用python撸出一个静态web服务器

python搭建简单的静态web服务器

储备知识

• 一丢丢的python（io和多线程的知识）
• 一丢丢的http协议
• 一丢丢的tcp/ip协议（当然不了解也没关系）
• 一丢丢的正则表达式知识

web服务器基本原理

• 当在浏览器的地址栏输入一个ip与端口之后，浏览器就会通过tcp/ip协议与相应的主机端口进程建立联系。经历过三次握手之后就会将http请求发送到相应的服务器进程去，之前我们了解的http协议在服务进程收到的其实就是一串有特殊格式的字符串。

  当我们浏览器输入localhost:9876 后服务进程实际收到的如下：

  

大致流程

1. 在服务端建立tcp服务进程，为了保证服务端可以同时处理多个请求，我们需要在每接受一个请求后为其单独使用一个线程（或者进程）为其进行服务。

   server = socket(AF_INET, SOCK_STREAM)server.setsockopt(SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, 1)address = ('', 9876)server.bind(address)server.listen(10)try:   while True:       print("-------等待接受服务----------")       client, client_address = server.accept()       print("-------接受服务成功----------")       # 如果使用进程服务，可以在在后面把client关闭。       p = Thread(target=deal_socket, args=(client,))       p.start()except Exception as e:      print(e)finally:      server.close()      print("-------服务结束----------")

   这里的deal_socket函数就是我们为一个请求服务的函数，在一个单独的线程中运行。

2. 在处理url请求的函数中，我们需要读取出客户端的http请求。

   def deal_socket(client):   print("-------开启新的线程----------")   try:       data = client.recv(1024)       if len(data) > 0:           fileName = get_request_name_from_http(data.decode("utf-8"))           writeHtml(client, fileName)   finally:       client.close()       print("-------关闭新的线程----------")

   • 在这里的data就是我们读取到的http服务请求，当其长度等于0时代表客户端已经关闭了tcp连接。
   • 这里的get_request_name_from_http()需要我们解析出请求的静态资源
   • 这里的writeHtml()将静态文本写回到客户端。

3. 在get_request_name_from_http函数中我们需要从原始的url请求中解析出http请求中我们需要的请求资源部分，这里我们可以通过正则表达式完成简单的完成解析。

   def get_request_name_from_http(http):   # 注意这里通过非贪婪模式匹配   r = re.search(r"GET /(.+?) ", http)   fileName = ""   if r != None:       fileName = r.group(1)   return fileName

   • 请求的http大概格式是这样（当我们访问http://localhost:9876/html/index.html时）

     GET /html/index.html HTTP/1.1Host: localhost:9876Connection: keep-aliveCache-Control: max-age=0Upgrade-Insecure-Requests: 1User-Agent: Mozilla/5.0 (Windows NT 10.0; Win64; x64) AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko) Chrome/59.0.3071.109 Safari/537.36

     第一行就是我们请求的静态资源，我们将其通过非贪婪模式的正则表达式扣出来。

4. 在解析到请求的静态地址后就是简单的读取请求的文件，然后已http协议的格式返回回去就行了。

   def writeHtml(client, fileName):   rspHead = None   rspBody = None   if not os.path.exists(fileName):       rspHead = "HTTP/1.1 404 error\r\nServer: foreverServer\r\n\r\n"       rspBody = "file not found"   else:       rspHead = "HTTP/1.1 200 OK\r\nServer: foreverServer\r\n\r\n"       html = open(fileName, 'r', encoding='UTF-8')       rspBody = html.read()   client.send((rspHead + rspBody).encode("utf-8"))

   • 当请求的静态文件不存在时，将返回给客户端文件不存在。

   • 上面的相应格式是根据http相应报文的格式而定的，否则浏览器会不识别：

     ​

     

     在Windows中\r\n分别代表回车和换行，而现在在unix系统中\n就代表了回车换行。

     ​

完整代码

• 下面是完整的服务代码，不到60行就可以完成一个简单的静态web服务器，这就是python的魅力：

  from socket import *from threading import Threadimport osimport redef get_request_name_from_http(http):  r = re.search(r"GET /(.+?) ", http)  fileName = ""  if r != None:      fileName = r.group(1)  return fileNamedef writeHtml(client, fileName):  rspHead = None  rspBody = None  if not os.path.exists(fileName):      rspHead = "HTTP/1.1 404 error\r\nServer: foreverServer\r\n\r\n"      rspBody = "file not found"  else:      rspHead = "HTTP/1.1 200 OK\r\nServer: foreverServer\r\n\r\n"      html = open(fileName, 'r', encoding='UTF-8')      rspBody = html.read()  client.send((rspHead + rspBody).encode("utf-8"))def deal_socket(client):  print("-------开启新的线程----------")  try:      data = client.recv(1024)      if len(data) > 0:          fileName = get_request_name_from_http(data.decode("utf-8"))          writeHtml(client, fileName)  finally:      client.close()      print("-------关闭新的线程----------")def main():  server = socket(AF_INET, SOCK_STREAM)  server.setsockopt(SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, 1)  address = ('', 9876)  server.bind(address)  server.listen(10)  try:      while True:          print("-------等待接受服务----------")          client, client_address = server.accept()          print("-------接受服务成功----------")          # 就这里和多线程不同，并且千万不能把client关掉          p = Thread(target=deal_socket, args=(client,))          p.start()  except Exception as e:      print(e)  finally:      server.close()      print("-------服务结束----------")if __name__ == "__main__":  main()

• 到此就用python构建了史上最挫的静态wen服务器了，直接在浏览其输入静态html请求就可以显示网页了：

  

  虽然很挫，不过web服务器的基本原理就是如此，牛逼的服务器也只是在这之上做了很多完善，下一篇我们将采用python提供的WSGI标准完成一个动态的web框架。