django進(jìn)階：從WSGI的介紹到Django原理解析

風(fēng)聲之家 2021-04-20

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WSGI(Web 服務(wù)器網(wǎng)關(guān)接口)是python中所定義的Web Server和Web APP之間或框架之間的接口標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。當(dāng)使用 Python 進(jìn)行 web 開發(fā)時(shí)，要深刻理解 Django、Flask、Tornado等 web 框架，WSGI是你繞不過去的檻兒。

WSGI接口規(guī)范的目的就是規(guī)范Web服務(wù)器與Web應(yīng)用之間的交互，在協(xié)議之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換。

WSGI將Web組件分成三類：

Web服務(wù)器(Server): 監(jiān)聽某個(gè)端口的http服務(wù)器
Web應(yīng)用程序(APP): 指的是可以被調(diào)用的一個(gè)對象，一般指的是一個(gè)函數(shù) 或者包含一個(gè)__call__方法的類的實(shí)例
Web中間件(Middleware)：處于服務(wù)器和應(yīng)用中間，起到承接的作用，用Python的術(shù)語來說，中間件就類似于一個(gè)裝飾器

例如：

#這是一個(gè)appdef app(environ, start_response):      return []

那么中間件通常是這樣定義：

def  middleware(environ, start_response):      #這里編寫中間件的代碼     return app(environ, start_response)

django 整個(gè)項(xiàng)目實(shí)際上也是這三部分組成，我們在執(zhí)行python manage.py runserver 的時(shí)候，

就首先啟動了一個(gè)8000端口的http服務(wù)器（這個(gè)就是Web服務(wù)器）
然后 django里面的中間件（這個(gè)就是上述所說的Web中間件），這個(gè)是定義在 settings.py 文件的 MIDDLEWARE
最后 django加載里面的app（這個(gè)就是上述所說的Web應(yīng)用程序），這個(gè)是定義在 settings.py 文件的 INSTALLED_APPS

WSGI App介紹

WSGI APP是一個(gè)可調(diào)用的對象（callable object），常用的可調(diào)用的對象有三種：

1.一個(gè)函數(shù)或者類的方法：

def app(environ, start_response):   這是一個(gè)app      return []

2.一個(gè)實(shí)現(xiàn)__call__()方法的類的實(shí)例：

class app:
    def __call__(environ, start_response):
         start_response('200 OK', [('Content-Type', 'text/html')])
         return []

這個(gè)可調(diào)用的對象有幾點(diǎn)需要說明一下：

接收兩個(gè)參數(shù)environ和start_response：

environ 是一個(gè)字典，里面儲存了HTTP request的所有內(nèi)容。在django里面，通常會把environ 封裝成為一個(gè)request。
start_response 是一個(gè)WSGI Server(http 服務(wù)器)傳遞過來的函數(shù)，用于將response header, status傳遞給Server。
start_response(status, headers), 它的作用是返回狀態(tài)碼以及頭部信息, status必須是一個(gè)字符串，格式是 “狀態(tài)碼 + 說明”。
headers 是一個(gè)數(shù)組,按照 [(key, value), (key, value) ] 這樣的格式來組織。

它需要返回一個(gè)可迭代的值，用于將response body傳遞給Server。["hello world", "baby"]

WSGI Server介紹

WSGI Server可以理解為就是一個(gè)實(shí)現(xiàn)了wsgi協(xié)議的http服務(wù)器，使用wsgi協(xié)議的方式來調(diào)用WSGI APP。

通常來說，它由兩部分組成：

1.http 服務(wù)器：這里具體的代碼就不寫了，大概就是

socket = eventlet.listen(('localhost', '8000'), backlog = 10)  定義一個(gè)wsgi http服務(wù)器server = eventlet.spawn(event.wsgi.server, socket, app） 把service 和 app進(jìn)行綁定

2.調(diào)用app的主方法：

def run(application): #服務(wù)器程序調(diào)用應(yīng)用程序      environ = {}#設(shè)定參數(shù)      def start_response(status, headers): #設(shè)定狀態(tài)和頭部參數(shù)的回調(diào)函數(shù)            pass
      result = application(environ, start_response)#調(diào)用APP的__call__函數(shù)（這里APP是一個(gè)類）      def write(data): # 這是把響應(yīng)發(fā)到前端的函數(shù)            pass      def data in result: # 迭代訪問，把響應(yīng)發(fā)到前端           write(data)

服務(wù)器程序主要做了以下的事：

設(shè)定app所需要的參數(shù)(environ,start_response)
調(diào)用app
迭代訪問app的返回結(jié)果(response body)，并傳給客戶端

但實(shí)際上已經(jīng)有很多已經(jīng)封裝好的WSGI Server供我們使用，只需簡單的將APP與一些其他的參數(shù)綁定來創(chuàng)建一個(gè)Server，而這個(gè)Server會將它接收到的request傳遞給綁定的APP。

下面是django自帶的服務(wù)器：

from wsgiref.simple_server import make_server
# 定義我們一個(gè)最簡單的appdef application(environ, start_response):    start_response('200 OK', [('Content-Type', 'text/html')])    return [b'<h1>Hello, web!</h1>']
# 創(chuàng)建一個(gè)服務(wù)器，IP地址為空，端口是8000，處理函數(shù)是application:httpd = make_server('', 8000, application)print('Serving HTTP on port 8000...')  # 開始監(jiān)聽HTTP請求:httpd.serve_forever()

這里我們已經(jīng)自己編寫了一個(gè)最基礎(chǔ)的web框架，是不是很激動，django的本質(zhì)就是這樣的一種形式，是不是感覺發(fā)現(xiàn)了新大陸。

WSGI Middleware介紹

middleware的概念沒有appllication和server那么容易理解。假設(shè)一個(gè)符合application標(biāo)準(zhǔn)的可調(diào)用對象，它接受可調(diào)用對象作為參數(shù)，返回一個(gè)可調(diào)用對象的對象。那么對于server來說，它是一個(gè)符合標(biāo)準(zhǔn)的可調(diào)用對象，因此是application。而對于application來說，它可以調(diào)用application，因此是server。這樣的可調(diào)用對象稱為middleware。

middleware的概念非常接近decorator。

中間件對于app來說，它是一個(gè)service. 但是對于service來說，它確實(shí)一個(gè)app。文字說的不清晰，還是用代碼來說比較好。

# 這是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的application objectdef index(environ, start_response):    start_response('200 OK', [('Content-Type', 'text/html')])    return ['index page']
# 這是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的application objectdef hello(environ, start_response):    start_response('200 OK', [('Content-Type', 'text/html')])    return ['hello page']
# 這是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的application objectdef not_found(environ, start_response):    start_response('404 NOT FOUND', [('Content-Type', 'text/plain')])    return ['Not Found Page']
###上面我們定義了三個(gè)app### 然后我們定義一個(gè)中間件 middleware，這個(gè)中間件的形式是跟app是一樣的def application(environ, start_response):    path = environ.get('PATH_INFO', '').lstrip('/')  #這句代碼是獲取url
     urls = [  # 這里定義路由         ('index', index),         ('hello', hello)     ]
     for item in urls:  # 這里根據(jù)路由，執(zhí)行不同的app          if item[0] == path:               app = item[1]               return app(environ, start_response）     else:     return not_found(environ, start_response） # 如果找不到，則執(zhí)行默認(rèn)的appfrom wsgiref.simple_server import make_server
# 創(chuàng)建一個(gè)服務(wù)器，IP地址為空，端口是8000，處理函數(shù)是application:httpd = make_server('', 8000, application)httpd.serve_forever()

看到?jīng)]有，這個(gè)例子比上面的更加完善，利用中間件實(shí)現(xiàn)了路由的功能，把django最基礎(chǔ)的功能完整的展示出來

中間件除了路由之外，還可以做很多事情，最常見的還有：

負(fù)載均衡，轉(zhuǎn)發(fā)用戶請求
預(yù)處理 XSL 等相關(guān)數(shù)據(jù)
限制請求速率，設(shè)置白名單

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