Python Web 應用：WSGI基礎

在Django，F(xiàn)lask，Bottle和其他一切Python web 框架底層的是Web Server Gateway Interface，簡稱WSGI。WSGI對Python來說就像 Servlets對Java一樣——一種用于web服務器并允許不同web服務器和應用框架基于通用API交互的通用規(guī)范。然而，對于大多數(shù)事情，Python版本實現(xiàn)相當簡單。

WSGI被定義在PEP 3333協(xié)議里面，如果在讀完本文之后你想學到更多東西的話，作者建議讀者先閱讀一下簡介。

本文將從一個應用開發(fā)者的角度來向你介紹WSGI說明，并且向你展示怎樣直接通過WSGI來開發(fā)應用程序（如果你迫不及待的話）。

你的第一個WSGI應用

下面是最基本的Python web應用：

def app(environ, start_fn):    start_fn('200 OK', [('Content-Type', 'text/plain')])    return ["Hello World!\n"]

就是這樣！整個文件。先命名為app.py然后在任何WSGI可編譯服務器上面運行，然后你就可以得到一個Hello World并伴隨一個200的響應狀態(tài)碼。你可以使用gunicorn來完成，通過pip（pip install gunicorn)來安裝并執(zhí)行gunicorn app:app。這條命令告訴gunicorn從應用模塊里的應用變量去獲取可調(diào)用的WSGI。

剛才，十分興奮吧。僅僅三行代碼就可以運行一個應用？那一定是某種意義上的記錄（不包括PHP，因為mod_php在起作用）。我敢打賭你現(xiàn)在一定想更加深入了解下去了。

所以一個WSGI應用最重要的部分是什么呢？

一個WSGI應用是Python可調(diào)用的，就像一個函數(shù)，一個類，或者一個有__call__方法的類實例

可調(diào)用的應用程序必須接受兩個參數(shù)：environ，一個包含必要數(shù)據(jù)的Python字典，start_fn，它自己是可調(diào)用的。

應用程序必須能調(diào)用start_fn和兩個參數(shù)：狀態(tài)碼（字符串），和一個頭部以兩個元組表述的列表。

應用程序返回一個在返回體里包含bytes的方便的可迭代對象，流式的部分——例如，一個個只包含“Hello，World！”字符串的列表。（如果app是一個類的話，可以在__iter__方法里完成）

例如下面兩個例子和第一個是等價的：

class app(object):    def __init__(self, environ, start_fn):        self.environ = environ        self.start_fn = start_fn    def __iter__(self):        self.start_fn('200 OK', [('Content-Type', 'text/plain')])        yield "Hello World!\n"class Application(object):    def __call__(self, environ, start_fn):        start_fn('200 OK', [('Content-Type', 'text/plain')])        yield "Hello World!\n"app = Application()

你可能已經(jīng)開始思考能用這些東西來做什么了，但是最可能相關的一項是用來寫中間件。

讓它活躍起來

中間件是一種方便擴展WSGI應用功能性的方法。因為你只需提供一個可調(diào)用的對象，你可以任意把它包裹在其他函數(shù)里。

例如，假設我們想檢測一下environ里面的內(nèi)容。我們可以輕易地創(chuàng)建一個中間件來完成，如下所示：

import pprintdef handler(environ, start_fn):    start_fn('200 OK', [('Content-Type', 'text/plain')])    return ["Hello World!\n"]def log_environ(handler):    def _inner(environ, start_fn):        pprint.pprint(environ)        return handler(environ, start_fn)    return _innerapp = log_environ(handler)

這里，log_environ是一個返回函數(shù)的函數(shù)，它在environ參數(shù)延遲原始回調(diào)之前裝飾該參數(shù)。

這樣寫中間件的優(yōu)點是中間件和處理器不需要知道或者關心對方。你可以輕易地綁定log_environ到一個Flask應用上面,例如，因為Flask應用是WSGI應用。

其他一些有用的中間件設計：

import pprintdef handle_error(handler):    def _inner(environ, start_fn):        try:            return handler(environ, start_fn)        except Exception as e:            print e  # Log error            start_fn('500 Server Error', [('Content-Type', 'text/plain')])            return ['500 Server Error']    return _innerdef wrap_query_params(handler):    def _inner(environ, start_fn):        qs = environ.get('QUERY_STRING')        environ['QUERY_PARAMS'] = urlparse.parse_qs(qs)        return handler(environ, start_fn)    return _inner

如果你不想讓你的文件有一個很大的金字塔底的話，你可以使用reduce一次應用到多個中間件上。

# Applied from bottom to top on the way in, then top to bottom on the way outMIDDLEWARES = [wrap_query_params,               log_environ,               handle_error]app = reduce(lambda h, m: m(h), MIDDLEWARES, handler)

利用start_fn參數(shù)的優(yōu)點你也可以寫裝飾響應體的中間件。下面是一個內(nèi)容類型頭部是text/plain反轉(zhuǎn)輸出結(jié)果的中間件。

def reverser(handler):    # A reverse function    rev = lambda it: it[::-1]    def _inner(environ, start_fn):        do_reverse = []  # Must be a reference type such as a list        # Override start_fn to check the content type and set a flag        def start_reverser(status, headers):            for name, value in headers:                if (name.lower() == 'content-type'                        and value.lower() == 'text/plain'):                    do_reverse.append(True)                    break            # Remember to call `start_fn`            start_fn(status, headers)        response = handler(environ, start_reverser)        try:            if do_reverse:                return list(rev(map(rev, response)))            return response        finally:            if hasattr(response, 'close'):                response.close()    return _inner

由于start_fn和響應體的分離有一點混亂，但是還是完美運行的。

同時請注意，為了嚴格遵循WSGI規(guī)范，如果存在的話，我們必須在響應體里檢查close方法并且調(diào)用它。WSGI應用程序有可能返回一個write函數(shù)而不是一個調(diào)用處理器的可迭代對象，如果你想要你的中間件支持更早的應用的話，你可能需要處理這個問題。

一旦你開始一點點把玩原生WSGI，你就開始理解為什么Python有一堆web框架。WSGI讓從底層造一些東西變得十分簡單。例如，你也許正在考慮下面的路由問題：

routes = {    '/': home_handler,    '/about': about_handler,}class Application(object):    def __init__(self, routes):        self.routes = routes    def not_found(self, environ, start_fn):        start_fn('404 Not Found', [('Content-Type', 'text/plain')])        return ['404 Not Found']    def __call__(self, environ, start_fn):        handler = self.routes.get(environ.get('PATH_INFO')) or self.not_found        return handler(environ, start_fn)

如果你喜歡下面資源集合的靈活性的話，直接使用WSGI造輪子還是十分方便的。

模板庫：投入任何你喜歡的模板（例如，Jinja2,Pystashe)然后從你的處理器返回渲染后的模板！

用一個庫幫助你的路由，如Routes或者Werkzeug’s routing。實際上，如果你想輕松使用WSGI的話，看一看Werkzeug吧。

使用任何Flask或者相似的數(shù)據(jù)庫遷移庫。

當然，對于非專業(yè)的應用，你也可能想使用一下框架，那樣的話，一些特殊的諸如此類的例子也可以得到合理解決。

關于服務器呢？

有許許多多服務WSGI應用的方法。我們已經(jīng)討論過Gunicorn了，一個相當好的選擇。uWSGI是另外一個不錯的選擇。但是請確保在服務這些靜態(tài)東西之前設置好nginx一類的東西，并且你應該有一個固定的開始節(jié)點。

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作者：黑馬程序員人工智能+Python培訓學院

首發(fā)：http://python.itheima.com/