Python开发【第十五篇】：Web框架之Tornado

概述

Tornado 是 FriendFeed 使用的可扩展的非阻塞式 web 服务器及其相关工具的开源版本。这个 Web 框架看起来有些像web.py 或者 Google 的 webapp，不过为了能有效利用非阻塞式服务器环境，这个 Web 框架还包含了一些相关的有用工具 和优化。

Tornado 和现在的主流 Web 服务器框架（包括大多数 Python 的框架）有着明显的区别：它是非阻塞式服务器，而且速度相当快。得利于其 非阻塞的方式和对 epoll 的运用，Tornado 每秒可以处理数以千计的连接，这意味着对于实时 Web 服务来说，Tornado 是一个理想的 Web 框架。我们开发这个 Web 服务器的主要目的就是为了处理 FriendFeed 的实时功能 ——在 FriendFeed 的应用里每一个活动用户都会保持着一个服务器连接。（关于如何扩容 服务器，以处理数以千计的客户端的连接的问题，请参阅 C10K problem。）

下载安装：

1 2 3 4

pip3 install tornado   源码安装 https://pypi.python.org/packages/source/t/tornado/tornado-4.3.tar.gz

框架使用

一、快速上手

+ View Code

执行过程：

• 第一步：执行脚本，监听 8888 端口
• 第二步：浏览器客户端访问 /index  -->  http://127.0.0.1:8888/index
• 第三步：服务器接受请求，并交由对应的类处理该请求
• 第四步：类接受到请求之后，根据请求方式（post / get / delete ...）的不同调用并执行相应的方法
• 第五步：方法返回值的字符串内容发送浏览器

 

二、路由系统

路由系统其实就是 url 和 类 的对应关系，这里不同于其他框架，其他很多框架均是 url 对应 函数，Tornado中每个url对应的是一个类。

+ View Code

Tornado中原生支持二级域名的路由，如：

三、模板引擎

Tornao中的模板语言和django中类似，模板引擎将模板文件载入内存，然后将数据嵌入其中，最终获取到一个完整的字符串，再将字符串返回给请求者。

Tornado 的模板支持“控制语句”和“表达语句”，控制语句是使用 {% 和 %} 包起来的 例如 {% if len(items) > 2 %}。表达语句是使用 {{ 和 }} 包起来的，例如 {{ items[0] }}。

控制语句和对应的 Python 语句的格式基本完全相同。我们支持 if、for、while 和 try，这些语句逻辑结束的位置需要用 {% end %} 做标记。还通过 extends 和 block 语句实现了模板继承。这些在 template 模块 的代码文档中有着详细的描述。

注：在使用模板前需要在setting中设置模板路径："template_path" : "tpl"

1、基本使用

 

 

 

2、母版

 

 

3、导入

 

 

4、自定义UIMethod以UIModule

a. 定义

 

 

b. 注册

 

c. 使用

 

四、静态文件

对于静态文件，可以配置静态文件的目录和前段使用时的前缀，并且Tornaodo还支持静态文件缓存。

 

 

注：静态文件缓存的实现

 

五、cookie

Tornado中可以对cookie进行操作，并且还可以对cookie进行签名以放置伪造。

1、基本操作

 

2、加密cookie（签名）

Cookie 很容易被恶意的客户端伪造。加入你想在 cookie 中保存当前登陆用户的 id 之类的信息，你需要对 cookie 作签名以防止伪造。Tornado 通过 set_secure_cookie 和 get_secure_cookie 方法直接支持了这种功能。 要使用这些方法，你需要在创建应用时提供一个密钥，名字为 cookie_secret。 你可以把它作为一个关键词参数传入应用的设置中：

 

 

签名Cookie的本质是：

写cookie过程：

• 将值进行base64加密
• 对除值以外的内容进行签名，哈希算法（无法逆向解析）
• 拼接 签名 + 加密值

读cookie过程：

• 读取 签名 + 加密值
• 对签名进行验证
• base64解密，获取值内容

注：许多API验证机制和安全cookie的实现机制相同。

 

 

3、JavaScript操作Cookie

由于Cookie保存在浏览器端，所以在浏览器端也可以使用JavaScript来操作Cookie。

1 2 3 4 5 6 7 8 9

/* 设置cookie，指定秒数过期  */ function setCookie(name,value,expires){     var temp = [];     var current_date = new Date();     current_date.setSeconds(current_date.getSeconds() + 5);     document.cookie = name + "= "+ value +";expires=" + current_date.toUTCString(); }

对于参数：

• domain   指定域名下的cookie
• path       域名下指定url中的cookie
• secure    https使用

注：jQuery中也有指定的插件 jQuery Cookie 专门用于操作cookie，猛击这里

六、CSRF

Tornado中的夸张请求伪造和Django中的相似，跨站伪造请求(Cross-site request forgery)

 

 

 

注：Ajax使用时，本质上就是去获取本地的cookie，携带cookie再来发送请求

七、上传文件

1、Form表单上传

 

 

2、AJAX上传

 

 

 

 

 

 

 

八、验证码

验证码原理在于后台自动创建一张带有随机内容的图片，然后将内容通过img标签输出到页面。

安装图像处理模块：

1	pip3 install pillow

示例截图：

验证码Demo源码下载：猛击这里

九、异步非阻塞

1、基本使用

装饰器 + Future 从而实现Tornado的异步非阻塞

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14

class AsyncHandler(tornado.web.RequestHandler):       @gen.coroutine     def get(self):         future = Future()         future.add_done_callback(self.doing)         yield future         # 或         # tornado.ioloop.IOLoop.current().add_future(future,self.doing)         # yield future       def doing(self,*args, **kwargs):         self.write('async')         self.finish()

当发送GET请求时，由于方法被@gen.coroutine装饰且yield 一个 Future对象，那么Tornado会等待，等待用户向future对象中放置数据或者发送信号，如果获取到数据或信号之后，就开始执行doing方法。

异步非阻塞体现在当在Tornaod等待用户向future对象中放置数据时，还可以处理其他请求。

注意：在等待用户向future对象中放置数据或信号时，此连接是不断开的。

2、同步阻塞和异步非阻塞对比

 

 

3、httpclient类库

Tornado提供了httpclient类库用于发送Http请求，其配合Tornado的异步非阻塞使用。

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39

#!/usr/bin/env python # -*- coding:utf-8 -*-     import tornado.web from tornado import gen from tornado import httpclient   # 方式一： class AsyncHandler(tornado.web.RequestHandler):     @gen.coroutine     def get(self, *args, **kwargs):         print('进入')         http = httpclient.AsyncHTTPClient()         data = yield http.fetch("http://www.google.com")         print('完事',data)         self.finish('6666')   # 方式二： # class AsyncHandler(tornado.web.RequestHandler): #     @gen.coroutine #     def get(self): #         print('进入') #         http = httpclient.AsyncHTTPClient() #         yield http.fetch("http://www.google.com", self.done) # #     def done(self, response): #         print('完事') #         self.finish('666')       application = tornado.web.Application([     (r"/async", AsyncHandler), ])   if __name__ == "__main__":     application.listen(8888)     tornado.ioloop.IOLoop.instance().start()

 

自定义Web组件

一、Session

1、面向对象基础

面向对象中通过索引的方式访问对象，需要内部实现 __getitem__ 、__delitem__、__setitem__方法

+ View Code

2、Tornado扩展

Tornado框架中，默认执行Handler的get/post等方法之前默认会执行 initialize方法，所以可以通过自定义的方式使得所有请求在处理前执行操作...

+ View Code

3、session

session其实就是定义在服务器端用于保存用户回话的容器，其必须依赖cookie才能实现。

 

4、分布式Session

 

 

二、表单验证

在Web程序中往往包含大量的表单验证的工作，如：判断输入是否为空，是否符合规则。

 

 

由于验证规则可以代码重用，所以可以如此定义：