[TOC] [TOC] ### Web 應用 了解了HTTP協議和HTML文檔，我們其實就明白了一個Web應用的本質就是： - 瀏覽器發送一個HTTP請求； - 服務器收到請求，生成一個HTML文檔； - 服務器把HTML文檔作為HTTP響應的Body發送給瀏覽器； - 瀏覽器收到HTTP響應，從HTTP Body取出HTML文檔并顯示。 所以，最簡單的Web應用就是先把HTML用文件保存好，用一個現成的HTTP服務器軟件，接收用戶請求，從文件中讀取`HTML`，返回。`Apache`、`Nginx`、`Lighttpd`等這些常見的靜態服務器就是干這件事情的。 ### 動態生成 HTML 如果要動態生成`HTML`，就需要把上述步驟自己來實現。不過，接受`HTTP`請求、解析`HTTP`請求、發送`HTTP`響應都是苦力活，如果我們自己來寫這些底層代碼，還沒開始寫動態`HTML`呢，就得花個把月去讀`HTTP`規范。 正確的做法是底層代碼由專門的服務器軟件實現，我們用Python專注于生成HTML文檔。因為我們不希望接觸到`TCP`連接、`HTTP`原始請求和響應格式，所以，需要一個統一的接口，讓我們專心用Python編寫`Web`業務。 這個接口就是`WSGI：Web Server Gateway Interface`。 `WSGI`接口定義非常簡單，它只要求`Web`開發者實現一個函數，就可以響應HTTP請求。我們來看一個最簡單的`Web`版本的`“Hello, web!”`： ~~~ def application(environ, start_response): start_response('200 OK', [('Content-Type', 'text/html')]) return [b'<h1>Hello, web!</h1>'] ~~~ 上面的`application()`函數就是符合`WSGI`標準的一個`HTTP`處理函數，它接收兩個參數： `environ`：一個包含所有HTTP請求信息的dict對象； `start_response`：一個發送HTTP響應的函數。 在`application()`函數中，調用： ~~~ start_response('200 OK', [('Content-Type', 'text/html')]) ~~~ 就發送了`HTTP`響應的`Header`，注意`Header`只能發送一次，也就是只能調用一次`start_response()`函數。`start_response()`函數接收兩個參數，一個是HTTP響應碼，一個是一組`list`表示的`HTTP Header`，每個`Header`用一個包含兩個`str`的tuple表示。 通常情況下，都應該把`Content-Type`頭發送給瀏覽器。其他很多常用的`HTTP Header`也應該發送。 然后，函數的返回值`b'<h1>Hello, web!</h1>'`將作為HTTP響應的Body發送給瀏覽器。 有了`WSGI`，我們關心的就是如何從environ這個dict對象拿到HTTP請求信息，然后構造HTML，通過start_response()發送Header，最后返回Body。 整個`application()`函數本身沒有涉及到任何解析HTTP的部分，也就是說，底層代碼不需要我們自己編寫，我們只負責在更高層次上考慮如何響應請求就可以了。 不過，等等，這個`application()`函數怎么調用？如果我們自己調用，兩個參數environ和start_response我們沒法提供，返回的bytes也沒法發給瀏覽器。 所以application()函數必須由WSGI服務器來調用。有很多符合WSGI規范的服務器，我們可以挑選一個來用。但是現在，我們只想盡快測試一下我們編寫的application()函數真的可以把HTML輸出到瀏覽器，所以，要趕緊找一個最簡單的WSGI服務器，把我們的Web應用程序跑起來。 好消息是Python內置了一個WSGI服務器，這個模塊叫wsgiref，它是用純Python編寫的WSGI服務器的參考實現。所謂“參考實現”是指該實現完全符合WSGI標準，但是不考慮任何運行效率，僅供開發和測試使用。 運行`WSGI`服務 我們先編寫hello.py，實現Web應用程序的WSGI處理函數： ~~~ # hello.py def application(environ, start_response): start_response('200 OK', [('Content-Type', 'text/html')]) return [b'<h1>Hello, web!</h1>'] 然后，再編寫一個server.py，負責啟動WSGI服務器，加載application()函數： # server.py # 從wsgiref模塊導入: from wsgiref.simple_server import make_server # 導入我們自己編寫的application函數: from hello import application # 創建一個服務器，IP地址為空，端口是8000，處理函數是application: httpd = make_server('', 8000, application) print('Serving HTTP on port 8000...') # 開始監聽HTTP請求: httpd.serve_forever() ~~~ 確保以上兩個文件在同一個目錄下，然后在命令行輸入`python server.py`來啟動`WSGI`服務器：  注意：如果`8000端口`已被其他程序占用，啟動將失敗，請修改成其他端口。 啟動成功后，打開瀏覽器，輸入http://localhost:8000/ ，就可以看到結果了：  在命令行可以看到`wsgiref`打印的`log`信息：  按`Ctrl+C`終止服務器。 如果你覺得這個Web應用太簡單了，可以稍微改造一下，從`environ`里讀取`PATH_INFO`，這樣可以顯示更加動態的內容： ~~~ # hello.py def application(environ, start_response): start_response('200 OK', [('Content-Type', 'text/html')]) body = '<h1>Hello, %s!</h1>' % (environ['PATH_INFO'][1:] or 'web') return [body.encode('utf-8')] ~~~ 你可以在地址欄輸入用戶名作為URL的一部分，將返回`Hello, xxx!`：  是不是有點`Web App`的感覺了？ ### 小結 - 無論多么復雜的Web應用程序，入口都是一個`WSGI`處理函數。HTTP請求的所有輸入信息都可以通過`environ`獲得，HTTP響應的輸出都可以通過`start_response()`加上函數返回值作為Body。 - 復雜的Web應用程序，光靠一個`WSGI`函數來處理還是太底層了，我們需要在`WSGI`之上再抽象出`Web`框架，進一步簡化`Web`開發。