本文深入讲解Tornado框架，一个非阻塞式Web服务器框架，特别适合实时Web服务。涵盖安装、快速上手、路由系统、模板引擎、静态文件处理、Cookie操作、CSRF防护、文件上传、验证码、异步非阻塞特性及其实现示例。
概述
Tornado 是 FriendFeed 使用的可扩展的非阻塞式 web 服务器及其相关工具的开源版本。这个 Web 框架看起来有些像web.py 或者 Google 的 webapp，不过为了能有效利用非阻塞式服务器环境，这个 Web 框架还包含了一些相关的有用工具 和优化。
Tornado 和现在的主流 Web 服务器框架（包括大多数 Python 的框架）有着明显的区别：它是非阻塞式服务器，而且速度相当快。得利于其 非阻塞的方式和对 epoll 的运用，Tornado 每秒可以处理数以千计的连接，这意味着对于实时 Web 服务来说，Tornado 是一个理想的 Web 框架。我们开发这个 Web 服务器的主要目的就是为了处理 FriendFeed 的实时功能 ——在 FriendFeed 的应用里每一个活动用户都会保持着一个服务器连接。（关于如何扩容 服务器，以处理数以千计的客户端的连接的问题，请参阅 C10K problem。）
下载安装：
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pip3 install tornado
源码安装
https:
/
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pypi.python.org
/
packages
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source
/
t
/
tornado
/
tornado
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4.3
.tar.gz
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框架使用
一、快速上手
执行过程：
- 第一步：执行脚本，监听 8888 端口
- 第二步：浏览器客户端访问 /index --> http://127.0.0.1:8888/index
- 第三步：服务器接受请求，并交由对应的类处理该请求
- 第四步：类接受到请求之后，根据请求方式（post / get / delete ...）的不同调用并执行相应的方法
- 第五步：方法返回值的字符串内容发送浏览器
异步非阻塞示例
二、路由系统
路由系统其实就是 url 和 类 的对应关系，这里不同于其他框架，其他很多框架均是 url 对应 函数，Tornado中每个url对应的是一个类。
Tornado中原生支持二级域名的路由，如：
三、模板引擎
Tornao中的模板语言和django中类似，模板引擎将模板文件载入内存，然后将数据嵌入其中，最终获取到一个完整的字符串，再将字符串返回给请求者。
Tornado 的模板支持“控制语句”和“表达语句”，控制语句是使用 {% 和 %} 包起来的 例如 {% if len(items) > 2 %}。表达语句是使用 {{ 和 }} 包起来的，例如 {{ items[0] }}。
控制语句和对应的 Python 语句的格式基本完全相同。我们支持 if、for、while 和 try，这些语句逻辑结束的位置需要用 {% end %} 做标记。还通过 extends 和 block 语句实现了模板继承。这些在 template 模块 的代码文档中有着详细的描述。
注：在使用模板前需要在setting中设置模板路径："template_path" : "tpl"
1、基本使用
app.py
index.html
其他方法
2、母版
layout.html
index.html
3、导入
header.html
index.html
4、自定义UIMethod以UIModule
a. 定义
uimethods.py
uimodules.py
b. 注册
View Code
c. 使用
View Code
四、静态文件
对于静态文件，可以配置静态文件的目录和前段使用时的前缀，并且Tornaodo还支持静态文件缓存。
app.py
index.html
注：静态文件缓存的实现
View Code
五、cookie
Tornado中可以对cookie进行操作，并且还可以对cookie进行签名以放置伪造。
1、基本操作
View Code
2、加密cookie（签名）
Cookie 很容易被恶意的客户端伪造。加入你想在 cookie 中保存当前登陆用户的 id 之类的信息，你需要对 cookie 作签名以防止伪造。Tornado 通过 set_secure_cookie 和 get_secure_cookie 方法直接支持了这种功能。 要使用这些方法，你需要在创建应用时提供一个密钥，名字为 cookie_secret。 你可以把它作为一个关键词参数传入应用的设置中：
View Code
内部算法
签名Cookie的本质是：
写cookie过程：
- 将值进行base64加密
- 对除值以外的内容进行签名，哈希算法（无法逆向解析）
- 拼接 签名 + 加密值
读cookie过程：
- 读取 签名 + 加密值
- 对签名进行验证
- base64解密，获取值内容
注：许多API验证机制和安全cookie的实现机制相同。
基于Cookie实现用户验证-Demo
基于签名Cookie实现用户验证-Demo
3、JavaScript操作Cookie
由于Cookie保存在浏览器端，所以在浏览器端也可以使用JavaScript来操作Cookie。
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/*
设置cookie，指定秒数过期
*/
function
setCookie(name,value,expires){
var
temp = [];
var
current_date =
new
Date();
current_date.setSeconds(current_date.getSeconds() + 5);
document.cookie = name +
"= "
+ value +
";expires="
+ current_date.toUTCString();
}
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对于参数：
- domain 指定域名下的cookie
- path 域名下指定url中的cookie
- secure https使用
注：jQuery中也有指定的插件 jQuery Cookie 专门用于操作cookie，猛击这里
六、CSRF
Tornado中的夸张请求伪造和Django中的相似，跨站伪造请求(Cross-site request forgery)
配置
使用 - 普通表单
使用 - AJAX
注：Ajax使用时，本质上就是去获取本地的cookie，携带cookie再来发送请求
七、上传文件
1、Form表单上传
HTML
Python
2、AJAX上传
HTML - XMLHttpRequest
HTML - jQuery
HTML - iframe
Python
扩展：基于iframe实现Ajax上传示例
View Code
其他
八、验证码
验证码原理在于后台自动创建一张带有随机内容的图片，然后将内容通过img标签输出到页面。
安装图像处理模块：
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pip3 install pillow
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示例截图：
验证码Demo源码下载：猛击这里
九、异步非阻塞
1、基本使用
装饰器 + Future 从而实现Tornado的异步非阻塞
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class
AsyncHandler(tornado.web.RequestHandler):
@gen
.coroutine
def
get(
self
):
future
=
Future()
future.add_done_callback(
self
.doing)
yield
future
# 或
# tornado.ioloop.IOLoop.current().add_future(future,self.doing)
# yield future
def
doing(
self
,
*
args,
*
*
kwargs):
self
.write(
'async'
)
self
.finish()
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当发送GET请求时，由于方法被@gen.coroutine装饰且yield 一个 Future对象，那么Tornado会等待，等待用户向future对象中放置数据或者发送信号，如果获取到数据或信号之后，就开始执行doing方法。
异步非阻塞体现在当在Tornaod等待用户向future对象中放置数据时，还可以处理其他请求。
注意：在等待用户向future对象中放置数据或信号时，此连接是不断开的。
2、同步阻塞和异步非阻塞对比
同步阻塞
异步非阻塞
3、httpclient类库
Tornado提供了httpclient类库用于发送Http请求，其配合Tornado的异步非阻塞使用。
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#!/usr/bin/env python
# -*- coding:utf-8 -*-
import
tornado.web
from
tornado
import
gen
from
tornado
import
httpclient
# 方式一：
class
AsyncHandler(tornado.web.RequestHandler):
@gen
.coroutine
def
get(
self
,
*
args,
*
*
kwargs):
print
(
'进入'
)
http
=
httpclient.AsyncHTTPClient()
data
=
yield
http.fetch(
"http://www.google.com"
)
print
(
'完事'
,data)
self
.finish(
'6666'
)
# 方式二：
# class AsyncHandler(tornado.web.RequestHandler):
# @gen.coroutine
# def get(self):
# print('进入')
# http = httpclient.AsyncHTTPClient()
# yield http.fetch("http://www.google.com", self.done)
#
# def done(self, response):
# print('完事')
# self.finish('666')
application
=
tornado.web.Application([
(r
"/async"
, AsyncHandler),
])
if
__name__
=
=
"__main__"
:
application.listen(
8888
)
tornado.ioloop.IOLoop.instance().start()
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基于异步非阻塞和Tornado-MySQL实现用户登录示例
自定义Web组件
一、Session
1、面向对象基础
面向对象中通过索引的方式访问对象，需要内部实现 __getitem__ 、__delitem__、__setitem__方法
2、Tornado扩展
Tornado框架中，默认执行Handler的get/post等方法之前默认会执行 initialize方法，所以可以通过自定义的方式使得所有请求在处理前执行操作...
3、session
session其实就是定义在服务器端用于保存用户回话的容器，其必须依赖cookie才能实现。
自定义Session
4、分布式Session
一致性哈西
session
二、表单验证
在Web程序中往往包含大量的表单验证的工作，如：判断输入是否为空，是否符合规则。
HTML
Python
由于验证规则可以代码重用，所以可以如此定义：
View Code
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