Django基础一之web框架的本质
我們可以這樣理解：所有的Web應(yīng)用本質(zhì)上就是一個(gè)socket服務(wù)端，而用戶的瀏覽器就是一個(gè)socket客戶端，基于請(qǐng)求做出響應(yīng)，客戶都先請(qǐng)求，服務(wù)端做出對(duì)應(yīng)的響應(yīng)，按照http協(xié)議的請(qǐng)求協(xié)議發(fā)送請(qǐng)求，服務(wù)端按照http協(xié)議的響應(yīng)協(xié)議來(lái)響應(yīng)請(qǐng)求，這樣的網(wǎng)絡(luò)通信，我們就可以自己實(shí)現(xiàn)Web框架了。
通過(guò)對(duì)socket的學(xué)習(xí)，我們知道網(wǎng)絡(luò)通信，我們完全可以自己寫(xiě)了，因?yàn)閟ocket就是做網(wǎng)絡(luò)通信用的，下面我們就基于socket來(lái)自己實(shí)現(xiàn)一個(gè)web框架，寫(xiě)一個(gè)web服務(wù)端，讓瀏覽器來(lái)請(qǐng)求，并通過(guò)自己的服務(wù)端把頁(yè)面返回給瀏覽器，瀏覽器渲染出我們想要的效果。
html文件內(nèi)容如下，名稱為test.html：
--------------------------------------------------------------------注：如果你對(duì)python感興趣，我這有個(gè)學(xué)習(xí)Python基地，里面有很多學(xué)習(xí)資料，感興趣的+Q群：895817687--------------------------------------------------------------------<!DOCTYPE html> <html lang="en"> <head><meta charset="UTF-8"><title>Title</title><link rel="icon" href="wechat.ico"> <!--直接寫(xiě)在html頁(yè)面里面的css樣式是直接可以在瀏覽器上顯示的--><style>h1{background-color: green;color: white;}</style> </head> <body><h1>姑娘，你好，我是Jaden，請(qǐng)問(wèn)約嗎？嘻嘻~~</h1> <!--直接寫(xiě)在html頁(yè)面里面的img標(biāo)簽的src屬性值如果是別人網(wǎng)站的地址（網(wǎng)絡(luò)地址）是直接可以在瀏覽器上顯示的--> <!--<img src="https://timgsa.baidu.com/timg?image&quality=80&size=b9999_10000&sec=1550395461724&di=c2b971db12eef5d85aba410d1e2e8568&imgtype=0&src=http%3A%2F%2Fy0.ifengimg.com%2Fifengimcp%2Fpic%2F20140822%2Fd69e0188b714ee789e97_size87_w800_h1227.jpg" alt="">--> <!--如果都是網(wǎng)絡(luò)地址，那么只要你的電腦有網(wǎng)，就可以看到，不需要自己在后端寫(xiě)對(duì)應(yīng)的讀取文件，返回圖片文件信息的代碼，因?yàn)閯e人的網(wǎng)站就做了這個(gè)事情了--> <img src="meinv.png" alt="" width="100" height="100"> <!--如果你是本地的圖片想要返回給頁(yè)面，你需要對(duì)頁(yè)面上的關(guān)于這個(gè)圖片的請(qǐng)求要自己做出響應(yīng)，這個(gè)src就是來(lái)你本地請(qǐng)求這個(gè)圖片，你只要將圖片信息讀取出來(lái)，返回給頁(yè)面，頁(yè)面拿到這個(gè)圖片的數(shù)據(jù)，就能夠渲染出來(lái)了，是不是很簡(jiǎn)單--><!--直接寫(xiě)在html頁(yè)面里面的js操作是直接可以在瀏覽器上顯示的--> <script>alert('這是我們第一個(gè)網(wǎng)頁(yè)') </script><script src="test.js"></script> </body> </html><!--再準(zhǔn)備一個(gè)圖片，名稱為meinv.jpg，再準(zhǔn)備一個(gè)ico文件，名稱為wechat.ico，其實(shí)就是個(gè)圖片文件，微信官網(wǎng)打開(kāi)之后，在瀏覽器最上面能夠看到-->然后開(kāi)始寫(xiě)我們的web框架，我們分這么幾步來(lái)寫(xiě)：
一、簡(jiǎn)單的web框架
創(chuàng)建一個(gè)python文件，內(nèi)容如下，名稱為test.py：
import socket sk = socket.socket() sk.bind(('127.0.0.1',8001)) sk.listen() conn,addr = sk.accept() from_b_msg = conn.recv(1024) str_msg = from_b_msg.decode('utf-8') #socket是應(yīng)用層和傳輸層之間的抽象層，每次都有協(xié)議，協(xié)議就是消息格式，那么傳輸層的消息格式我們不用管，因?yàn)閟ocket幫我們搞定了，但是應(yīng)用層的協(xié)議還是需要咱們自己遵守的，所以再給瀏覽器發(fā)送消息的時(shí)候，如果沒(méi)有按照應(yīng)用層的消息格式來(lái)寫(xiě)，那么你返回給瀏覽器的信息，瀏覽器是沒(méi)法識(shí)別的。而應(yīng)用層的協(xié)議就是我們的HTTP協(xié)議，所以我們按照HTTP協(xié)議規(guī)定的消息格式來(lái)給瀏覽器返回消息就沒(méi)有問(wèn)題了，關(guān)于HTTP我們會(huì)細(xì)說(shuō)，首先看一下直接寫(xiě)conn.send(b'hello')的效果，然后運(yùn)行代碼，通過(guò)瀏覽器來(lái)訪問(wèn)一下，然后再看這一句conn.send(b'HTTP/1.1 200 ok \r\n\r\nhello')的效果 #下面這句就是按照http協(xié)議來(lái)寫(xiě)的 # conn.send(b'HTTP/1.1 200 ok \r\n\r\nhello') #上面這句還可以分成下面兩句來(lái)寫(xiě) conn.send(b'HTTP/1.1 200 ok \r\n\r\n') with open('test.html','rb') as f:f_data = f.read() conn.send(f_data)但是我們知道，我們的css和js基本都是寫(xiě)在本地的文件里面的啊，而且我們的圖片基本也是我們自己本地的啊，怎么辦，我們將上面我們提前準(zhǔn)備好的js和css還有那個(gè).ico結(jié)尾的圖片文件都準(zhǔn)備好，來(lái)我們?cè)趤?lái)一個(gè)升級(jí)版的web框架，其實(shí)css、js、圖片等文件都叫做網(wǎng)站的靜態(tài)文件。
首先我們先看一個(gè)效果，如果我們直接將我們寫(xiě)好的css和js還有.ico和圖片文件插入到我們的html頁(yè)面里面，就是下面這個(gè)html文件
<!DOCTYPE html> <html lang="en"> <head><meta charset="UTF-8"><title>Title</title><link rel="stylesheet" href="test.css"><link rel="icon" href="wechat.ico"> </head> <body> <h1>姑娘，你好，我是Jaden，請(qǐng)問(wèn)約嗎？嘻嘻~~</h1> <img src="meinv.png" alt="" width="100" height="100"> <script src="test.js"></script> </body> </html><!--css文件內(nèi)容如下，名稱為test.css： -->h1{background-color: green;color: white;}<!-- js文件內(nèi)容如下，名稱為test.js：-->alert('這是我們第一個(gè)網(wǎng)頁(yè)');二、返回靜態(tài)文件的高級(jí)web框架
import socketsk = socket.socket() sk.bind(('127.0.0.1',8001)) sk.listen()#首先瀏覽器相當(dāng)于給我們發(fā)送了多個(gè)請(qǐng)求，一個(gè)是請(qǐng)求我們的html文件，而我們的html文件里面的引入文件的標(biāo)簽又給我們這個(gè)網(wǎng)站發(fā)送了請(qǐng)求靜態(tài)文件的請(qǐng)求，所以我們要將建立連接的過(guò)程循環(huán)起來(lái)，才能接受多個(gè)請(qǐng)求，沒(méi)毛病 while 1:conn,addr = sk.accept()# while 1:from_b_msg = conn.recv(1024)str_msg = from_b_msg.decode('utf-8')#通過(guò)http協(xié)議我們知道，瀏覽器請(qǐng)求的時(shí)候，有一個(gè)請(qǐng)求內(nèi)容的路徑，通過(guò)對(duì)請(qǐng)求信息的分析，這個(gè)路徑我們?cè)谡?qǐng)求的所有請(qǐng)求信息中可以提煉出來(lái)，下面的path就是我們提煉出來(lái)的路徑path = str_msg.split('\r\n')[0].split(' ')[1]print('path>>>',path)conn.send(b'HTTP/1.1 200 ok \r\n\r\n')#由于整個(gè)頁(yè)面需要html、css、js、圖片等一系列的文件，所以我們都需要給人家瀏覽器發(fā)送過(guò)去，瀏覽器才能有這些文件，才能很好的渲染你的頁(yè)面#根據(jù)不同的路徑來(lái)返回響應(yīng)的內(nèi)容if path == '/': #返回html文件print(from_b_msg)with open('test.html','rb') as f:# with open('Python開(kāi)發(fā).html','rb') as f:data = f.read()conn.send(data)conn.close()elif path == '/meinv.png': #返回圖片with open('meinv.png','rb') as f:pic_data = f.read()# conn.send(b'HTTP/1.1 200 ok \r\n\r\n')conn.send(pic_data)conn.close()elif path == '/test.css': #返回css文件with open('test.css','rb') as f:css_data = f.read()conn.send(css_data)conn.close()elif path == '/wechat.ico':#返回頁(yè)面的ico圖標(biāo)with open('wechat.ico','rb') as f:ico_data = f.read()conn.send(ico_data)conn.close()elif path == '/test.js': #返回js文件with open('test.js','rb') as f:js_data = f.read()conn.send(js_data)conn.close()#注意：上面每一個(gè)請(qǐng)求處理完之后，都有一個(gè)conn.close()是因?yàn)?#xff0c;HTTP協(xié)議是短鏈接的，一次請(qǐng)求對(duì)應(yīng)一次響應(yīng)，這個(gè)請(qǐng)求就結(jié)束了，所以我們需要寫(xiě)上close，不然瀏覽器自己斷了，你自己寫(xiě)的服務(wù)端沒(méi)有斷，就會(huì)出問(wèn)題。完全搞定了，自己通過(guò)socket已經(jīng)完全搞定了web項(xiàng)目，激動(dòng)不，哈哈，我們?cè)賮?lái)完善一下
三、更高級(jí)版(函數(shù)+多線程版+動(dòng)態(tài)獲取時(shí)間戳)web框架
# -*- coding: utf-8 -*- # @Time : 2019/7/12 17:11 # @Author : AnWen import time import socket from threading import Threadserver = socket.socket() server.bind(('127.0.0.1', 9000)) server.listen()def html(conn):time_msg=str(time.time())with open('test.html', 'r',encoding='utf-8') as f:date = f.read()# 在網(wǎng)頁(yè)中定義好特殊符號(hào)，用動(dòng)態(tài)的數(shù)據(jù)去替換提前定義好的特殊符號(hào)date=date.replace('%這是被替換字符串%',time_msg)date=date.encode('utf-8')conn.send(date)conn.close()def css(conn):with open('test.css', 'rb') as f:date = f.read()conn.send(date)conn.close()def js(conn):with open('test.js', 'rb') as f:date = f.read()conn.send(date)conn.close()def ico(conn):with open('wechat.ico', 'rb') as f:date = f.read()conn.send(date)conn.close()def jpg(conn):with open('window.jpg', 'rb') as f:date = f.read()conn.send(date)conn.close()#定義一個(gè)路徑和執(zhí)行函數(shù)的對(duì)應(yīng)關(guān)系，不再寫(xiě)一堆的if判斷了 urlpatterns = [('/', html),('/test.css', css),('/test.js', js),('/wechat.ico', ico),('/window.jpg', jpg) ]while True:conn, addr = server.accept()request_str = conn.recv(1024).decode('utf-8')path = request_str.split('\r\n')[0].split(' ')[1]print(path)# 因?yàn)橐裱璈TTP協(xié)議，所以回復(fù)的消息也要加狀態(tài)行conn.send(b'HTTP/1.1 200 ok\r\n\r\n')#遍歷路徑和函數(shù)的對(duì)應(yīng)關(guān)系列表，并開(kāi)多線程高效的去執(zhí)行路徑對(duì)應(yīng)的函數(shù)，for item in urlpatterns:if path==item[0]:t=Thread(target=item[1],args=(conn,))t.start()四、wsgiref模塊版web框架
wsgiref模塊其實(shí)就是將整個(gè)請(qǐng)求信息給封裝了起來(lái)，就不需要你自己處理了，假如它將所有請(qǐng)求信息封裝成了一個(gè)叫做request的對(duì)象，那么你直接request.path就能獲取到用戶這次請(qǐng)求的路徑，request.method就能獲取到本次用戶請(qǐng)求的請(qǐng)求方式(get還是post)等，那這個(gè)模塊用起來(lái)，我們?cè)賹?xiě)web框架是不是就簡(jiǎn)單了好多啊。
對(duì)于真實(shí)開(kāi)發(fā)中的python web程序來(lái)說(shuō)，一般會(huì)分為兩部分：服務(wù)器程序和應(yīng)用程序。
服務(wù)器程序負(fù)責(zé)對(duì)socket服務(wù)器進(jìn)行封裝，并在請(qǐng)求到來(lái)時(shí)，對(duì)請(qǐng)求的各種數(shù)據(jù)進(jìn)行整理。
應(yīng)用程序則負(fù)責(zé)具體的邏輯處理。為了方便應(yīng)用程序的開(kāi)發(fā)，就出現(xiàn)了眾多的Web框架，例如：Django、Flask、web.py 等。不同的框架有不同的開(kāi)發(fā)方式，但是無(wú)論如何，開(kāi)發(fā)出的應(yīng)用程序都要和服務(wù)器程序配合，才能為用戶提供服務(wù)。
這樣，服務(wù)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(wú)論對(duì)于服務(wù)器還是框架，都是不好的。對(duì)服務(wù)器來(lái)說(shuō)，需要支持各種不同框架，對(duì)框架來(lái)說(shuō)，只有支持它的服務(wù)器才能被開(kāi)發(fā)出的應(yīng)用使用。最簡(jiǎn)單的Web應(yīng)用就是先把HTML用文件保存好，用一個(gè)現(xiàn)成的HTTP服務(wù)器軟件，接收用戶請(qǐng)求，從文件中讀取HTML，返回。如果要?jiǎng)討B(tài)生成HTML，就需要把上述步驟自己來(lái)實(shí)現(xiàn)。不過(guò)，接受HTTP請(qǐng)求、解析HTTP請(qǐng)求、發(fā)送HTTP響應(yīng)都是苦力活，如果我們自己來(lái)寫(xiě)這些底層代碼，還沒(méi)開(kāi)始寫(xiě)動(dòng)態(tài)HTML呢，就得花個(gè)把月去讀HTTP規(guī)范。
正確的做法是底層代碼由專門的服務(wù)器軟件實(shí)現(xiàn)，我們用Python專注于生成HTML文檔。因?yàn)槲覀儾幌Ｍ佑|到TCP連接、HTTP原始請(qǐng)求和響應(yīng)格式，所以，需要一個(gè)統(tǒng)一的接口協(xié)議來(lái)實(shí)現(xiàn)這樣的服務(wù)器軟件，讓我們專心用Python編寫(xiě)Web業(yè)務(wù)。
這時(shí)候，標(biāo)準(zhǔn)化就變得尤為重要。我們可以設(shè)立一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，只要服務(wù)器程序支持這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，框架也支持這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，那么他們就可以配合使用。一旦標(biāo)準(zhǔn)確定，雙方各自實(shí)現(xiàn)。這樣，服務(wù)器可以支持更多支持標(biāo)準(zhǔn)的框架，框架也可以使用更多支持標(biāo)準(zhǔn)的服務(wù)器。
WSGI（Web Server Gateway Interface）就是一種規(guī)范，它定義了使用Python編寫(xiě)的web應(yīng)用程序與web服務(wù)器程序之間的接口格式，實(shí)現(xiàn)web應(yīng)用程序與web服務(wù)器程序間的解耦。
常用的WSGI服務(wù)器有uwsgi、Gunicorn。而Python標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)提供的獨(dú)立WSGI服務(wù)器叫wsgiref，Django開(kāi)發(fā)環(huán)境用的就是這個(gè)模塊來(lái)做服務(wù)器。
好，接下來(lái)我們就看一下（能理解就行，了解就可以了）：先看看wsfiref怎么使用：
from wsgiref.simple_server import make_server # wsgiref本身就是個(gè)web框架，提供了一些固定的功能（請(qǐng)求和響應(yīng)信息的封裝，不需要我們自己寫(xiě)原生的socket了也不需要咱們自己來(lái)完成請(qǐng)求信息的提取了，提取起來(lái)很方便） #函數(shù)名字隨便起 def application(environ, start_response):''':param environ: 是全部加工好的請(qǐng)求信息，加工成了一個(gè)字典，通過(guò)字典取值的方式就能拿到很多你想要拿到的信息:param start_response: 幫你封裝響應(yīng)信息的（響應(yīng)行和響應(yīng)頭），注意下面的參數(shù):return:'''start_response('200 OK', [('Content-Type', 'text/html'),('k1','v1')])print(environ)print(environ['PATH_INFO']) #輸入地址127.0.0.1:8080，這個(gè)打印的是'/',輸入的是127.0.0.1:8080/index，打印結(jié)果是'/index'return [b'<h1>Hello, web!</h1>']#和咱們學(xué)的socketserver那個(gè)模塊很像啊 httpd = make_server('127.0.0.1', 8080, application)print('Serving HTTP on port 8080...') # 開(kāi)始監(jiān)聽(tīng)HTTP請(qǐng)求: httpd.serve_forever()來(lái)一個(gè)完整的web項(xiàng)目，我們需要連接數(shù)據(jù)庫(kù)了，所以先到mysql數(shù)據(jù)庫(kù)里面準(zhǔn)備一些表和數(shù)據(jù)
# -*- coding: utf-8 -*- # @Time : 2019/7/12 18:33 # @Author : AnWen import pymysqlconn = pymysql.connect(host='127.0.0.1',port=3306,user='root',password='123456',database='day53',charset='utf8', ) cursor = conn.cursor(pymysql.cursors.DictCursor) #創(chuàng)建表 sql = "create table userinfo(id int primary key auto_increment,name char(12),age int not null);" cursor.execute(sql) conn.commit() cursor.close() conn.close() import pymysql conn = pymysql.connect(host='127.0.0.1',port=3306,user='root',password='123456',database='day53',charset='utf8', ) cursor = conn.cursor(pymysql.cursors.DictCursor) #插入數(shù)據(jù) sql = "insert into userinfo(name,age) values ('anwen',20);" cursor.execute(sql) conn.commit() cursor.close() conn.close() # -*- coding: utf-8 -*- # @Time : 2019/7/12 18:55 # @Author : AnWen import pymysql def showdata():conn = pymysql.connect(host='127.0.0.1',port=3306,user='root',password='123456',database='day53',charset='utf8',)cursor = conn.cursor(pymysql.cursors.DictCursor)#查詢數(shù)據(jù)sql = 'select * from userinfo'cursor.execute(sql)data=cursor.fetchone()conn.close()conn.cursor()return data # showdata()wsgiref模塊版web框架
# -*- coding: utf-8 -*- # @Time : 2019/7/12 12:17 # @Author : AnWen import time from wsgiref.simple_server import make_server from showdata import showdatadef html():#獲取數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)userinfo_data=showdata()# {'id': 1, 'name': 'anwen', 'age': 20}with open('test.html', 'r', encoding='utf-8') as f:date = f.read()date = date.replace('%這是被替換字符串%', userinfo_data['name'])date = date.encode('utf-8')return datedef css():with open('test.css', 'rb') as f:date = f.read()return datedef js():with open('test.js', 'rb') as f:date = f.read()return datedef ico():with open('wechat.ico', 'rb') as f:date = f.read()return datedef jpg():with open('window.jpg', 'rb') as f:date = f.read()return dateurlpatterns = [('/', html),('/test.css', css),('/test.js', js),('/wechat.ico', ico),('/window.jpg', jpg) ]def application(environ, start_response):''':param environ: 是全部加工好的請(qǐng)求信息，加工成了一個(gè)字典，通過(guò)字典取值的方式就能拿到很多你想要拿到的信息:param start_response: 幫你封裝響應(yīng)信息的（響應(yīng)行和響應(yīng)頭），注意下面的參數(shù):return:'''# print(environ)start_response('200 ok', [('k1', 'v1')])path = environ['PATH_INFO']for item in urlpatterns:if path == item[0]:ret = item[1]()breakelse:ret = '404 not found!'return [ret]httpd = make_server('127.0.0.1', 9000, application) print('Serving HTTP on port 9000...') # 開(kāi)始監(jiān)聽(tīng)HTTP請(qǐng)求: httpd.serve_forever()# wsgiref本身就是個(gè)web框架，提供了一些固定的功能（請(qǐng)求和響應(yīng)信息的封裝，不需要我們自己寫(xiě)原生的socket了也不需要咱們自己來(lái)完成請(qǐng)求信息的提取了，提取起來(lái)很方便）模板渲染JinJa2
上面的代碼實(shí)現(xiàn)了一個(gè)簡(jiǎn)單的動(dòng)態(tài)頁(yè)面(字符串替換)，我完全可以從數(shù)據(jù)庫(kù)中查詢數(shù)據(jù)，然后去替換我html中的對(duì)應(yīng)內(nèi)容（專業(yè)名詞叫做模板渲染，你先渲染一下，再給瀏覽器進(jìn)行渲染），然后再發(fā)送給瀏覽器完成渲染。 這個(gè)過(guò)程就相當(dāng)于HTML模板渲染數(shù)據(jù)。 本質(zhì)上就是HTML內(nèi)容中利用一些特殊的符號(hào)來(lái)替換要展示的數(shù)據(jù)。 我這里用的特殊符號(hào)是我定義的，其實(shí)模板渲染有個(gè)現(xiàn)成的工具： jinja2
下載：pip install jinja2
使用jinja2渲染index2.html文件
總結(jié)
以上是生活随笔為你收集整理的Django基础一之web框架的本质的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。
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