WSGI是什么？

WSGI是什么？
        摸索了一两个月还没怎么弄清楚。之所以没弄清楚，不在于WSGI有多复杂，而是目前基于WSGI的框架（如Django）和应用服务（如openstack）过于复杂。再加上它们使用一些辅助的Lib库（如Route，webob，eventlet等）使得学习起来有点过于繁杂。本能的好奇，使得在看代码时，碰到一个不懂的类库，不懂的函数都无法继续，想一探究竟。然而这种好奇却给了懒惰一个的很好的接口，每当碰到不懂的函数时，会去找相关的文档，一般是英文的，看一会不懂，看中文的，有点懂，然后发呆，不知道干嘛。。。再然后就可以回去吃饭睡觉了。。。好了，还是回到主题吧！

        WSGI（Web Server Gateway Interface）是一种规范，它定义了使用python编写的web app与web server之间接口格式，实现web app与web server间的解耦。WSGI在2003年被提出，那时用python编写一个web应用，不仅仅要考虑web应用本身的结构和功能，还要考虑web server的选择，因为不同的web server对web app提供的接口是不一样的。一旦针对某个web server写好了特定的web app，那么它将很难再通过别的web server发布，否则需要大量修改和调试。WSGI的出现就是为了解决这种困境，只要web server和web app都遵循WSGI规范，那么web app的编写无需考虑web server的影响，都可通过任一web server发布，实现解耦。
        上面讲到web server和web app都要遵循WSGI规范，那么WSGI肯定包含web server端的接口规范和web app端的接口规范。除了这两个接口规范，还包含一个Middleware规范，这里可以忽略它。web server端的接口规范，是web server实现时需要考虑的。我们实现web app时需要遵循app端接口规范，不过考虑到url的分发、大型web app的复杂和小型web app可重用性，现在很少有人直接编写直接发布的web app，而是使用Flask、pecan这样的框架来实现web app，所以基本也不用怎么考虑WSGI。还好WSGI比较简单，满足好奇心的代价不大。

web app端接口规范
        web app实际上是一个python 可调用对象（可以是函数、可调用实例、class等），当有HTTP请求时，该对象会被调用。web app端接口规范规定这个对象的参数长啥样的，它的返回结果是长啥样的？至于该对象函数的名子和功能是啥样的，那无所谓。简单而言，WSGI就是规定了处理函数的输入和输出格式。下面来看看一个简单的web app接口涨啥样！

def simple_app(environ, start_response):    """Simplest possible application object"""    status = '200 OK'    response_headers = [('Content-type', 'text/plain')]    start_response(status, response_headers)    return ['Hello world!\n']

       web app接收两个参数environ和start_response，当发生特定HTTP请求时，由web server调用。environ是一个dict对象，它包含了当前HTTP请求的变量，如：REQUEST_METHOD(HTTP请求方式，如GET、POST），SCRIPT_NAME（已经处理过的url的path路径），PATH_INFO（未处理的url的path路径），QUERY_STRING（url中?字符后面的字符串），CONTENT_TYPE（请求内容类型，如application/json，application/xml），CONTENT_LENGTH（请求的内容长度），SERVER_NAME（请求的服务器名称，如www.jd.com)，SERVER_PORT（请求的端口号）SERVER_PROTOCOL（HTTP请求版本， "HTTP/1.0" or "HTTP/1.1"），HTTP_XXXXX（http请求header信息），关于具体包含哪些参数及其定义，具体可参考CGI协议（参考文献【2】）。
       environ还包含一些WSGI定义的一些变量：wsgi.version（该请求遵守的WSGI版本信息，tuple类型），wsgi.url_scheme（HTTP请求的协议：https or http），wsgi.input（一个输入流，类似于file对象，用于读取用户传输的body），wsgi.errors（出入流，用于输出错误处理信息），wsgi.multithread（bool类型，为True时，表明该web app可能同时被多个线程调用），wsgi.multiprocess（bool类型，为True时，表明该web app可能同时被多个进程调用），wsgi.run_once（bool类型，为True时，表明该web app在web server服务的时间中，只会被调用一次）。
       start_response是一个可调用对象，由web server以参数的形式传给web app。web app调用start_response，用以返回HTTP响应的status和headers。是不是很好奇start_response怎么实现的？下面在web server端接口规范中，有一个start_response的简单实现，可以看看端倪！
       web app根据相应的environ，完成相应功能。最后通过start_response返回相应的status和headers，最后在退出时，以一个iterable对象返回body。

web server端接口规范
       我们一般人是不会自己去实现web server，但考虑到编写web app的时候，总会想我返回的status和headers是怎样被它处理的，返回的body又是怎样被它处理的呢？看看下面一段代码，实现了一个最简单的，遵循CGI的server。理解下web server大概的原理：

import os, sysdef run_with_cgi(application):    environ = dict(os.environ.items())    environ['wsgi.input']        = sys.stdin    environ['wsgi.errors']       = sys.stderr    environ['wsgi.version']      = (1, 0)    environ['wsgi.multithread']  = False    environ['wsgi.multiprocess'] = True    environ['wsgi.run_once']     = True    if environ.get('HTTPS', 'off') in ('on', '1'):        environ['wsgi.url_scheme'] = 'https'    else:        environ['wsgi.url_scheme'] = 'http'    headers_set = []    headers_sent = []    def write(data):        if not headers_set:             raise AssertionError("write() before start_response()")        elif not headers_sent:             # Before the first output, send the stored headers             status, response_headers = headers_sent[:] = headers_set             sys.stdout.write('Status: %s\r\n' % status)             for header in response_headers:                 sys.stdout.write('%s: %s\r\n' % header)             sys.stdout.write('\r\n')        sys.stdout.write(data)        sys.stdout.flush()    def start_response(status, response_headers, exc_info=None):        if exc_info:            try:                if headers_sent:                    # Re-raise original exception if headers sent                    raise exc_info[0], exc_info[1], exc_info[2]            finally:                exc_info = None     # avoid dangling circular ref        elif headers_set:            raise AssertionError("Headers already set!")        headers_set[:] = [status, response_headers]        return write    result = application(environ, start_response)    try:        for data in result:            if data:    # don't send headers until body appears                write(data)        if not headers_sent:            write('')   # send headers now if body was empty    finally:        if hasattr(result, 'close'):            result.close()

        根据上面的实现的web app和web server（上面实现的不算是web server，因为它不能处理HTTP请求，它只是自己构造模仿一个HTTP请求而已），就可以看看一个最简单的app发布流程：

run_with_cgi(simple_app)

        就这么简单，对，就这么简单。不过它还不能真正接收HTTP请求。在python自带库wsgiref中提供了一个简单的WSGI server，可以用来发布wsgi app：

#!/usr/bin/env pythonfrom wsgiref.simple_server importmake_server#规定参数第一个为environ，此为server传过来的，包含所有request相关的信息。start_response#是server传的函数，用于返回status和headers。def simple_app(environ, start_response):    status = '200OK'    headers = [('Content-type','text/plain')]    print environ    start_response(status,headers) #调用以返回status和headers    #规定返回结果为list类型    return ["helloworld"]  httpd = make_server('',                  #listen ip                    8000,                #listen port                    simple_app)      #appilication name print"Serving on port 8000..."httpd.serve_forever()

       运行该脚本，用浏览器访问localhost:8000就可以得到hello world了。关于WSGI规范更详细的介绍可参考文献【1】。

参考文献
【1】 http://legacy.python.org/dev/peps/pep-0333/
【2】 http://ken.coar.org/cgi/draft-coar-cgi-v11-03.txt