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Python自動化運維之26、Web框架本質、MVC與MTV

本文轉載自   查看原文   2016-09-07 21:24   4463    Python

一、Web框架本質

眾所周知，對於所有的Web應用，本質上其實就是一個socket服務端，用戶的瀏覽器其實就是一個socket客戶端。

#!/usr/bin/env python
#coding:utf-8
  
import socket
  
def handle_request(client):
    buf = client.recv(1024)
    client.send("HTTP/1.1 200 OK\r\n\r\n")
    client.send("Hello, Seven")
  
def main():
    sock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
    sock.bind(('localhost',8000))
    sock.listen(5)
  
    while True:
        connection, address = sock.accept()
        handle_request(connection)
        connection.close()
  
if __name__ == '__main__':
    main()

上述通過socket來實現了其本質，而對於真實開發中的python web程序來說，一般會分為兩部分：服務器程序和應用程序。服務器程序負責對socket服務器進行封裝，並在請求到來時，對請求的各種數據進行整理。應用程序則負責具體的邏輯處理。為了方便應用程序的開發，就出現了眾多的Web框架，例如：Django、Flask、web.py 等。不同的框架有不同的開發方式，但是無論如何，開發出的應用程序都要和服務器程序配合，才能為用戶提供服務。這樣，服務器程序就需要為不同的框架提供不同的支持。這樣混亂的局面無論對於服務器還是框架，都是不好的。對服務器來說，需要支持各種不同框架，對框架來說，只有支持它的服務器才能被開發出的應用使用。這時候，標准化就變得尤為重要。我們可以設立一個標准，只要服務器程序支持這個標准，框架也支持這個標准，那么他們就可以配合使用。一旦標准確定，雙方各自實現。這樣，服務器可以支持更多支持標准的框架，框架也可以使用更多支持標准的服務器。　　

二、WSGI

WSGI（Web Server Gateway Interface）是一種規范，它定義了使用python編寫的web app與web server之間接口格式，實現web app與web server間的解耦。

python標准庫提供的獨立WSGI服務器稱為wsgiref。當還有其他的接口格式：

'cgi': CGIServer,
'flup': FlupFCGIServer,
'wsgiref': WSGIRefServer,
'waitress': WaitressServer,
'cherrypy': CherryPyServer,
'paste': PasteServer,
'fapws3': FapwsServer,
'tornado': TornadoServer,
'gae': AppEngineServer,
'twisted': TwistedServer,
'diesel': DieselServer,
'meinheld': MeinheldServer,
'gunicorn': GunicornServer,
'eventlet': EventletServer,
'gevent': GeventServer,
'geventSocketIO':GeventSocketIOServer,
'rocket': RocketServer,
'bjoern' : BjoernServer,
'auto': AutoServer,

Django實現的wsgiref：

#!/usr/bin/env python
#coding:utf-8
 
from wsgiref.simple_server import make_server
 
def RunServer(environ, start_response):
    start_response('200 OK', [('Content-Type', 'text/html')])
    return '<h1>Hello world!</h1>'
 
if __name__ == '__main__':
    httpd = make_server('', 8000, RunServer)
    print "Serving HTTP on port 8000..."
    httpd.serve_forever()

三、自定義Web框架

1、框架

通過python標准庫提供的wsgiref模塊開發一個自己的Web框架

#!/usr/bin/env python
#coding:utf-8
from wsgiref.simple_server import make_server
 
def index():
    return 'index'
 
def login():
    return 'login'
 
def routers():
     
    urlpatterns = (
        ('/index/',index),
        ('/login/',login),
    )
     
    return urlpatterns
 
def RunServer(environ, start_response):
    start_response('200 OK', [('Content-Type', 'text/html')])
    url = environ['PATH_INFO']
    urlpatterns = routers()
    func = None
    for item in urlpatterns:
        if item[0] == url:
            func = item[1]
            break
    if func:
        return func()
    else:
        return '404 not found'
     
if __name__ == '__main__':
    httpd = make_server('', 8000, RunServer)
    print "Serving HTTP on port 8000..."
    httpd.serve_forever()

2、模板引擎

在上一步驟中，對於所有的login、index均返回給用戶瀏覽器一個簡單的字符串，在現實的Web請求中一般會返回一個復雜的符合HTML規則的字符串，所以我們一般將要返回給用戶的HTML寫在指定文件中，然后再返回。如：

<!DOCTYPE html>
<html>
<head lang="en">
    <meta charset="UTF-8">
    <title></title>
</head>
<body>
    <h1>Index</h1>

</body>
</html>
index.html 
<!DOCTYPE html>
<html>
<head lang="en">
    <meta charset="UTF-8">
    <title></title>
</head>
<body>
    <form>
        <input type="text" />
        <input type="text" />
        <input type="submit" />
    </form>
</body>
</html>
login.html 
#!/usr/bin/env python
# -*- coding:utf-8 -*-
 
from wsgiref.simple_server import make_server
 
 
def index():
    # return 'index'
    f = open('index.html')
    data = f.read()
    return data
 
 
def login():
    # return 'login'
    f = open('login.html')
    data = f.read()
    return data
 
 
def routers():
 
    urlpatterns = (
        ('/index/', index),
        ('/login/', login),
    )
 
    return urlpatterns
 
 
def run_server(environ, start_response):
    start_response('200 OK', [('Content-Type', 'text/html')])
    url = environ['PATH_INFO']
    urlpatterns = routers()
    func = None
    for item in urlpatterns:
        if item[0] == url:
            func = item[1]
            break
    if func:
        return func()
    else:
        return '404 not found'
 
 
if __name__ == '__main__':
    httpd = make_server('', 8000, run_server)
    print "Serving HTTP on port 8000..."
    httpd.serve_forever()

對於上述代碼，雖然可以返回給用戶HTML的內容以現實復雜的頁面，但是還是存在問題：如何給用戶返回動態內容？

  • 自定義一套特殊的語法，進行替換
  • 使用開源工具jinja2，遵循其指定語法
<!DOCTYPE html>
<html>
<head lang="en">
    <meta charset="UTF-8">
    <title></title>
</head>
<body>
    <h1>{{name}}</h1>

    <ul>
        {% for item in user_list %}
        <li>{{item}}</li>
        {% endfor %}
    </ul>

</body>
</html>
#!/usr/bin/env python
# -*- coding:utf-8 -*-
 
from wsgiref.simple_server import make_server
from jinja2 import Template
 
 
def index():
    # return 'index'
 
    # template = Template('Hello {{ name }}!')
    # result = template.render(name='John Doe')
 
    f = open('index.html')
    result = f.read()
    template = Template(result)
    data = template.render(name='John Doe', user_list=['alex', 'eric'])
    return data.encode('utf-8')
 
 
def login():
    # return 'login'
    f = open('login.html')
    data = f.read()
    return data
 
 
def routers():
 
    urlpatterns = (
        ('/index/', index),
        ('/login/', login),
    )
 
    return urlpatterns
 
 
def run_server(environ, start_response):
    start_response('200 OK', [('Content-Type', 'text/html')])
    url = environ['PATH_INFO']
    urlpatterns = routers()
    func = None
    for item in urlpatterns:
        if item[0] == url:
            func = item[1]
            break
    if func:
        return func()
    else:
        return '404 not found'
 
 
if __name__ == '__main__':
    httpd = make_server('', 8000, run_server)
    print "Serving HTTP on port 8000..."
    httpd.serve_forever()

遵循jinja2的語法規則，其內部會對指定的語法進行相應的替換，從而達到動態的返回內容，對於模板引擎的本質，參考：白話tornado源碼之褪去模板外衣的前戲

四、MVC與MTV

MVC模式：

　

 
所謂MVC就是把Web應用分為模型(M)，控制器(C)和視圖(V)三層，他們之間以一種插件式的、松耦合的方式連接在一起:
A.模型負責業務對象與數據庫的映射(ORM)
B.視圖負責與用戶的交互(頁面)
C.控制器接受用戶的輸入調用模型和視圖完成用戶的請求
 
其示意圖如下所示：
 
 

MTV模式：

Django的MTV模式本質上和MVC是一樣的，也是為了各組件間保持松耦合關系，只是定義上有些許不同
Django的MTV分別是值：
  • M 代表模型（Model）：負責業務對象和數據庫的關系映射(ORM)。
  • T 代表模板 (Template)：負責如何把頁面展示給用戶(html)。
  • V 代表視圖（View）：負責業務邏輯，並在適當時候調用Model和Template。
除了以上三層之外，還需要一個 URL分發器，它的作用是將一個個URL的頁面請求分發給不同的View處理，View再調用相應的Model和Template，MTV的響應模式如下所示：
  1. Web服務器（中間件）收到一個http請求
  2. Django在URLconf里查找對應的視圖(View)函數來處理http請求
  3. 視圖函數調用相應的數據模型來存取數據、調用相應的模板向用戶展示頁面
  4. 視圖函數處理結束后返回一個http的響應給Web服務器
  5. Web服務器將響應發送給客戶端

這種設計模式關鍵的優勢在於各種組件都是松耦合的。這樣，每個由 Django驅動的Web應用都有着明確的目的，並且可獨立更改而不影響到其它的部分。 
比如，開發者更改一個應用程序中的 URL 而不用影響到這個程序底層的實現。設計師可以改變 HTML頁面的樣式而不用接觸Python代碼。
數據庫管理員可以重新命名數據表並且只需更改模型，無需從一大堆文件中進行查找和替換。
 
Django的MTV模式相對應的python文件如下：
 

 


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