Python WSGI

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Python WSGI详解

  • 作者：code123
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  • 时间：2015-09-13
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  • 分类：Python

id="iframeu2625952_0" src="http://pos.baidu.com/kcsm?rdid=2625952&dc=2&di=u2625952&dri=0&dis=0&dai=1&ps=295x150&dcb=BAIDU_SSP_define&dtm=BAIDU_DUP_SETJSONADSLOT&dvi=0.0&dci=-1&dpt=none&tsr=0&tpr=1463399991502&ti=Python%20WSGI%E8%AF%A6%E8%A7%A3%20-%20code123&ari=1&dbv=0&drs=1&pcs=1240x656&pss=1240x375&cfv=19&cpl=11&chi=15&cce=true&cec=UTF-8&tlm=1463371191&ltu=http%3A%2F%2Fwww.code123.cc%2F1757.html&ltr=http%3A%2F%2Fwww.code123.cc%2Fcategory%2Fpython&ecd=1&psr=1280x800&par=1280x734&pis=-1x-1&ccd=24&cja=true&cmi=51&col=en-us&cdo=-1&tcn=1463399992&qn=d6c9ffe081aabcf7&tt=1463399991491.12.187.190" width="580" height="90" align="center,center" vspace="0" hspace="0" marginwidth="0" marginheight="0" scrolling="no" frameborder="0" allowtransparency="true" style="box-sizing: border-box; margin: 0px; padding: 0px; outline: 0px; border-width: 0px; background-color: transparent; vertical-align: bottom;">

什么是WSGI

WSGI的全称是Web Server Gateway Interface，这是一个规范，描述了web server如何与web application交互、web application如何处理请求。该规范的具体描述在PEP 3333。注意，WSGI既要实现web server，也要实现web application。

实现了WSGI的模块/库有wsgiref(python内置)、werkzeug.serving、twisted.web等，具体可见Servers which support WSGI。

当前运行在WSGI之上的web框架有Bottle、Flask、Django等，具体可见Frameworks that run on WSGI。

WSGI server所做的工作仅仅是将从客户端收到的请求传递给WSGI application，然后将WSGI application的返回值作为响应传给客户端。WSGI applications 可以是栈式的，这个栈的中间部分叫做中间件，两端是必须要实现的application和server。

WSGI教程

这部分内容主要来自WSGI Tutorial。

WSGI application接口

WSGI application接口应该实现为一个可调用对象，例如函数、方法、类、含__call__方法的实例。这个可调用对象可以接收2个参数：

  • 一个字典，该字典可以包含了客户端请求的信息以及其他信息，可以认为是请求上下文，一般叫做environment（编码中多简写为environ、env）；
  • 一个用于发送HTTP响应状态（HTTP status ）、响应头（HTTP headers）的回调函数。

同时，可调用对象的返回值是响应正文（response body），响应正文是可迭代的、并包含了多个字符串。

WSGI application结构如下：

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def application ( environ , start_response ) :
 
     response_body = 'Request method: %s' % environ [ 'REQUEST_METHOD' ]
 
     # HTTP响应状态
     status = '200 OK'
 
     # HTTP响应头，注意格式
     response_headers = [
         ( 'Content-Type' , 'text/plain' ) ,
         ( 'Content-Length' , str ( len ( response_body ) ) )
     ]
 
     # 将响应状态和响应头交给WSGI server
     start_response ( status , response_headers )
 
     # 返回响应正文
     return [ response_body ]

Environment

下面的程序可以将environment字典的内容返回给客户端（environment.py）：

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#! /usr/bin/env python
# -*- coding: utf-8 -*-
 
# 导入python内置的WSGI server
from wsgiref . simple_server import make_server
 
def application ( environ , start_response ) :
 
     response_body = [
         '%s: %s' % ( key , value ) for key , value in sorted ( environ . items ( ) )
     ]
     response_body = '\n' . join ( response_body )    # 由于下面将Content-Type设置为text/plain，所以`\n`在浏览器中会起到换行的作用
 
     status = '200 OK'
     response_headers = [
         ( 'Content-Type' , 'text/plain' ) ,
         ( 'Content-Length' , str ( len ( response_body ) ) )
     ]
     start_response ( status , response_headers )
 
     return [ response_body ]
 
# 实例化WSGI server
httpd = make_server (   
     '127.0.0.1' ,
     8051 , # port
     application # WSGI application，此处就是一个函数
)
 
# handle_request函数只能处理一次请求，之后就在控制台`print 'end'`了
httpd . handle_request ( )
 
print 'end'   

浏览器（或者curl、wget等）访问http://127.0.0.1:8051/，可以看到environment的内容。

另外，浏览器请求一次后，environment.py就结束了，程序在终端中输出内容如下：

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127.0.0.1 - - [ 09 / Sep / 2015 23 : 39 : 09 ] "GET / HTTP/1.1" 200 5540   
end   

可迭代的响应

如果把上面的可调用对象application的返回值：

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return [ response_body ]   

改成：

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return response _body   

这会导致WSGI程序的响应变慢。原因是字符串response_body也是可迭代的，它的每一次迭代只能得到1 byte的数据量，这也意味着每一次只向客户端发送1 byte的数据，直到发送完毕为止。所以，推荐使用return [response_body]。

如果可迭代响应含有多个字符串，那么Content-Length应该是这些字符串长度之和：

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#! /usr/bin/env python
# -*- coding: utf-8 -*-
 
from wsgiref . simple_server import make_server
 
def application ( environ , start_response ) :
 
     response_body = [
         '%s: %s' % ( key , value ) for key , value in sorted ( environ . items ( ) )
     ]
     response_body = '\n' . join ( response_body )
 
     response_body = [
         'The Beggining\n' ,
         '*' * 30 + '\n' ,
         response_body ,
         '\n' + '*' * 30 ,
         '\nThe End'
     ]
 
     # 求Content-Length
     content_length = sum ( [ len ( s ) for s in response_body ] )
 
     status = '200 OK'
     response_headers = [
         ( 'Content-Type' , 'text/plain' ) ,
         ( 'Content-Length' , str ( content_length ) )
     ]
 
     start_response ( status , response_headers )
     return response_body
 
httpd = make_server ( 'localhost' , 8051 , application )   
httpd . handle_request ( )
 
print 'end'   

解析GET请求

运行environment.py，在浏览器中访问http://localhost:8051/?age=10&hobbies=software&hobbies=tunning，可以在响应的内容中找到：

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QUERY_STRING : age = 10 & hobbies = software & hobbies = tunning  
REQUEST_METHOD : GET   

cgi.parse_qs()函数可以很方便的处理QUERY_STRING，同时需要cgi.escape()处理特殊字符以防止脚本注入，下面是个例子：

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#! /usr/bin/env python
# -*- coding: utf-8 -*-
from cgi import parse_qs , escape
 
QUERY_STRING = 'age=10&hobbies=software&hobbies=tunning'   
d = parse_qs ( QUERY_STRING )   
print d . get ( 'age' , [ '' ] ) [ 0 ]    # ['']是默认值，如果在QUERY_STRING中没找到age则返回默认值  
print d . get ( 'hobbies' , [ ] )   
print d . get ( 'name' , [ 'unknown' ] )
 
print 10 * '*'   
print escape ( '<script>alert(123);</script>' )   

输出如下：

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10   
[ 'software' , 'tunning' ]
[ 'unknown' ]
* * * * * * * * * *
& lt ; script & gt ; alert ( 123 ) ; & lt ; / script & gt ;

然后，我们可以写一个基本的处理GET请求的动态网页了：

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#! /usr/bin/env python
# -*- coding: utf-8 -*-
 
from wsgiref . simple_server import make_server  
from cgi import parse_qs , escape
 
# html中form的method是get，action是当前页面
html = "" "  
<html>  
<body>  
   <form method=" get " action=" ">
        <p>
           Age: <input type=" text " name=" age " value=" % ( age ) s ">
        </p>
        <p>
            Hobbies:
            <input
                name=" hobbies " type=" checkbox " value=" software "
                %(checked-software)s
            > Software
            <input
                name=" hobbies " type=" checkbox " value=" tunning "
                %(checked-tunning)s
            > Auto Tunning
        </p>
        <p>
            <input type=" submit " value=" Submit ">
        </p>
    </form>
    <p>
        Age: %(age)s<br>
        Hobbies: %(hobbies)s
    </p>
</body>  
</html>  
" ""
 
def application ( environ , start_response ) :
 
     # 解析QUERY_STRING
     d = parse_qs ( environ [ 'QUERY_STRING' ] )
 
     age = d . get ( 'age' , [ '' ] ) [ 0 ] # 返回age对应的值
     hobbies = d . get ( 'hobbies' , [ ] ) # 以list形式返回所有的hobbies
 
     # 防止脚本注入
     age = escape ( age )
     hobbies = [ escape ( hobby ) for hobby in hobbies ]
 
     response_body = html % {
         'checked-software' : ( '' , 'checked' ) [ 'software' in hobbies ] ,
         'checked-tunning' : ( '' , 'checked' ) [ 'tunning' in hobbies ] ,
         'age' : age or 'Empty' ,
         'hobbies' : ', ' . join ( hobbies or [ 'No Hobbies?' ] )
     }
 
     status = '200 OK'
 
     # 这次的content type是text/html
     response_headers = [
         ( 'Content-Type' , 'text/html' ) ,
         ( 'Content-Length' , str ( len ( response_body ) ) )
     ]
 
     start_response ( status , response_headers )
     return [ response_body ]
 
httpd = make_server ( 'localhost' , 8051 , application )
 
# 能够一直处理请求
httpd . serve_forever ( )
 
print 'end'   

启动程序，在浏览器中访问http://localhost:8051/、http://localhost:8051/?age=10&hobbies=software&hobbies=tunning感受一下～

这个程序会一直运行，可以使用快捷键Ctrl-C终止它。

这段代码涉及两个我个人之前没用过的小技巧：

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>>> "Age: %(age)s" % { 'age' : 12 }
'Age: 12'   
>>>
>>> hobbies = [ 'software' ]
>>> ( '' , 'checked' ) [ 'software' in hobbies ]
'checked'   
>>> ( '' , 'checked' ) [ 'tunning' in hobbies ]
''   

解析POST请求

对于POST请求，查询字符串（query string）是放在HTTP请求正文（request body）中的，而不是放在URL中。请求正文在environment字典变量中键wsgi.input对应的值中，这是一个类似file的变量，这个值是一个。The PEP 3333 指出，请求头中CONTENT_LENGTH字段表示正文的大小，但是可能为空、或者不存在，所以读取请求正文时候要用try/except。

下面是一个可以处理POST请求的动态网站：

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#! /usr/bin/env python
# -*- coding: utf-8 -*-
 
from wsgiref . simple_server import make_server  
from cgi import parse_qs , escape
 
# html中form的method是post
html = "" "  
<html>  
<body>  
   <form method=" post " action=" ">
        <p>
           Age: <input type=" text " name=" age " value=" % ( age ) s ">
        </p>
        <p>
            Hobbies:
            <input
                name=" hobbies " type=" checkbox " value=" software "
                %(checked-software)s
            > Software
            <input
                name=" hobbies " type=" checkbox " value=" tunning "
                %(checked-tunning)s
            > Auto Tunning
        </p>
        <p>
            <input type=" submit " value=" Submit ">
        </p>
    </form>
    <p>
        Age: %(age)s<br>
        Hobbies: %(hobbies)s
    </p>
</body>  
</html>  
" ""
 
def application ( environ , start_response ) :
 
     # CONTENT_LENGTH 可能为空，或者没有
     try :
         request_body_size = int ( environ . get ( 'CONTENT_LENGTH' , 0 ) )
     except ( ValueError ) :
         request_body_size = 0
 
     request_body = environ [ 'wsgi.input' ] . read ( request_body_size )
     d = parse_qs ( request_body )
 
     # 获取数据
     age = d . get ( 'age' , [ '' ] ) [ 0 ]
     hobbies = d . get ( 'hobbies' , [ ] )
 
     # 转义，防止脚本注入
     age = escape ( age )
     hobbies = [ escape ( hobby ) for hobby in hobbies ]
 
     response_body = html % {
         'checked-software' : ( '' , 'checked' ) [ 'software' in hobbies ] ,
         'checked-tunning' : ( '' , 'checked' ) [ 'tunning' in hobbies ] ,
         'age' : age or 'Empty' ,
         'hobbies' : ', ' . join ( hobbies or [ 'No Hobbies?' ] )
     }
 
     status = '200 OK'
 
     response_headers = [
         ( 'Content-Type' , 'text/html' ) ,
         ( 'Content-Length' , str ( len ( response_body ) ) )
     ]
 
     start_response ( status , response_headers )
     return [ response_body ]
 
httpd = make_server ( 'localhost' , 8051 , application )
 
httpd . serve_forever ( )
 
print 'end'   

Python WSGI入门

这段内容参考自An Introduction to the Python Web Server Gateway Interface (WSGI)。

Web server

WSGI server就是一个web server，其处理一个HTTP请求的逻辑如下：

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iterable = app ( environ , start_response )   
for data in iterable :   
   # send data to client

app即WSGI application，environ即上文中的environment。可调用对象app返回一个可迭代的值，WSGI server获得这个值后将数据发送给客户端。

Web framework/app

即WSGI application。

中间件（Middleware）

中间件位于WSGI server和WSGI application之间，所以

一个示例

该示例中使用了中间件。

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#! /usr/bin/env python
# -*- coding: utf-8 -*-
 
from wsgiref . simple_server import make_server
 
def application ( environ , start_response ) :
 
     response_body = 'hello world!'
 
     status = '200 OK'
 
     response_headers = [
         ( 'Content-Type' , 'text/plain' ) ,
         ( 'Content-Length' , str ( len ( response_body ) ) )
     ]
 
     start_response ( status , response_headers )
     return [ response_body ]
 
# 中间件
class Upperware :   
   def __init__ ( self , app ) :
       self . wrapped_app = app
 
   def __call__ ( self , environ , start_response ) :
       for data in self . wrapped_app ( environ , start_response ) :
         yield data . upper ( )
 
wrapped_app = Upperware ( application )
 
httpd = make_server ( 'localhost' , 8051 , wrapped_app )
 
httpd . serve_forever ( )
 
print 'end'   

然后

有了这些基础知识，就可以打造一个web框架了。感兴趣的话，可以阅读一下Bottle、Flask等的源码。

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WSGI协议 wsgi 就是实现了web 服务器和框架解耦的一种规定。 定义框架中要实现一个函数application,并且这个函数接受两个参数env,start_response env: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。该函数主要生成响应的头部header内容。 调用的过程，当web 服务器调用框架中的applicatio...
Python Web开发之WSGI
Keivn_666
03-15 8771
Python Web开发之WSGI WSGI（全称Web Server Gate Interface，Web服务器网关接口）是Python为了规范和简化Web服务开发过程，定义了一种Web服务器和应用框架之间的简单而通用的接口标准规范，即规定了请求的URL到后台处理函数之间改如何实现。WSGI在Python Web开发中地位显著，但是仅通过它开发Web还是过于底层，应用较广的那些Django、Falsk等开发框架，都是在WSGI基础上抽象了一层，使得更加专注于业务应用设计，避免过多精力耗费在网...
【python】web应用——WSGI
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backlash321的博客
01-07 839
主要介绍Web Server和Python Web 应用之间交互的规范WSGI
python wsgi
08-26
Python WSGI是Python Web服务器网关接口的缩写，它是一种用于连接Web服务器和Python应用程序的规范。WSGI允许开发人员使用统一的接口来开发Web应用程序，无论使用哪种Web服务器。WSGI通过定义一组规则和约定，使得...
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