Tornado

簡介

Tornado全稱Tornado Web Server，是一個用Python語言寫成的Web服務器兼Web應用框架，由FriendFeed公司在自己的網站FriendFeed中使用，被Facebook收購以后框架在2009年9月以開源軟件形式開放給大眾。

Tornado與其他Web框架的區別

以Django為代表的python web應用部署時采用wsgi協議與服務器對接（被服務器托管），而這類服務器通常都是基於多線程的，也就是說每一個網絡請求服務器都會有一個對應的線程來用web應用（如Django）進行處理。

考慮兩類應用場景

1. 用戶量大，高並發

   如秒殺搶購、雙十一某寶購物、春節搶火車票

2. 大量的HTTP持久連接

   使用同一個TCP連接來發送和接收多個HTTP請求/應答，而不是為每一個新的請求/應答打開新的連接的方法。

   對於HTTP 1.0，可以在請求的包頭（Header）中添加Connection: Keep-Alive。

   對於HTTP 1.1，所有的連接默認都是持久連接。

對於這兩種場景，通常基於多線程的服務器很難應對。

對於前面提出的這種高並發問題，我們通常用C10K這一概念來描述。C10K—— Concurrently handling ten thousandconnections，即並發10000個連接。對於單台服務器而言，根本無法承擔，而采用多台服務器分布式又意味着高昂的成本。如何解決C10K問題？

Tornado在設計之初就考慮到了性能因素，旨在解決C10K問題，這樣的設計使得其成為一個擁有非常高性能的解決方案（服務器與框架的集合體）。

Hello Word

第一個py

安裝Tornado部分略過，我們直接進入正題，PyCharm沒有新建Tornado項目的選項，我們直接新建一個py即可。

 1 # -*- coding=utf-8 -*-
 2 import tornado.web
 3 import tornado.ioloop
 4 
 5 
 6 class Index(tornado.web.RequestHandler):
 7     # 封裝一個類
 8     def get(self):
 9         # get請求進入該方法
10         # 返回字符串
11         self.write('Hello World')
12 
13 
14 class Home(tornado.web.RequestHandler):
15     def get(self):
16         self.write('Home')
17 
18 
19 if __name__ == '__main__':
20     app = tornado.web.Application([
21         # 相當於路由
22         (r'/', Index),
23         (r'/home', Home),
24     ])
25     # 指定端口
26     app.listen(8000)
27     # 開啟
28     tornado.ioloop.IOLoop.current().start()

我們直接啟動即可，然后使用postman或者瀏覽器訪問（我習慣使用postman）

http://localhost:8000

我們測試一下結果

 

當服務器收到請求時會進入Application，進入路由順序查找匹配。匹配到進入相關class，再根據方法進行處理

如果沒有對應class報404，沒有相應的方法報405

開啟多進程

之前說過Tornado的特點便是多進程，但是上面的代碼是單進程的，我們需要修改代碼來開啟多進程

# -*- coding=utf-8 -*-
import tornado.web
import tornado.httpserver
import tornado.ioloop


class Index(tornado.web.RequestHandler):
    # 封裝一個類
    def get(self):
        # get請求進入該方法
        # 返回字符串
        self.write('Hello World')


class Home(tornado.web.RequestHandler):
    def get(self):
        self.write('Home')


if __name__ == '__main__':
    app = tornado.web.Application([
        # 相當於路由
        (r'/', Index),
        (r'/home', Home),
    ])
    # 手動生成server
    http_server = tornado.httpserver.HTTPServer(app)
    # 指定端口
    http_server.bind(8000)
    # 開啟多進程
    http_server.start(0)
    # 開啟
    tornado.ioloop.IOLoop.current().start()

注意：指定多進程在linux上可行，在windows會報錯，因為fork這個系統命令，只在linux中才有用。所以windows請留空（默認為1）或者填1

http_server.start(num_processes=1)方法指定開啟幾個進程，參數num_processes默認值為1，即默認僅開啟一個進程；如果num_processes為None或者<=0，則自動根據機器硬件的cpu核芯數創建同等數目的子進程；如果num_processes>0，則創建num_processes個子進程。

雖然tornado給我們提供了一次開啟多個進程的方法，但是由於：

• 每個子進程都會從父進程中復制一份IOLoop實例，如過在創建子進程前我們的代碼動了IOLoop實例，那么會影響到每一個子進程，勢必會干擾到子進程IOLoop的工作；
• 所有進程是由一個命令一次開啟的，也就無法做到在不停服務的情況下更新代碼；
• 所有進程共享同一個端口，想要分別單獨監控每一個進程就很困難。

不建議使用這種多進程的方式，而是手動開啟多個進程，並且綁定不同的端口。

Tornado options組件（命令行加參數）

像端口這種易改變的配置寫在代碼里則會有解耦性的問題，這個時候我們就需要Tornado的options組件。他可以幫助我們實現全局參數的定義存儲和轉換。

tornado.options.define()

參數有

• name 選項變量名，須保證全局唯一性，否則會報“Option 'xxx' already defined in ...”的錯誤；
• default　選項變量的默認值，如不傳默認為None；
• type 選項變量的類型，從命令行或配置文件導入參數的時候tornado會根據這個類型轉換輸入的值，轉換不成功時會報錯，可以是str、float、int、datetime、timedelta中的某個，若未設置則根據default的值自動推斷，若default也未設置，那么不再進行轉換。可以通過利用設置type類型字段來過濾不正確的輸入。
• multiple 選項變量的值是否可以為多個，布爾類型，默認值為False，如果multiple為True，那么設置選項變量時值與值之間用英文逗號分隔，而選項變量則是一個list列表（若默認值和輸入均未設置，則為空列表[]）。
• help 選項變量的幫助提示信息，在命令行啟動tornado時，通過加入命令行參數 --help　可以查看所有選項變量的信息（注意，代碼中需要加入tornado.options.parse_command_line()）。

define("port", default=8000, help="run on the given port", type=int)

此處做到可以在啟動時輸入一個port，來指定端口，不傳默認為8000，輸入類型為int

python tdo_helloword.py --port=9000

指定端口為9000

那么代碼修改為

# -*- coding=utf-8 -*-
import tornado.web
import tornado.ioloop
import tornado.httpserver
import tornado.options
# 可以多行
tornado.options.define("port", default=8000, help="run on the given port", type=int)


class Index(tornado.web.RequestHandler):
    # 封裝一個類
    def get(self):
        # get請求進入該方法
        # 返回字符串
        self.write('Hello World')


class Home(tornado.web.RequestHandler):
    def get(self):
        self.write('Home')


if __name__ == '__main__':
    # 注意加上這句
    tornado.options.parse_command_line()
    app = tornado.web.Application([
        # 相當於路由
        (r'/', Index),
        (r'/home', Home),
    ])
    # 手動生成server
    http_server = tornado.httpserver.HTTPServer(app)
    # 指定端口
    http_server.bind(tornado.options.options.port)
    # 開啟多進程
    http_server.start(1)
    # 開啟
    tornado.ioloop.IOLoop.current().start()

我們在命令行加入port參數

python tdo_helloword.py --port=9999

查看效果

Tornado options組件（從配置文件導入）

配置文件格式要對

 

 我們要更新一下代碼

# -*- coding=utf-8 -*-
import tornado.web
import tornado.ioloop
import tornado.httpserver
import tornado.options
# 可以多行
tornado.options.define("port", default=8000, help="run on the given port", type=int)


class Index(tornado.web.RequestHandler):
    # 封裝一個類
    def get(self):
        # get請求進入該方法
        # 返回字符串
        self.write('Hello World')


class Home(tornado.web.RequestHandler):
    def get(self):
        self.write('Home')


if __name__ == '__main__':
    # 注意加上這句
    # tornado.options.parse_command_line()
    # 從文件讀取配置
    tornado.options.parse_config_file('./config')
    app = tornado.web.Application([
        # 相當於路由
        (r'/', Index),
        (r'/home', Home),
    ])
    # 手動生成server
    http_server = tornado.httpserver.HTTPServer(app)
    # 指定端口
    http_server.bind(tornado.options.options.port)
    # 開啟多進程
    http_server.start(1)
    # 開啟
    tornado.ioloop.IOLoop.current().start()

這樣便是讀取配置文件來啟動tornado

關閉日志

在我們訪問網站的時候，我們會發現屏幕打印了訪問和返回的記錄，我們可以將他關閉

想要關閉，我們可以在開啟時加上--logging=none

python td_helloword.py --logging=none

或者修改代碼為

 1 # -*- coding=utf-8 -*-
 2 import tornado.web
 3 import tornado.ioloop
 4 import tornado.httpserver
 5 import tornado.options
 6 # 可以多行
 7 tornado.options.define("port", default=8000, help="run on the given port", type=int)
 8 
 9 
10 class Index(tornado.web.RequestHandler):
11     # 封裝一個類
12     def get(self):
13         # get請求進入該方法
14         # 返回字符串
15         self.write('Hello World')
16 
17 
18 class Home(tornado.web.RequestHandler):
19     def get(self):
20         self.write('Home')
21 
22 
23 if __name__ == '__main__':
24     # 不打印日志
25     tornado.options.options.logging = None
26     tornado.options.parse_command_line()
27     # 從文件讀取配置
28     # tornado.options.parse_config_file('./config')
29     app = tornado.web.Application([
30         # 相當於路由
31         (r'/', Index),
32         (r'/home', Home),
33     ])
34     # 手動生成server
35     http_server = tornado.httpserver.HTTPServer(app)
36     # 指定端口
37     http_server.bind(tornado.options.options.port)
38     # 開啟多進程
39     http_server.start(1)
40     # 開啟
41     tornado.ioloop.IOLoop.current().start()

路由

路由的匹配

Tornado的路由匹配采用的是正則匹配

一般情況下不需要多復雜的正則，正則的基本規則如下（站長之家）

舉個例子

(r'/sum/(\d+)', Sum),

該代碼指匹配 /sum/  后跟至少一個數字且只有數字的情況

* 需要注意的是網絡上傳輸都是字符串

類 Sum編寫

class Sum(tornado.web.RequestHandler):
    # 數字類
    def get(self, sum):
        # 獲取數字並返回
        self.write('%s,%s' % (type(sum), sum))

我們訪問 http://localhost:8001/sum/12 時

返回正常

我們訪問 http://localhost:8001/sum/1a2  http://localhost:8001/sum/a12  http://localhost:8001/sum/12a  http://localhost:8001/sum/a 時，均會報出404錯誤，證明沒有匹配到路由

 

同理，當我們需要匹配兩個參數時

(r'/(\w+)/stuggle/(\d+)', Stugggle),

接收時接收兩個參數即可

def get(self, st, ins):
　　pass

 post參數

與get一樣，post請求會尋找到該視圖的 post 方法

我們給視圖 Hello 增加一個post

class Hello(tornado.web.RequestHandler):
    # 封裝一個類
    def get(self):
        # get請求進入該方法
        self.write('Hello')
    def post(self):
        # post請求
        txt = self.get_argument('txt')
        self.write(txt)

self.get_argument('txt') 指獲取post傳參中 Key 為 txt 的值，路由無需改動

 get參數

get獲取參數與上面的post沒有差別

我們修改get方法來進行測試

    def get(self):
        # get請求進入該方法
        arg = self.get_argument('arg')
        arg1 = self.get_argument('arg1')
        self.write('%s+%s' % (arg,arg1))

 

 

但是需要注意的是， get_argument  在獲取不到該key時會報錯，拋出400錯誤

 

  get_argument  方法其實可以接收三個參數

get_argument(name,default=_ARG_DEFAULT,strip=True)

第一個參數就是key的值，第二個參數為如果接收不到默認的值，第三個是默認去除前后空格

一般情況下我們第二個參數傳 None

    def get(self):
        # get請求進入該方法
        arg = self.get_argument('arg', None)
        arg1 = self.get_argument('arg1', None)
        self.write('%s+%s' % (arg,arg1))
    def post(self):
        # post請求
        txt = self.get_argument('txt', None)
        self.write(txt)

這樣就增加了兼容性

Tornado學習筆記(三) 請求方式/狀態碼

 

本章我們來學習 Tornado 支持的請求方式

請求方式

Tornado支持任何合法的HTTP請求（GET、POST、PUT、DELETE、HEAD、OPTIONS）。你可以非常容易地定義上述任一種方法的行為，只需要在 RequestHandler 類中使用同名的方法。（也就是在視圖中定義同名的方法）

關於請求方式對應的操作和返回碼可以參考 http://www.runoob.com/w3cnote/restful-architecture.html 不過具體還是要與業務進行匹配。

狀態碼

使用RequestHandler類的set_status()方法顯式地設置HTTP狀態碼。然而，你需要記住在某些情況下，Tornado會自動地設置HTTP狀態碼。

比如如果訪問一個無法匹配的路由，則會返回404報錯，而且狀態碼是404

但是我們在代碼中沒有指定返回的狀態碼，常用的有：

　　404 Not Found

　　Tornado會在HTTP請求的路徑無法匹配任何RequestHandler類相對應的模式時返回404（Not Found）響應碼。

　　400 Bad Request

　　如果你調用了一個沒有默認值的get_argument函數，並且沒有發現給定名稱的參數，Tornado將自動返回一個400（Bad Request）響應碼。

　　405 Method Not Allowed

　　如果傳入的請求使用了RequestHandler中沒有定義的HTTP方法（比如，一個POST請求，但是處理函數中只有定義了get方法），Tornado將返回一個405（Methos Not Allowed）響應碼。

　　500 Internal Server Error

　　當程序遇到任何不能讓其退出的錯誤時，Tornado將返回500（Internal Server Error）響應碼。你代碼中任何沒有捕獲的異常也會導致500響應碼。

　　200 OK

　　如果響應成功，並且沒有其他返回碼被設置，Tornado將默認返回一個200（OK）響應碼。

 我們也可以自定義錯誤返回，只需在class中定義一個名為 write_error 的方法

比如

def write_error(self, status_code, **kwargs):
        self.write('%s' % status_code)

該段代碼會將 錯誤code以字符串的形式返回回去

需要注意的是該方法是寫在類中，也就是說該方法只能作用於一個視圖。