tornado--SESSION框架,一致性hash,分布式存储

本文详细介绍了Tornado Web框架中的Session机制实现原理及分布式Session的处理方式,包括自定义Session类、利用面向对象特性实现键值操作,并展示了如何通过一致性哈希算法进行分布式存储。

摘要生成于 C知道 ,由 DeepSeek-R1 满血版支持, 前往体验 >


预备知识

  1. tornado框架session要自己写

  2. cookie存储在客户端浏览器上,session数据放在服务器上

  3. session依赖cookie

  4. 扩展tornado,返回请求前自定义session

  5. 面向对象的知识,obj['xxx']==>_getitems__,obj['xxx']=xxx ==> __setitems__, del obj['xxx'] ==> __delitems__

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class Foo( object ):
   
     def __getitem__( self , key):
         print  '__getitem__' ,key
   
     def __setitem__( self , key, value):
         print '__setitem__' ,key,value
   
     def __delitem__( self , key):
         print '__delitem__' ,key
   
   
   
obj = Foo()
result = obj[ 'k1' ]
#obj['k2'] = 'wupeiqi'
#del obj['k1']




session实现机制

  1. tornado框架中,通过application的url映射到MainHandler类处理请求,根据请求的方式,通过反射执行对应的get或post等方法

  2. tornado源码中有很多扩展点(钩子)供开发者使用,如在执行get或post方法之前先执行initialiaze方法,即使没有调用也执行

  3. 扩展initialiaze,用户请求进来,读一下用户的cookie,如果有的话,能够拿到,没有可以创建一个

  4. 为避免重复在每个映射的类里都写一遍initialiaze,可以在他们的共同的基类BaseHandler(自定义的类)里写initialiaze方法

  5. 其实这些类应该继承tornado.web.RequestHandler类,让BaseHandler继承这个类,其他类也就继承了

  6. initialiaze中定义了self.my_session字段,它是一个session类的对象,init中获取或创建session

  7. 用户登录,通过__setitem__设置session中的内容,session保存在服务器中

  8. session_container是用来保存session的字典

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import tornado.ioloop
import tornado.web
from hashlib import sha1
import os, time
   
session_container = {}
   
create_session_id = lambda : sha1( '%s%s' % (os.urandom( 16 ), time.time())).hexdigest()
   
   
class Session( object ):
   
     session_id = "__sessionId__"
   
     def __init__( self , request):
         session_value = request.get_cookie(Session.session_id)
         if not session_value:
             self ._id = create_session_id()
         else :
             self ._id = session_value
         request.set_cookie(Session.session_id, self ._id)
   
     def __getitem__( self , key):
         return session_container[ self ._id][key]
   
     def __setitem__( self , key, value):
         if session_container.has_key( self ._id):
             session_container[ self ._id][key] = value
         else :
             session_container[ self ._id] = {key: value}
   
     def __delitem__( self , key):
         del session_container[ self ._id][key]
   
   
class BaseHandler(tornado.web.RequestHandler):
   
     def initialize( self ):
         # my_session['k1']访问 __getitem__ 方法
         self .my_session = Session( self )
   
   
class MainHandler(BaseHandler):
   
     def get( self ):
         print self .my_session[ 'c_user' ]
         print self .my_session[ 'c_card' ]
         self .write( 'index' )
   
class LoginHandler(BaseHandler):
   
     def get( self ):
         self .render( 'login.html' , * * { 'status' : ''})
   
     def post( self , * args, * * kwargs):
   
         username = self .get_argument( 'name' )
         password = self .get_argument( 'pwd' )
         if username = = 'wupeiqi' and password = = '123' :
   
             self .my_session[ 'c_user' ] = 'wupeiqi'
             self .my_session[ 'c_card' ] = '12312312309823012'
   
             self .redirect( '/index' )
         else :
             self .render( 'login.html' , * * { 'status' : '用户名或密码错误' })
   
settings = {
     'template_path' : 'template' ,
     'static_path' : 'static' ,
     'static_url_prefix' : '/static/' ,
     'cookie_secret' : 'aiuasdhflashjdfoiuashdfiuh' ,
     'login_url' : '/login'
}
   
application = tornado.web.Application([
     (r "/index" , MainHandler),
     (r "/login" , LoginHandler),
], * * settings)
   
   
if __name__ = = "__main__" :
     application.listen( 8888 )
     tornado.ioloop.IOLoop.instance().start()



session分布式

  1. session可以存在其它地方,如redis,数据库,mongo等等

  2. 当session规模达到很大数量级,就采用多台分布式存储,经过一致性hash算法,分配到对应的机器上

  3. 根据cookie字符串转换成一串数字,每台机器分管的数字段区域不同,权重大的管的大

一致性哈希​
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#!/usr/bin/env python
#coding:utf-8
 
import sys
import math
from bisect import bisect
 
 
if sys.version_info > = ( 2 , 5 ):
     import hashlib
     md5_constructor = hashlib.md5
else :
     import md5
     md5_constructor = md5.new
 
 
class HashRing( object ):
     """一致性哈希"""
     
     def __init__( self ,nodes):
         '''初始化
         nodes : 初始化的节点,其中包含节点已经节点对应的权重
                 默认每一个节点有32个虚拟节点
                 对于权重,通过多创建虚拟节点来实现
                 如:nodes = [
                         {'host':'127.0.0.1:8000','weight':1},
                         {'host':'127.0.0.1:8001','weight':2},
                         {'host':'127.0.0.1:8002','weight':1},
                     ]
         '''
         
         self .ring = dict ()
         self ._sorted_keys = []
 
         self .total_weight = 0
         
         self .__generate_circle(nodes)
         
             
             
     def __generate_circle( self ,nodes):
         for node_info in nodes:
             self .total_weight + = node_info.get( 'weight' , 1 )
             
         for node_info in nodes:
             weight = node_info.get( 'weight' , 1 )
             node = node_info.get( 'host' , None )
                 
             virtual_node_count = math.floor(( 32 * len (nodes) * weight) / self .total_weight)
             for i in xrange ( 0 , int (virtual_node_count)):
                 key = self .gen_key_thirty_two( '%s-%s' % (node, i) )
                 if self ._sorted_keys.__contains__(key):
                     raise Exception( '该节点已经存在.' )
                 self .ring[key] = node
                 self ._sorted_keys.append(key)
             
     def add_node( self ,node):
         ''' 新建节点
         node : 要添加的节点,格式为:{'host':'127.0.0.1:8002','weight':1},其中第一个元素表示节点,第二个元素表示该节点的权重。
         '''
         node = node.get( 'host' , None )
         if not node:
                 raise Exception( '节点的地址不能为空.' )
                 
         weight = node.get( 'weight' , 1 )
         
         self .total_weight + = weight
         nodes_count = len ( self ._sorted_keys) + 1
         
         virtual_node_count = math.floor(( 32 * nodes_count * weight) / self .total_weight)
         for i in xrange ( 0 , int (virtual_node_count)):
             key = self .gen_key_thirty_two( '%s-%s' % (node, i) )
             if self ._sorted_keys.__contains__(key):
                 raise Exception( '该节点已经存在.' )
             self .ring[key] = node
             self ._sorted_keys.append(key)
         
     def remove_node( self ,node):
         ''' 移除节点
         node : 要移除的节点 '127.0.0.1:8000'
         '''
         for key,value in self .ring.items():
             if value = = node:
                 del self .ring[key]
                 self ._sorted_keys.remove(key)
     
     def get_node( self ,string_key):
         '''获取 string_key 所在的节点'''
         pos = self .get_node_pos(string_key)
         if pos is None :
             return None
         return self .ring[ self ._sorted_keys[pos]].split( ':' )
     
     def get_node_pos( self ,string_key):
         '''获取 string_key 所在的节点的索引'''
         if not self .ring:
             return None
             
         key = self .gen_key_thirty_two(string_key)
         nodes = self ._sorted_keys
         pos = bisect(nodes, key)
         return pos
     
     def gen_key_thirty_two( self , key):
         
         m = md5_constructor()
         m.update(key)
         return long (m.hexdigest(), 16 )
         
     def gen_key_sixteen( self ,key):
         
         b_key = self .__hash_digest(key)
         return self .__hash_val(b_key, lambda x: x)
 
     def __hash_val( self , b_key, entry_fn):
         return (( b_key[entry_fn( 3 )] << 24 )|(b_key[entry_fn( 2 )] << 16 )|(b_key[entry_fn( 1 )] << 8 )| b_key[entry_fn( 0 )] )
 
     def __hash_digest( self , key):
         m = md5_constructor()
         m.update(key)
         return map ( ord , m.digest())
 
 
"""
nodes = [
     {'host':'127.0.0.1:8000','weight':1},
     {'host':'127.0.0.1:8001','weight':2},
     {'host':'127.0.0.1:8002','weight':1},
]
 
ring = HashRing(nodes)
result = ring.get_node('98708798709870987098709879087')
print result
 
"""
 
一致性哈希


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from hashlib import sha1
import os, time
 
 
create_session_id = lambda : sha1( '%s%s' % (os.urandom( 16 ), time.time())).hexdigest()
 
 
class Session( object ):
 
     session_id = "__sessionId__"
 
     def __init__( self , request):
         session_value = request.get_cookie(Session.session_id)
         if not session_value:
             self ._id = create_session_id()
         else :
             self ._id = session_value
         request.set_cookie(Session.session_id, self ._id)
 
     def __getitem__( self , key):
         # 根据 self._id ,在一致性哈西中找到其对应的服务器IP
         # 找到相对应的redis服务器,如: r = redis.StrictRedis(host='localhost', port=6379, db=0)
         # 使用python redis api 链接
         # 获取数据,即:
         # return self._redis.hget(self._id, name)
 
     def __setitem__( self , key, value):
         # 根据 self._id ,在一致性哈西中找到其对应的服务器IP
         # 使用python redis api 链接
         # 设置session
         # self._redis.hset(self._id, name, value)
 
 
     def __delitem__( self , key):
         # 根据 self._id 找到相对应的redis服务器
         # 使用python redis api 链接
         # 删除,即:
         return self ._redis.hdel( self ._id, name)

















转载于:https://www.cnblogs.com/daliangtou/p/5481577.html

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