02.web框架

什么是web框架

框架，即framework，特指为解决一个开放性问题而设计的具有一定约束性的支撑结构，使用框架可以帮你快速开发特定的系统，简单地说，就是你用别人搭建好的舞台来做表演。

对于所有的Web应用，本质上其实就是一个socket服务端，用户的浏览器其实就是一个socket客户端。

import socket

def handle_request(client):

    buf = client.recv(1024)
    client.send("HTTP/1.1 200 OK\r\n\r\n".encode("utf8"))
    client.send("<h1 style='color:red'>Hello, Python</h1>".encode("utf8"))

def main():

    sock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
    sock.bind(('localhost',8001))
    sock.listen(5)

    while True:
        connection, address = sock.accept()
        handle_request(connection)
        connection.close()

if __name__ == '__main__':

    main()

最简单的Web应用就是先把HTML用文件保存好，用一个现成的HTTP服务器软件，接收用户请求，从文件中读取HTML，返回。

如果要动态生成HTML，就需要把上述步骤自己来实现。不过，接受HTTP请求、解析HTTP请求、发送HTTP响应都是苦力活，如果我们自己来写这些底层代码，还没开始写动态HTML呢，就得花个把月去读HTTP规范。

      正确的做法是底层代码由专门的服务器软件实现，我们用Python专注于生成HTML文档。因为我们不希望接触到TCP连接、HTTP原始请求和响应格式，所以，需要一个统一的接口，让我们专心用Python编写Web业务。

这个接口就是WSGI（web网关接口协议）：Web Server Gateway Interface。

from wsgiref.simple_server import make_server


def application(environ, start_response):
    start_response('200 OK', [('Content-Type', 'text/html')])
    return [b'<h1>Hello, web!</h1>']


httpd = make_server('', 8080, application)

print('Serving HTTP on port 8000...')
# 开始监听HTTP请求:
httpd.serve_forever()

整个application()函数本身没有涉及到任何解析HTTP的部分，也就是说，底层代码不需要我们自己编写，
我们只负责在更高层次上考虑如何响应请求就可以了。

application()函数必须由WSGI服务器来调用。有很多符合WSGI规范的服务器，我们可以挑选一个来用。

Python内置了一个WSGI服务器，这个模块叫wsgiref    
    
    
application()函数就是符合WSGI标准的一个HTTP处理函数，它接收两个参数：

        //environ：一个包含所有HTTP请求信息的dict对象；
        
        //start_response：一个发送HTTP响应的函数。

在application()函数中，调用：

start_response('200 OK', [('Content-Type', 'text/html')])

就发送了HTTP响应的Header，注意Header只能发送一次，也就是只能调用一次start_response()函数。
start_response()函数接收两个参数，一个是HTTP响应码，一个是一组list表示的HTTP Header，每
个Header用一个包含两个str的tuple表示。

通常情况下，都应该把Content-Type头发送给浏览器。其他很多常用的HTTP Header也应该发送。

然后，函数的返回值b'<h1>Hello, web!</h1>'将作为HTTP响应的Body发送给浏览器。

有了WSGI，我们关心的就是如何从environ这个dict对象拿到HTTP请求信息，然后构造HTML，
通过start_response()发送Header，最后返回Body。

在平时的使用中，我们会在浏览器输入地址中加入路径相关信息，所以这里对原有框架进行升级。

在之前存储着请求信息大字典的environ变量中，有一个"PATH_INFO"的键，可以获取路径相关信息。下面是关于原始服务器的升级：

from wsgiref.simple_server import make_server  # 使用这个库之后，不需要对传过来的请求进行解析，它自动帮我们进行处理


def application(environ, start_response):  # 一旦有客户端连接时，自动执行
    # 浏览器传过来的信息会被处理为一个大字典放入到environ中。
    start_response('200 OK', [('Content-Type', 'text/html')])  # 设置相应的请求头
    # f1=open("index1.html","rb")
    # data1=f1.read()
    # f2=open("index2.html","rb")
    # data2=f2.read()
    path = environ['PATH_INFO']
    if path == "/111.html":
        return [b'<h1>Hello, web</h1>']
        # return [data1]
    elif path == "/222.html":
        return [b'<h1>Hello, Django</h1>']
        # return [data2]
    else:
        return ["<h1>404</h1>".encode('utf8')]
        # return [b'<h1>Hello, web!</h1>']            # 返回响应结果


httpd = make_server('', 8080, application)  # 这里需要传入三个参数：ip地址，端口号，应用

print('Serving HTTP on port 8000...')
# 开始监听HTTP请求:
httpd.serve_forever()

from wsgiref.simple_server import make_server  # 使用这个库之后，不需要对传过来的请求进行解析，它自动帮我们进行处理

def f1():
    f1=open("index1.html","rb")
    data1=f1.read()
    return [data1]

def f2():

    f2=open("index2.html","rb")
    data2=f2.read()
    return [data2]

def application(environ, start_response):  # 一旦有客户端连接时，自动执行
    # 浏览器传过来的信息会被处理为一个大字典放入到environ中。
    start_response('200 OK', [('Content-Type', 'text/html')])  # 设置相应的请求头
    # f1=open("index1.html","rb")
    # data1=f1.read()
    # f2=open("index2.html","rb")
    # data2=f2.read()
    path = environ['PATH_INFO']
    if path == "/111.html":
        return f1()
        # return [b'<h1>Hello, web</h1>']
        # return [data1]
    elif path == "/222.html":
        return f2()
        # return [b'<h1>Hello, Django</h1>']
        # return [data2]
    else:
        return ["<h1>404</h1>".encode("utf-8")]
        # return [b'<h1>Hello, web!</h1>']            # 返回响应结果


httpd = make_server('', 8080, application)  # 这里需要传入三个参数：ip地址，端口号，应用

print('Serving HTTP on port 8000...')
# 开始监听HTTP请求:
httpd.serve_forever()

目前位置，框架已经初具规模，不过还需要再进行提炼，这次是关于路由方面的提炼，完成路由分发:

from wsgiref.simple_server import make_server  # 使用这个库之后，不需要对传过来的请求进行解析，它自动帮我们进行处理

def r1():
    f1 = open("111.html", "rb")
    data1 = f1.read()
    return [data1]

def r2():
    f2 = open("222.html", "rb")
    data2 = f2.read()
    return [data2]

# 完成路由分发
def router():
    url_patterns = [
        ("/111.html", r1),
        ("/222.html", r2),
    ]
    return url_patterns

def application(environ, start_response):  # 一旦有客户端连接时，自动执行
    # 浏览器传过来的信息会被处理为一个大字典放入到environ中。
    start_response('200 OK', [('Content-Type', 'text/html')])  # 设置相应的请求头
    path = environ['PATH_INFO']         # 获取URL中的路径

    url_patterns = router()
    func = None
    for i in url_patterns:
        if i[0] == path:
            func = i[1]
            return func()
    if func == None:
        return ['<h1> 404 </h1>'.encode("utf-8")]

httpd = make_server('', 8080, application)  # 这里需要传入三个参数：ip地址，端口号，应用

print('Serving HTTP on port 8000...')
# 开始监听HTTP请求:
httpd.serve_forever()

 现在，我们的整个web框架就完成了，接下来，我们往框架中加入动态获取时间的功能。这个需要从后台将数据放入到前端页面当中。

from wsgiref.simple_server import make_server  # 使用这个库之后，不需要对传过来的请求进行解析，它自动帮我们进行处理
import time

def f1(req):
    f1=open("index1.html","rb")
    data1=f1.read()
    return [data1]

def f2(req):
    print(req["QUERY_STRING"])      # 获取表单中传来的信息
    f2=open("index2.html","rb")
    data2=f2.read()
    return [data2]

def show_time(req):
    times = time.ctime()
    # return [b"<h1>time:%s</h1>" % times]        # 小问题，这种写法是否正确？
    # return [("<h1>time:%s</h1>" % str(times)).encode("utf-8")]

    # 下面是纯英文内容，如果有中文会出现乱码
    # f = open("show_time.html", "r")
    # data = f.read()
    # data = data.replace("{{time}}", times)
    # return [data.encode("utf-8")]

    # 乱码解决
    f = open("show_time.html", "rb")
    data = f.read()
    data = data.decode("utf-8")
    data = data.replace("{{time}}", times)
    return [data.encode("utf-8")]

def router():
    url_patterns = [
        ("/111.html", f1),
        ("/222.html", f2),
        ("/show_time", show_time)
    ]
    return url_patterns

def application(environ, start_response):  # 一旦有客户端连接时，自动执行
    # 浏览器传过来的信息会被处理为一个大字典放入到environ中。
    start_response('200 OK', [('Content-Type', 'text/html')])  # 设置相应的请求头

    path = environ['PATH_INFO']
    url_patterns = router()
    for i in url_patterns:
        if i[0] == path:
            func = i[1]
            return func(environ)

    else:
        return ['<h1> 404 </h1>'.encode("utf-8")]


httpd = make_server('', 8080, application)  # 这里需要传入三个参数：ip地址，端口号，应用

print('Serving HTTP on port 8000...')
# 开始监听HTTP请求:
httpd.serve_forever()