web框架的原理以及web框架的实现（python）

在学习了动态服务器的实现之后（wsgi），便引入了web框架。

何为web框架？其实就相当于人的骨架一样，有了框架之后我们便可以往里面添加肉，添加各种需要添加的，由此而组成了一个人。而web也是如此，我们希望用户可以直接往框架里添加功能，同时不用去管怎样处理用户的请求，即我们要实现一个方法，可以将用户的请求（无论是静态资源还是动态资源）进行路由分发，分配给具体的函数去执行（这也就是web框架的主体）。

在wsgi协议里，我们通过函数application实现了该功能，但那样的实现对用户不很友好，所有的方法都要自己去实现编写，且重用性差（仅仅是一个函数），不具备框架的功能，因此我们至少应该清楚我们编写的web框架应该是一个类，具有相当好的重用性以及封装性。

我们知道函数application里的参数分别是env以及start_response，而start_response是一个服务器内部的函数，具体作用是处理http相应的头信息，所以我们web框架的主要功能，便是对web框架内的urls（表示web框架内部的资源）进行遍历查找，将用户请求的资源（env.PATH_INFO）与urls里的数据进行对比，如果存在则实现相应功能。

因此框架的源代码如下：

# coding:utf-8import time#from MyWebServer import HTTPServerHTMLROOT = "."class Application(object):    # web框架的主体    def __init__(self, urls):        self.urls = urls    def __call__(self, env, start_response):        path = env.get("PATH_INFO", "/")        if path.startswith("/static"):            # 如果请求的是静态资源 提取出文件名 在根目录下打开            file_name = path[7:]            try:                file = open(HTMLROOT + file_name, "rb")            except IOError as e:                # 找不到文件                print(e)                status = "404 NOT FOUND"                headers = []                start_response(status, headers)                return "file not found"            else:                # 找到文件并提取信息                data = file.read()                file.close()                status = "200 OK"                headers = [("Content-Type", "html")]                start_response(status, headers)                # 返回html文件的数据                return data.decode('utf-8')        for url, app in self.urls:            # 此处是路由的功能 对urls进行遍历 如果请求的动态资源存在于env中 则执行相应函数            if url == env.get("PATH_INFO", "/"):                return app(env, start_response)        status = "404 NOT FOUND"        headers = []        start_response(status, headers)        return "NOT FOUND"# 相应的请求实现的功能def show_time(env, start_response):    status = "200 OK"    headers = [("Content-Type", "text/plain")]    start_response(status, headers)    return time.ctime()def say_hello(env, start_response):    status = "200 OK"    headers = [("Content-Type", "text/plain")]    start_response(status, headers)    return "hello, world"# urls表示的是动态资源，字典中的值对应函数，键是请求的文件名urls = [        ("/", show_time),        ("/ctime", show_time),        ("/sayHello", say_hello)    ]# 直接创建对象 便于服务器调用app = Application(urls)# if __name__ == "__main__":#     urls = [#         ("/", show_time),#         ("/ctime", show_time),#         ("/sayHello", say_hello)#     ]#     app = Application(urls)##     webServer = HTTPServer(app)#     webServer.bind(7788)#     webServer.start()

服务器作为执行程序，代码如下：

# coding:utf-8import socketimport reimport sysfrom multiprocessing import Process#from MyWebFrameWork import appclass HTTPServer(object):    """服务器类 Application表示的是web框架里的app 对象"""    def __init__(self, Application):        self.server_socket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)        self.server_socket.setsockopt(socket.SOL_SOCKET, socket.SO_REUSEADDR, 1)        self.app = Application    def start(self):        self.server_socket.listen(128)        while True:            client_socket, client_address = self.server_socket.accept()            # print("[%s, %s]用户连接上了" % (client_address[0],client_address[1]))            print("[%s, %s]用户连接上了" % client_address)            handle_client_process = Process(target=self.handle_client, args=(client_socket,))            handle_client_process.start()            client_socket.close()    def start_response(self, status, headers):        """         status = "200 OK"    headers = [        ("Content-Type", "text/plain")    ]    star        """        response_headers = "HTTP/1.1 " + status + "\r\n"        for header in headers:            response_headers += "%s: %s\r\n" % header        self.response_headers = response_headers    def handle_client(self, client_socket):        """处理客户端请求"""        # 获取客户端请求数据        request_data = client_socket.recv(1024)        print("request data:", request_data)        request_lines = request_data.splitlines()        for line in request_lines:            print(line)        # 解析请求报文        # 'GET / HTTP/1.1'        request_start_line = request_lines[0]        # 提取用户请求的文件名        print("*" * 10)        print(request_start_line.decode("utf-8"))        file_name = re.match(r"\w+ +(/[^ ]*) ", request_start_line.decode("utf-8")).group(1)        method = re.match(r"(\w+) +/[^ ]* ", request_start_line.decode("utf-8")).group(1)        # "/ctime.py"        # "/sayhello.py"        print("file_name:", file_name)        print("method:", method)        env = {            "PATH_INFO": file_name,            "METHOD": method        }        response_body = self.app(env, self.start_response)        response = self.response_headers + "\r\n" + response_body        print("response data:", response)        # 向客户端返回响应数据        client_socket.send(bytes(response, "utf-8"))        # 关闭客户端连接        client_socket.close()    def bind(self, port):        self.server_socket.bind(("", port))def main():    # 这是一种固定框架的实现    # my_server = HTTPServer(app)    # my_server.bind(7788)    # my_server.start()    # 这是一种非固定的实现 具体用哪一个框架 由输入的参数决定    if len(sys.argv) < 2:        sys.exit("python MyWebServer.py Module:Application")    module_name, app_name = sys.argv[1].split(':')    m = __import__(module_name)    app = getattr(m, app_name)    my_server = HTTPServer(app)    my_server.bind(7788)    my_server.start()if __name__ == '__main__':    main()

运行环境为pycharm，在script parameter里输入MyWebFrameWork:app，表示命令行中参数的传入。

在浏览器中输入127.0.0.1:7788/static/index.html 会显示如下页面：（静态页面的请求）

输入127.0.0.1:7788/ctime 显示：（动态资源的请求）

输入127.0.0.1:7788/sayHello 显示：（动态资源的请求）