【黑马-python进阶】---学习笔记(6）---系统性能监控+基于TCP的Web服务器

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1 系统性能定时监控

1.1 系统监控概述

用Python来编写脚本简化日常的运维工作是Python的一个重要用途，在Linux下，有许多系统命令可以时刻监控系统运行的状态；

1.2 psutil

**psutil是python system and process utilities缩写，python的系统监控及过程管理的工具，是一个功能强大的跨平台系统管理库。**可以实现命令行中类似ps,top,lsof,netstat,ifconfig,who,df,kill free,nice,ionice,iostant,iotop等等命令的功能，并且以python内置的数据结构形式返回；

1.3 常见功能

1.3.1 获取CPU信息

1.3.2 获取内存信息

1.3.3 磁盘信息

使用psutil类似于linux下的fdisk命令，磁盘的利用率以及I/O信息还有分区信息等

1.3.4 网络信息

1.3.5 获得开机时间

1.3.6 小结

1.4 系统性能定时监控

功能描述（基础版）

1、显示当前服务器CPU的使用率；

2、显示当前服务器内存的使用率；

3、显示当前服务器硬盘的使用率；

4、显示当前服务器网络的收发情况；

5、显示CPU总核心数、总内存、总硬盘；

6、保存日志信息到log.txt文件中；

7、能够直接执行脚本，查看信息；

功能描述（升级版）

1、能够定时显示监控数据

如果是模块单独运行，就是__ name __== "__ __ main__"
如果是被当做模块导入，就不能执行main()

1.4.1 yagmail模块发送邮件

yamail模块使用

实现自动发邮件功能

（3）空行
- 用来分离请求头和请求数据，请求头到此结束！！的标志！！
（4）请求数据
- 只有post方式提交的时候，才有请求数据！
2、请求报文格式总结
3、通过网络调试助手模拟TCP服务器，接收request请求
4、小结
- 请求报文格式
  - （1）请求行
    - 请求方式资源路径协议及版本
  - （2）请求头
    - 协议项
    - 协议名：协议值
  - （3）请求空行
    - 分割请求头和请求的主体
  - （4）请求主体
    - 浏览器要发给服务端的内容
    - GET方式没有请求体，POST方式有请求体

3 基于TCP的Web服务器

3.1模拟浏览器实现

模拟浏览器请求web服务器的网页过程，使用TCP实现HTTP协议（请求报文格式和响应报文格式）；
返回的数据如下：（二进制）
使用decode()解码后，内容如下：
小结

3.2 模拟Web服务器：返回固定数据

目标
- 实现简单的Web服务器并返回固定数据给浏览器；
整体功能：
- 1、Web服务器能够绑定固定端口；
  
  2、Web服务器能够接收浏览器请求；
  
  3、Web服务器遵守HTTP协议，并返回“Hello World"字符串给浏览器；
  
  4、当浏览器关闭后，Web服务器能够显示断开连接；
  
  5、Web服务器短时间内重启，不会提示address already in use错误；
实现步骤
- 1、导入socket模块；
  
  2、创建tcp套接字；
  
  3、设置地址重用；
  
  4、绑定端口bind；
  
  5、设置监听listen，最大允许客户端连接数128（套接字由主动变为被动)；
  
  6、等待客户端连接（能够接收多个客户端连接）；
  
  7、定义函数，实现客户端信息接收和响应；
  
  8、接收浏览器请求，并判断请求是否为空；
  
  9、拼接响应报文；
  
  10、定义变量保存响应报文内容；
  
  11、发送响应报文给客户端浏览器；
  
  12、关闭此次连接的套接字；
代码实现：
小结
- 1、导入模块；
- 2、创建套接字；
- 3、设置地址重用
```
tcp_server_socket.setsockopt(socket.SOL_SOCKET,socket.SO_REUSEADDR,True)
```
- 4、绑定端口和IP；
- 5、设置套接字为被动状态，listen；
- 6、开始接收客户端连接；
```
while True：
	new_client_socket,ip_port=tcp_server_socket.accept()
    request_handler(new_client_socket,ip_port)
```
- 7、接收客户端发送的请求协议；
- 8、判断客户端是否已经下线；
- 9、拼接响应报文（响应行+响应头+响应空行+响应主体）；
- 10、发送响应报文；
- 10、关闭和当前客户端连接；

3.3 模拟Web服务器：返回固定页面

目标
- 实现返回一个固定的html页面给浏览器的Web服务器；
功能分析

1、Web服务器能够绑定固定端口；

2、Web服务器能够接收浏览器请求；

3、Web服务器遵守HTTP协议，并返回网页index.html的内容给浏览器；

4、当浏览器关闭后，Web服务器能够显示断开连接；

5、Web服务器短时间内重启，不会提示address already in use错误；

实现步骤

1、导入socket模块；

2、创建套接字；

3、设置地址重用；

4、绑定端口IP（服务器必须要做的）；

5、设置监听模式，最大允许客户端连接数128，套接字有主动变为被动；

6、等待客户端连接（能够接收多个客户端连接）

7、定义函数，实现客户端信息接收和响应；

8、接收浏览器请求，并判断请求是否为空；

9、拼接响应报文；

10、定义变量保存响应报文内容；

11、打开Index.html文件，并且读取其内容返回给客户端；

12、发送响应报文给客户端浏览器（注意转码问题）；

13、关闭此次连接的套接字；

代码实现

3.4 模拟Web服务器：返回指定页面

目标
- 实现根据浏览器不同请求，返回对应网页资源的Web服务器
  *
功能分析

1、Web服务器能够绑定固定端口；

2、Web服务器端能够接收浏览器请求；

3、Web服务器遵守HTTP协议，根据请求返回指定的html内容给浏览器；

4、当浏览器关闭后，Web服务器能够显示断开连接；

5、Web服务器短时间内重启，不会提示address already in use错误；

实现思路

1、导入socket模块；

2、创建tcp套接字；

3、设置地址重用;

4、绑定端口ip地址；

5、设置监听，最大允许客户端连接数128（套接字主动变被动);

6、等待客户端连接（能够接收多个客户端连接）；

7、定义函数，实现客户端信息接收和响应；

8、接收浏览器请求，并判断请求是否为空；

9、拼接响应报文；

10、定义变量保存响应报文内容；

11、获取浏览器发送的请求头信息，分析得到请求html文件路径；

12、根据路径信息，打开指定html文件，并返回内容给客户端浏览器；

13、发送响应报文给客户端浏览器，注意转码问题；

14、关闭此次连接的套接字；

代码实现
默认首页判断

3.5 模拟Web服务器：返回指定页面存在的问题

目标
- 解决资源访问过程中存在的问题
1、如果访问的页面不存在怎么办？
2、默认首页判断
小结

3.6 面向对象封装

目标
- 使用面向对象思想，对Web服务器进行封装
功能分析

1、使用面向对象思想进行封装；

2、通过对象方法.start()启动web服务器；

实现思路

1、创建HttpServer类；

2、创建HttpServer类的构造方法，并在构造方法中对tcp_server_socket创建初始化；

3、创建start()方法，用来web服务器启动；

代码实现

3.7 服务端基础架构构建-1

目标
- 优化代码，分模块开发
1、整体功能

1、创建框架构建相关的文件夹；

2、创建app模块文件；

3、在app模块文件中创建application函数（用于处理请求）；

4、将request_handler()中的处理逻辑交由app模块的application函数完成；

5、app模块的application函数返回响应报文；

逻辑关系
文件目录
2、代码实现

小结

3.8 服务端基础框架构建-2

目标
- 优化代码，分模块开发
1、整体功能

1、创建框架构建相关的文件夹；

2、创建app模块文件；

3、在app模块文件中创建application函数（用于处理请求）；

4、将request_handler()中的处理逻辑交由app模块的application函数完成；

5、app模块的application函数响应数据；

6、创建utils模块，并且在该模块中创建create_http_response（）函数，专门用来拼接响应报文；

7、在app模块的application函数中调用utils模块中的create_http_response（）函数，得到完整的响应报文；

小结

3.9 使用终端中启动Web服务器

目标
- 能够通过终端指定端口并启动Web服务器
- 服务器没有pycharm,终端启动很重要！！！
1、功能分析
2、实现思路

1、导入sys模块；

2、通过sys.argv获取参数列表；

3、判断列表长度是否为2，如果不等于2要给出提示，Web服务器启动失败；

4、取出第二个参数，判断是否是一个数字，如果不是一个数组，给出提示，Web服务器启动失败；

5、接收启动参数端口号；

6、修改类构造方法，使用提供的端口号启动Web服务器；