二、Web框架实现

一、简单web（socket）

在前一篇WEB框架概述一文中已经详细了解了：从浏览器键入一个URL到返回HTML内容的整个过程。说到底，本质上其实就是一个socket服务端，用户的浏览器其实就是一个socket客户端。

最简单的Hello World程序如下：

import socketHOST = ''
PORT = 80
listen_socket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
listen_socket.bind((HOST, PORT))
listen_socket.listen(1)
connection, address = listen_socket.accept()
request = connection.recv(1024)
connection.sendall(b"""HTTP/1.1 200 OK
Content-type: text/html<html>
    <body>
        <h1>Hello, World!</h1>
    </body>
</html>""")
connection.close()

这个代码接收简单的连接和一个客户端单一的请求，不管请求的 URL 是什么，它都会响应 HTTP 200（所以，这并不是一个真正意义上的 web 服务器）。Content-type:text/html 行代码的是 header 字段，header 用来提供请求或者响应的元信息。

我们从浏览器请求，可以得到如下结果：

这就是最简单的WEB应用。

如果要动态生成HTML，就需要把上述步骤自己来实现，每次定义发送和接受的内容。不过，接受HTTP请求、解析HTTP请求、发送HTTP响应都是苦力活，如果我们自己来写这些底层代码，还没开始写动态HTML呢，就得花个把月去读HTTP规范。正确的做法是底层代码由专门的服务器软件实现，我们用Python专注于生成HTML文档。因为我们不希望接触到TCP连接、HTTP原始请求和响应格式，所以，需要一个统一的接口，让我们专心用Python编写Web业务。这个接口就是前面介绍过的WSGI：Web Server Gateway Interface。WSGI就是一种协议，描述web server（uwsgi）如何与web application（app）通信的规范。server和application的规范在PEP 3333中有具体描述。要实现WSGI协议，必须同时实现web server和web application，当前运行在WSGI协议之上的web框架有Bottle, Flask, Django。

当然，在python中，我们可以通过WSGIref来演示一个WEB框架的实现过程。

二、Web框架实现（Wsgiref）

Wsgiref库我们在前面已经有详细认识，所以这里不再介绍。

通过Wsgiref实现一个简单的WEB sever如下：

from wsgiref.simple_server import make_server
#1、符合WSGI规范的application
def application(environ, start_response):
    start_response('200 OK', [('Content-Type', 'text/html')])
    return [b'<h1>Hello, world!</h1>']

#2、Wsgiref定义启动server
httpd = make_server('', 80, application)
print('Serving HTTP on port 80...')
#3、开始监听HTTP请求:
httpd.serve_forever()

　　用户访问结果如下：

我们从Wsgiref一文中了解到，environ其实是收集了一些环境变量（包括服务端的环境变量、客户端的请求信息以及wsgi信息），我们可以将其打印出来，添加代码：

for k,v in environ.items():
    print k,v

TMP C:\Users\admin\AppData\Local\Temp
PYTHONIOENCODING UTF-8
COMPUTERNAME ADMIN-PC
wsgi.multiprocess False
_OLD_VIRTUAL_PATH C:\ProgramData\Oracle\Java\javapath;C:\Windows\system32;C:\Windows;C:\Windows\System32\Wbem;C:\Windows\System32\WindowsPowerShell\v1.0\;D:\install soft\python2.7
USERDOMAIN admin-PC
SERVER_PROTOCOL HTTP/1.1
SERVER_SOFTWARE WSGIServer/0.1 Python/2.7.15
PSMODULEPATH C:\Windows\system32\WindowsPowerShell\v1.0\Modules\
SCRIPT_NAME
COMMONPROGRAMFILES C:\Program Files\Common Files
PROCESSOR_IDENTIFIER Intel64 Family 6 Model 58 Stepping 9, GenuineIntel
REQUEST_METHOD GET
PROGRAMFILES C:\Program Files
PROCESSOR_REVISION 3a09
PATH C:\ProgramData\Oracle\Java\javapath;C:\Windows\system32;C:\Windows;C:\Windows\System32\Wbem;C:\Windows\System32\WindowsPowerShell\v1.0\;D:\install soft\python2.7;D:\xuequn\venv\Scripts
QUERY_STRING
SYSTEMROOT C:\Windows
PYTHONUNBUFFERED 1
PROGRAMFILES(X86) C:\Program Files (x86)
WINDOWS_TRACING_FLAGS 3
CONTENT_LENGTH
HTTP_UPGRADE_INSECURE_REQUESTS 1
VIRTUAL_ENV D:\xuequn\venv
HTTP_CACHE_CONTROL max-age=0
HTTP_CONNECTION keep-alive
TEMP C:\Users\admin\AppData\Local\Temp
REMOTE_ADDR 127.0.0.1
COMMONPROGRAMFILES(X86) C:\Program Files (x86)\Common Files
PROCESSOR_ARCHITECTURE AMD64
wsgi.url_scheme http
ALLUSERSPROFILE C:\ProgramData
SERVER_PORT 80
LOCALAPPDATA C:\Users\admin\AppData\Local
HOMEPATH \Users\admin
PYCHARM_MATPLOTLIB_PORT 50538
PROGRAMW6432 C:\Program Files
USERNAME admin
HTTP_ACCEPT text/html,application/xhtml+xml,application/xml;q=0.9,image/webp,image/apng,*/*;q=0.8
LOGONSERVER \\ADMIN-PC
PROMPT (venv) $P$G
COMSPEC C:\Windows\system32\cmd.exe
PROGRAMDATA C:\ProgramData
PYTHONPATH D:\install soft\pycharm\PyCharm 2018.1.4\helpers\pycharm_matplotlib_backend;D:\xuequn
wsgi.multithread True
wsgi.input <socket._fileobject object at 0x0000000002900B10>
HTTP_USER_AGENT Mozilla/5.0 (Windows NT 6.1; WOW64) AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko) Chrome/63.0.3239.84 Safari/537.36
HTTP_HOST localhost
SESSIONNAME Console
PATHEXT .COM;.EXE;.BAT;.CMD;.VBS;.VBE;.JS;.JSE;.WSF;.WSH;.MSC
PATH_INFO /
FP_NO_HOST_CHECK NO
WINDIR C:\Windows
wsgi.file_wrapper wsgiref.util.FileWrapper
HTTP_ACCEPT_ENCODING gzip, deflate, br
wsgi.version (1, 0)
APPDATA C:\Users\admin\AppData\Roaming
HOMEDRIVE C:
SERVER_NAME admin-PC
wsgi.run_once False
REMOTE_HOST admin-PC
SYSTEMDRIVE C:
GATEWAY_INTERFACE CGI/1.1
HTTP_ACCEPT_LANGUAGE zh-CN,zh;q=0.9,en;q=0.8
PYCHARM_HOSTED 1
NUMBER_OF_PROCESSORS 4
_OLD_VIRTUAL_PROMPT $P$G
PROCESSOR_LEVEL 6
CONTENT_TYPE text/plain
wsgi.errors <open file '<stderr>', mode 'w' at 0x0000000001D62150>
COMMONPROGRAMW6432 C:\Program Files\Common Files
OS Windows_NT
PUBLIC C:\Users\Public
USERPROFILE C:\Users\admin
TMP C:\Users\admin\AppData\Local\Temp
PYTHONIOENCODING UTF-8
COMPUTERNAME ADMIN-PC
wsgi.multiprocess False
_OLD_VIRTUAL_PATH C:\ProgramData\Oracle\Java\javapath;C:\Windows\system32;C:\Windows;C:\Windows\System32\Wbem;C:\Windows\System32\WindowsPowerShell\v1.0\;D:\install soft\python2.7
HTTP_REFERER http://localhost/
USERDOMAIN admin-PC
SERVER_PROTOCOL HTTP/1.1
SERVER_SOFTWARE WSGIServer/0.1 Python/2.7.15
PSMODULEPATH C:\Windows\system32\WindowsPowerShell\v1.0\Modules\
SCRIPT_NAME
COMMONPROGRAMFILES C:\Program Files\Common Files
PROCESSOR_IDENTIFIER Intel64 Family 6 Model 58 Stepping 9, GenuineIntel
REQUEST_METHOD GET
PROGRAMFILES C:\Program Files
PROCESSOR_REVISION 3a09
PATH C:\ProgramData\Oracle\Java\javapath;C:\Windows\system32;C:\Windows;C:\Windows\System32\Wbem;C:\Windows\System32\WindowsPowerShell\v1.0\;D:\install soft\python2.7;D:\xuequn\venv\Scripts
QUERY_STRING
SYSTEMROOT C:\Windows
PYTHONUNBUFFERED 1
PROGRAMFILES(X86) C:\Program Files (x86)
WINDOWS_TRACING_FLAGS 3
CONTENT_LENGTH
VIRTUAL_ENV D:\xuequn\venv
HTTP_CACHE_CONTROL no-cache
HTTP_CONNECTION keep-alive
TEMP C:\Users\admin\AppData\Local\Temp
REMOTE_ADDR 127.0.0.1
COMMONPROGRAMFILES(X86) C:\Program Files (x86)\Common Files
PROCESSOR_ARCHITECTURE AMD64
wsgi.url_scheme http
ALLUSERSPROFILE C:\ProgramData
SERVER_PORT 80
LOCALAPPDATA C:\Users\admin\AppData\Local
HOMEPATH \Users\admin
PYCHARM_MATPLOTLIB_PORT 50538
PROGRAMW6432 C:\Program Files
USERNAME admin
HTTP_ACCEPT image/webp,image/apng,image/*,*/*;q=0.8
LOGONSERVER \\ADMIN-PC
PROMPT (venv) $P$G
COMSPEC C:\Windows\system32\cmd.exe
PROGRAMDATA C:\ProgramData
PYTHONPATH D:\install soft\pycharm\PyCharm 2018.1.4\helpers\pycharm_matplotlib_backend;D:\xuequn
wsgi.multithread True
wsgi.input <socket._fileobject object at 0x0000000002900B10>
HTTP_USER_AGENT Mozilla/5.0 (Windows NT 6.1; WOW64) AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko) Chrome/63.0.3239.84 Safari/537.36
HTTP_HOST localhost
SESSIONNAME Console
PATHEXT .COM;.EXE;.BAT;.CMD;.VBS;.VBE;.JS;.JSE;.WSF;.WSH;.MSC
PATH_INFO /favicon.ico
FP_NO_HOST_CHECK NO
WINDIR C:\Windows
wsgi.file_wrapper wsgiref.util.FileWrapper
HTTP_ACCEPT_ENCODING gzip, deflate, br
wsgi.version (1, 0)
APPDATA C:\Users\admin\AppData\Roaming
HOMEDRIVE C:
SERVER_NAME admin-PC
wsgi.run_once False
REMOTE_HOST admin-PC
SYSTEMDRIVE C:
GATEWAY_INTERFACE CGI/1.1
HTTP_ACCEPT_LANGUAGE zh-CN,zh;q=0.9,en;q=0.8
PYCHARM_HOSTED 1
NUMBER_OF_PROCESSORS 4
_OLD_VIRTUAL_PROMPT $P$G
PROCESSOR_LEVEL 6
HTTP_PRAGMA no-cache
CONTENT_TYPE text/plain
wsgi.errors <open file '<stderr>', mode 'w' at 0x0000000001D62150>
COMMONPROGRAMW6432 C:\Program Files\Common Files
OS Windows_NT
PUBLIC C:\Users\Public
USERPROFILE C:\Users\admin

以上是实现了一个简单的请求和响应的过程，但是每次请求都是响应的固定不变的内容（hello world！）。现实当中，我们肯定希望是动态的内容，而且一般是通过请求不同的URL来返回不同的HTML内容。

所以，我们需要解决动态路由的问题。

从上面的基本信息中我们可以找到一个非常有用的信息：PATH_INFO。其实，这个变量就是代表了当前请求的URL。返回的内容我们可以很容易解决，通过函数返回不同的HTML内容就可以了。

#coding:utf-8
from wsgiref.simple_server import make_serverdef user():
    return ['<h1>hello jay!</h1>']def test():
    return ['<h1>Just  a test</h1>']url_map = {'user':user,'test':test} #Flask里面就是通过url_map进行URL对象保存def application(environ, start_response):
    path=environ['PATH_INFO'].split('/')[1]
    start_response('200 OK', [('Content-Type', 'text/html')])    if path in url_map: #这里比较LowB了，Flask里面会把URL和视图函数进行绑定。
        return url_map[path]()
    else:
        return ["<h1>Page 404,not found!</h1>".encode("utf8")]httpd = make_server('', 80, application)
print('Serving HTTP on port 80...')
# 开始监听HTTP请求:
httpd.serve_forever()

　　这样，我们就把用户通过不同URL访问的内容进行了不同的响应，效果如下：