请求和响应都是由请求行，header消息报头，body消息正文组成。

请求

请求消息行：请求方法method 请求路径 协议版本CRLF(回车换行)

 请求方法method

GET:请求获取URL对应的资源。get方法将请求的数据都放在了headers里面。如果带body，请求头后面要带两个回车换行。

POST:提交数据至服务器端

HEAD：和get类似，不过不返回消息正文。（一般用于测试）

常见传递信息的方式。

1.GET方法使用query string

 通过查询字符串在URL中传递参数。

2.POST方法提交数据

上面的age = 5&weight=80&height = 170也是参数，查询字符串也是参数。 

3.url中本身就包含着信息。

在URL中本身已经传递出信息了。同样的URL，方法不同，意义不同。比如代表获取还是提交数据。

 响应

响应消息行：协议版本 状态码 消息描述CRLF

 状态码

nginx必须会。 

无状态，有连接和短连接

无状态，指的是服务器无法知道2次请求之间的联系，即使是前后2次同一个浏览器也没有任何数据能够判断出是同一个浏览器的请求，后来可以通过cookie，session来判断。

有连接：是因为它基于tcp协议，是面向连接的，需要三次握手，4次断开。

短连接：http1.1之前，都是一个请求一个连接，而tcp的连接创建销毁成本高，对服务器有很大的影响，所以，从http1.1开始，支持keep-alive，默认也开启，一个连接打开后，会保持一段时间（可设置），浏览器再访问该服务器就使用这个tcp连接，减轻了服务器压力，提高了效率。

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WSGI

wsgi服务器是tcp的。environ是一个字典。 

WSGI主要规定了服务器端和应用程序间的接口。

WSGI服务器——wsgiref

wsgiref这是一个wsgi参考实现库

wsgiref.smple_server模块实现一个简单的WSGI http服务器。

 

from wsgiref.util import setup_testing_defaults
from wsgiref.simple_server import make_server

def simple_app(environ, start_response):
    setup_testing_defaults(environ)

    status = '200 OK'
    headers = [('Content-type', 'text/plain; charset=utf-8')]

    start_response(status, headers)

    ret = [("%s: %s
" % (key, value)).encode("utf-8")
           for key, value in environ.items()]
    return ret #返回要求可迭代对象，正文就是这个列表的元素，可以是一个元素——字符串。

with make_server('0.0.0.0', 8000, simple_app) as httpd:#创建server，创建的server调用simple_app,请求来了就调用它。
    print("Serving on port 8000...")
    httpd.serve_forever()

自己按照上面的写一个。

from wsgiref.simple_server import make_server,demo_app

server = make_server('0.0.0.0',9000,demo_app)#不管发出什么请求，服务器都用demo_app来处理。

server.serve_forever()

上面的代码运行后，然后在浏览器中输入127.0.0.1:9000后就可以直接返回结果，结果返回可以看到是返回的上面的环境变量。

看看demo_app的代码。

def demo_app(environ,start_response):
    from io import StringIO
    stdout = StringIO()
    print("Hello world!", file=stdout)
    print(file=stdout)
    h = sorted(environ.items())
    for k,v in h:
        print(k,'=',repr(v), file=stdout)
    start_response("200 OK", [('Content-Type','text/plain; charset=utf-8')])
    return [stdout.getvalue().encode("utf-8")]

 WSGI服务器的作用

• 监听HTTP服务端口（tcpserver,默认端口80）
• 接受浏览器端的http请求并解析封装成environ环境数据。
• 负责调用应用程序， 将environ和start_response方法传入。
• 将应用程序响应的正文封装成http响应报文返回浏览器端。

WSGI APP应用程序端

1.应用程序应该是一个可调用对象，python中用该是函数，类，实现了__call__方法的类的实例。

2.同时，这个可调用对象应该接收两个参数。

 3.同时，以上的可调用对象实现，都必须返回一个可迭代对象。

比如：res_str = b'xpcnanc.com '

 environ和start_response这两个参数名可以是任何合法名，但是一般默认都是这两个名字。应用程序段还有很多其他的规定，这里暂不关心。

from wsgiref.simple_server import make_server

def simple_app(environ, start_response):
    for k,v in environ.items():
        print(k,v)
    print('+'*30)

    status = '200 OK'
    headers = [('Content-type', 'text/plain; charset=utf-8')]

    start_response(status, headers)

    ret = [("%s: %s
" % (key, value)).encode("utf-8")
           for key, value in environ.items()]
    return ret #返回要求可迭代对象，正文就是这个列表的元素，可以是一个元素——字符串。

class A:

    def __init__(self,name,age):
        pass
    def __call__(self, environ, start_response):
        pass

class B:
    def __init__(self,environ, start_response):
        for k, v in environ.items():
            print(k, v)
        print('+' * 30)

        status = '200 OK'
        headers = [('Content-type', 'text/plain; charset=utf-8')]

        start_response(status, headers)

        ret = [("%s: %s
" % (key, value)).encode("utf-8")
               for key, value in environ.items()]
        self.ret = ret
        #return ret  # 返回要求可迭代对象，正文就是这个列表的元素，可以是一个元素——字符串。
    
    def __iter__(self):
        yield from self.ret

#with make_server('0.0.0.0', 8000, A()) as httpd
#with make_server('0.0.0.0', 8000, B) as httpd

with make_server('0.0.0.0', 8000, simple_app) as httpd:#创建server，创建的server调用simple_app,请求来了就调用它。
    print("Serving on port 8000...")
    httpd.serve_forever()

environ

environ是包含http请求信息的dict对象。

 start_response

它是一个可调用对象，有3个参数，定义如下。

status是状态码，例如200 OK

response_headers．是一个元素为二元组的列表，例如[（‘content-Type','text/plain;charset=utf-8')]

exc_info在错误处理的时候使用

start_response应该在返回可迭代对象之前调用，因为它返回的是Response Header.返回的可迭代对象是 Response Body。

服务器端

服务器程序需要调用符合上述定义的可调用对象APP，传入environ，start_response，APP处理后，返回响应头和可迭代对象的正文，由服务器封装返回浏览器端。

 simple_server只是参考用，不能用于生成。

到这里即完成了一个简单的web程序开发。

web服务器

• 本质上就是一个tcp服务器，监听在特定端口上。
• 支持http协议，能够将http请求报文进行解析，能够把响应数据进行http协议的报文封装并返回浏览器端。
• 实现了WSGI协议，该协议约定了和应用程序之间接口。

APP应用程序

• 遵从WSGI协议。
• 本身是一个可调用对象。
• 调用start_response，返回响应头部。
• 返回包含正文的可迭代对象。