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今天就跟大家聊聊有关WSGI -Web 服务器与 Python 应用程序如何交互规范，可能很多人都不太了解，为了让大家更加了解，小编给大家总结了以下内容，希望大家根据这篇文章可以有所收获。
WSGI -Web 服务器与 Python 应用程序如何交互规范
WSGI 是什么
WSGI 是 Python Web Server Gateway Interface 的缩写，是描述 Web 服务器与 Python 应用程序之间如何交互的接口规范。该规范具体描述在 PEP-3333。
这个规范相当于 Web 服务器和 Python 应用程序之间的桥梁。对于 Web 服务器，WSGI 描述了如何把用户的请求数据交给 Python 应用程序；对于 Python 应用程序，WSGI 描述了如何获得用户的请求数据，如何将请求的处理结果返回给 Web 服务器。
WSGI 应用程序
符合 WSGI 规范的 Python 应用程序必须是：
一个可调用对象(callable object，例如函数、类、实现了 __call__ 方法的实例)
接受两个由 WSGI Server 提供的参数：
environ 字典，包含 环境变量，请求数据，如 REQUEST_METHOD，PATH_INFO，QUERY_STRING 等
start_response 函数，开始响应请求的回调函数，用于发送响应状态(HTTP status) 和响应头(HTTP headers)
返回一个由 bytes 类型元素组成的可迭代对象（通常是一个字节序列），即响应正文(Response body)
下面分别以函数、类、实现了 __call__ 方法的实例来演示符合 WSGI 规范的 Python 应用程序：
# 可调用对象是一个函数
def simple_app(environ, start_response):
# 响应状态(状态码和状态信息)
status = '200 OK'
# 响应体
response_body = b"Hello WSGI"
# 响应头，是一个列表，每对键值都必须是一个 tuple
response_headers = [('Content-type', 'text/plain'),
('Content-Length', str(len(response_body)))]
# 回调 WSGI 服务器提供的 start_response，返回响应状态和响应头
start_response(status, response_headers)
# 返回响应体，由 bytes 类型元素组成的可迭代对象
return [response_body]
# 可调用对象是一个类
class AppClass:
"""可调用对象是 AppClass 类，调用方法：
for body in AppClass(env, start_response):
process_body(body)
"""
def __init__(self, environ, start_response):
self.environ = environ
self.start = start_response
def __iter__(self):
status = '200 OK'
response_body = b"Hello WSGI"
response_headers = [('Content-type', 'text/plain'),
('Content-Length', str(len(response_body)))]
self.start(status, response_headers)
yield response_body
# 可调用对象是一个类实例
class AnotherAppClass:
"""可调用对象是 AnotherAppClass 类实例，调用方法：
app = AnotherAppClass()
for body in app(env, start_response):
process_body(body)
"""
def __init__(self):
pass
def __call__(self, environ, start_response):
status = '200 OK'
response_body = b"Hello WSGI"
response_headers = [('Content-type', 'text/plain'),
('Content-Length', str(len(response_body)))]
start_response(status, response_headers)
yield response_bodyWSGI 服务器
跟 WSGI 应用程序对应的 WSGI 服务器需要完成以下工作：
接收 HTTP 请求，返回 HTTP 响应
提供 environ 数据，实现回调函数 start_response
调用 WSGI application，并将 environ，start_response 作为参数传入
简化版 WSGI 服务器内部的实现流程：
import os, sys
def unicode_to_wsgi(u):
return u.decode('utf-8')
def wsgi_to_bytes(s):
return s.encode('utf-8')
# application 是 WSGI 应用程序，一个可调用对象
def run_with_cgi(application):
# 准备 environ 参数数据
# 内部包含本次 HTTP 请求的数据，如 REQUEST_METHOD, PATH_INFO, QUERY_STRING 等
environ = {k: unicode_to_wsgi(v) for k,v in os.environ.items()}
# WSGI 环境变量
environ['wsgi.input'] = sys.stdin.buffer
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):
out = sys.stdout.buffer
if not headers_set:
raise AssertionError("write() before start_response()")
elif not headers_sent:
# 在第一次发送响应体之前，发送已经存在的响应头
status, response_headers = headers_sent[:] = headers_set
out.write(wsgi_to_bytes('Status: %s
' % status))
for header in response_headers:
out.write(wsgi_to_bytes('%s: %s
' % header))
out.write(wsgi_to_bytes('
'))
out.write(data)
out.flush()
# start_response 回调函数，根据 WSGI 应用程序传递过来的 HTTP status 和 response_headers
# 设置响应状态和响应头
def start_response(status, response_headers, exc_info=None):
# 处理异常情况
if exc_info:
pass
headers_set[:] = [status, response_headers]
return write
# 调用 WSGI 应用程序，传入准备好的 environ（请求数据）和 start_response（开始响应回调函数）
result = application(environ, start_response)
# 处理响应体
try:
for data in result:
if data:
write(data)
finally:
if hasattr(result, 'close'):
result.close()Middleware
Middleware(中间件) 处于 WSGI 服务器和 WSGI 应用程序之间。对于 WSGI 应用程序它相当于 WSGI 服务器，而对于 WSGI 服务器 它相当于 WSGI 应用程序。它很像 WSGI 应用程序，接收到请求之后，做一些针对请求的处理，同时它又能在接收到响应之后，做一些针对响应的处理。所以 Middleware 的特点是：
被 WSGI 服务器或其他 Middleware 调用，返回 WSGI 应用程序
调用 WSGI 应用程序，传入 environ 和 start_response
我们以白名单过滤和响应后续处理来演示 Middleware：
from wsgiref.simple_server import make_server
def app(environ, start_response):
# 响应状态(状态码和状态信息)
status = '200 OK'
# 响应体
response_body = b"Hello WSGI"
# 响应头，是一个列表，每对键值都必须是一个 tuple
response_headers = [('Content-type', 'text/plain'),
('Content-Length', str(len(response_body)))]
# 回调 WSGI 服务器提供的 start_response，返回响应状态和响应头
start_response(status, response_headers)
# 返回响应体，由 bytes 类型元素组成的可迭代对象
return [response_body]
# 针对请求数据进行处理的中间件
class WhitelistMiddleware(object):
def __init__(self, app):
self.app = app
# 类实例被调用时，根据从请求中获得的 HTTP_HOST 实现白名单功能
def __call__(self, environ, start_response):
ip_addr = environ.get('HTTP_HOST').split(':')[0]
if ip_addr not in ('127.0.0.1'):
start_response('403 Forbidden', [('Content-Type', 'text/plain')])
return [b'Forbidden']
return self.app(environ, start_response)
# 针对响应数据进行处理的中间件
class UpperMiddleware(object):
def __init__(self, app):
self.app = app
# 类实例被调用时，将响应体的内容转换成大写格式
def __call__(self, environ, start_response):
for data in self.app(environ, start_response):
yield data.upper()
if __name__ == '__main__':
app = UpperMiddleware(WhitelistMiddleware(app))
with make_server('', 8000, app) as httpd:
print("Serving on port 8000...")
httpd.serve_forever()上面例子是一份完整可运行的代码。函数 app 是 WSGI 应用程序，WhitelistMiddleware 和 UpperMiddleware 是 WSGI Middleware，WSGI 服务器使用的是 Python 内置的 wsgiref 模块（wsgiref 模块是 Python 3 提供的 WSGI 规范的参考实现，wsgiref 中的 WSGI 服务器可用于开发测试，不能使用在生产环境）。
在 WSGI 规范中给出了一些 Middleware 的使用场景，其中根据请求路径分发到不同应用程序的场景，正是一个 Web Framework 最基本的一项功能。下面我们来看一个通过 Middleware 实现的路由转发例子：
from wsgiref.simple_server import make_server
# 请求 path 分发中间件
class RouterMiddleware(object):
def __init__(self):
# 保存 path 与应用程序对应关系的字典
self.path_info = {}
def route(self, environ, start_response):
application = self.path_info[environ['PATH_INFO']]
return application(environ, start_response)
# 类实例被调用时，保存 path 和应用程序对应关系
def __call__(self, path):
def wrapper(application):
self.path_info[path] = application
return wrapper
router = RouterMiddleware()
@router('/hello') # 调用 RouterMiddleware 类实例，保存 path 和应用程序对应关系
def hello(environ, start_response):
status = '200 OK'
response_body = b"Hello"
response_headers = [('Content-type', 'text/plain'),
('Content-Length', str(len(response_body)))]
start_response(status, response_headers)
return [response_body]
@router('/world')
def world(environ, start_response):
status = '200 OK'
response_body = b'World'
response_headers = [('Content-type', 'text/plain'),
('Content-Length', str(len(response_body)))]
start_response(status, response_headers)
return [response_body]
@router('/')
def hello_world(environ, start_response):
status = '200 OK'
response_body = b'Hello World'
response_headers = [('Content-type', 'text/plain'),
('Content-Length', str(len(response_body)))]
start_response(status, response_headers)
return [response_body]
def app(environ, start_response):
return router.route(environ, start_response)
if __name__ == '__main__':
with make_server('', 8000, app) as httpd:
print("Serving on port 8000...")
httpd.serve_forever()WSGI 接口规范描述的 WSGI 应用程序太过于底层，对于开发人员很不友好。人们通常会使用 Web Framework 来完成一个 Web 应用的开发工作，然后会把这个 Web 应用部署在为生产环境准备的 Web 服务器上。
常用的 Python Web Framework：
Django
一个功能完备的 Web 框架，拥有庞大的开发者社区和丰富的第三方库。
Flask
一款微型框架，构建更小应用、API 和 web 服务。是任何不适用 Django 的 Python web 应用的默认选择。
Tornado
一个异步 web 框架，原生支持 WebSocket。
Bottle
更小的 Web 框架，整个框架只有一个 Python 文件，是不错的源码学习案例。
常用的 WSGI Web Server:
Gunicorn
纯 Python 实现的 WSGI 服务器，拥有十分简单的配置和十分合理的默认配置，使用简单。
uWSGI
基于 uwsgi 协议的，功能十分强大的 Web 服务器，同时也支持 Python WSGI 协议。性能很好，但配置复杂。
看完上述内容，你们对WSGI -Web 服务器与 Python 应用程序如何交互规范有进一步的了解吗？如果还想了解更多知识或者相关内容，请关注亿速云行业资讯频道，感谢大家的支持。
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