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作者：西瓜甜
一、前言
这次课程主要是解决运维人员对动态网站的模糊概念的问题，还有解决缓存到底是如何使用的疑问。
导致以上问题的原因还有，目前运维人员不了解一个动态网站是如何编写的。
自己没有接触过真东西，今天我们就来带大家来亲自体会一下动态网站的编写过程。
1. 效果图
首先来看几张我们网站的效果图，别看简陋，但是技术原理都是一样的，对于理解动态网站和缓存会有非常大的作用。
首页
image.png
服务器信息展示
image.png
获取 JSON 数据
image.png
2. 什么是 JSON 数据
JSON(JavaScript Object Notation) 是一种轻量级的数据交换格式。 易于人阅读和编写。同时也易于机器解析和生成。
JSON建构于两种结构：
- “名称/值” 成对的集合（A collection of name/value pairs）。
比如
'{"name": "shark"}'
不同的语言中，它被理解为对象（object），纪录（record），结构（struct），字典（dictionary），哈希表（hash table），有键列表（keyed list），或者关联数组 （associative array）。
- 值的有序列表（An ordered list of values）。
在大部分语言中，它被理解为数组（array）。
比如
'[1, 2, "hello"]'
这些都是常见的数据结构。事实上大部分现代计算机语言都以某种形式支持它们。这使得同样基于这些结构的不同编程语言之间，可以交互这样一种数据格式。
比如 Python
python 中的内置模块 json 可以实现在 JSON 数据和Python 对象直接的互相转换
- Python 对象转换为 JSON 叫序列化
In [8]: import json
In [9]: d = {"host_name": "qfedu.com"}
In [10]: json.dumps(d)
Out[10]: '{"host_name": "qfedu.com"}'
In [11]:
注意：JSON 数据中的字符串必须使用 双引号引起来，最外层必须是单引号
- JSON 数据转换为 Python对象 叫反序列化
In [12]: json.loads('[1, 2, "hello"]')
Out[12]: [1, 2, 'hello']
In [13]: li = json.loads('[1, 2, "hello"]')
In [14]: type(li)
Out[14]: list
- 混合格式
在生产中大部分 JSON 数据都会是下面的混合方式
In [15]: server_list =[
{"host_name": "qfedu.com", "ip": "192.168.1.100"},
{"host_name": "sharkyun.com", "ip": "1.1.1.1"}
]
In [16]: print(json.dumps(server_list,indent=4))
[
{
"host_name": "qfedu.com",
"ip": "192.168.1.100"
},
{
"host_name": "sharkyun.com",
"ip": "1.1.1.1"
}
]
In [19]:
indent=4的意思是，不同层级，缩进 4 个空格
二、 网站编写
1. uwsgi 模块实现基本的动态网站首页
uwsgi 可以帮助我们实现一个简单的网站。在 python 中它是一个第三方模块。
1. 1 安装
$ pip3 install uwsgi
1.2 小试牛刀
我们可以参考官方文档的实例来进行初步的了解
第一步编写一个程序启动文件，并把如下代码添加进行。
wsgi.py
def application(env, start_response):
start_response('200 OK', [('Content-Type','text/html')])
return [b"Hello World"]
运行网站
uwsgi --http :8081 --wsgi-file wsgi.py
之后可以使用浏览器访问
其实，也可以通过配置文件
[uwsgi]
http = 127.0.0.1:8081
chdir = /home/foobar/myproject/
wsgi-file = wsgi.py
processes = 4
threads = 2
processes开启 4 个进程
threads每个进程开启 2 个线程
2. url 实现返回不同的网页
函数 def application(env, start_response)
-
env是一个封装好的字典，里面有一个 keyPATH_INFO，这个值就是 url 了
我们可以通过 url 的不同来判断
views.py
def index():
file = "/root/python_code/day06/index.html"
with open(file, mode='rb') as f:
content = f.read()
return content
wsgi.py
import views
def application(env, start_response):
start_response('200 OK', [('Content-Type','text/html')])
if env['PATH_INFO'] == '/':
return [views.index()]
elif env['PATH_INFO'] == '/server_list':
return ["server list".encode()]
3. 功能细化
动态网站的本质是根据请求，获取到数据，之后把数据替换到含有 html 标记语言的普通文本里，最后把含有数据的页面文件返回给浏览器， 浏览器根据标记语言的规范展示数据。
获取数据的方式一般都是从数据库中获取，这个数据库可以关系型数据库，比如 MySQL, 也可以是 非关系型数据库，比如 Redis。
下面我们就通过实现不同的功能，来展示出这都详细的实现过程。
3.1 返回首页
3.1.1 首页的后端添加返回当前日期时间的功能
def handler_index():
"""
以二进制方式返回首页文件的内容，并替换文件中的变量为当前时间
"""
dt = time.strftime(r"%Y%-m-%d %H:%M:%S")
with open('templates/index.html', 'r', encoding='utf-8') as f:
content = f.read()
content = content.replace("{{now_dt}}", dt)
return bytes(content, encoding='utf-8')
wsgi.py
import views
headers = {
'html': ('Content-Type', 'text/html;charset=utf-8'),
'json': ('Content-Type', 'application/json;charset=utf-8'),
'css': ('Content-Type', 'text/css'),
'jpg': ('Content-Type', 'application/x-jpg'),
'png': ('Content-Type', 'image/png'),
}
def application(env, start_response):
if env['PATH_INFO'] == '/':
start_response('200 OK', [('Content-Type','text/html')])
return [views.handler_index()]
elif env['PATH_INFO'] == '/bootstrap/css/bootstrap.css':
start_response('200 OK', [('Content-Type', 'text/css')])
return [views.handler_css()]
3.1.2 首页的前端实现
index.html
<!DOCTYPE html>
<html lang="zh-CN">
<head>
<meta charset="UTF-8">
<meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1.0">
<link rel="stylesheet" href="/bootstrap/css/bootstrap.css">
<title>正经海参搞 IT</title>
</head>
<body>
<div class="container-fluid">
<div class="row">
<h1 class="col-4 offset-4" >
欢迎光临红浪漫
</h1>
</div>
<div class="row">
<div class="col-2 offset-4">这里是正经海参搞 IT</div>
<div class="col-3" style="background-color: aqua;">当前时间：{{now_dt}}</div>
</div>
</body>
</html>
3.2 准备数据库
3.2.1 封装mysql 连接工具
import pymysql
def mysql_conn():
"""
创建连接
返回连接对象，游标对象
"""
conn = pymysql.connect(host="192.168.1.37",
user="dbuser",
passwd="QFedu123!",
db="shark_db",
charset="utf8")
# 获取游标对象
cursor = conn.cursor(
cursor=pymysql.cursors.DictCursor)
return conn, cursor
def mysql_query(cursor, query_sql):
cursor.execute(query_sql)
return cursor.fetchall()
def mysql_close(cursor, conn):
# 关闭游标对象
cursor.close()
# 关闭连接对象
conn.close()
if __name__ == "__main__":
query_sql = "select * from base_info;"
conn, cursor = mysql_conn()
print(mysql_query(cursor, query_sql))
mysql_close(cursor, conn)
##################### 示例数据 ##################
"""
dic = {
"base_info": {
"host_name": "nginx_server",
"kernel": "3.10.0-957.21.3.el7.x86_64",
"os": "CentOS Linux release 7.6.1810 (Core)",
'manufacturer': 'Alibaba Cloud',
'pod_name': 'Alibaba Cloud ECS',
'sn': '0f7e3d86-7742-4612-9f93-e3a9e4754199',
'cpu_name': 'Intel(R) Xeon(R) Platinum 8163 CPU @ 2.50GHz',
'cpu_num': 2,
'cpu_cores_each': 4
},
"mem": [{
'capacity': '8192 MB',
'slot': 'DIMM_A3',
'model': 'DDR3',
'speed': '1333 MT/s',
'manufacturer': '00CE04B380CE',
'sn': '8362A2F8'
},
{
'capacity': 'No Module Installed',
'slot': 'DIMM_A4',
'model': 'DDR3',
'speed': 'Unknown',
'manufacturer': '',
'sn': ''
}
]
}"""
3.2.2 封装 Redis 工具
import redis
rs = redis.StrictRedis(
host="127.0.0.1",
password="foo",
decode_responses=True,
port=6379,
db=0
)
if __name__ == "__main__":
print(rs.keys())
3.3 返回服务器列表数据
3.3.1 前端实现
index.html
添加如下代码：
<div class="row">
<a class="col-4 offset-2 btn bg-success" href="/server_list">我要服务器列表</a>
<a class="col-4 btn bg-warning" href="/api/server">我要服务器 JSON 数据</a>
</div>
server_list.html
<!DOCTYPE html>
<html lang="zh-CN">
<head>
<meta charset="UTF-8">
<meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1.0">
<link rel="stylesheet" href="/bootstrap/css/bootstrap.css">
<title>西瓜甜</title>
</head>
<body>
<div class="container-fluid">
<div class="row">
<h1 class="col-4 offset-4">服务器基础信息</h1>
</div>
<div row>
<button class="btn btn-warning col-md2 offset-2">{{cache}}</button>
<a href="/cache" class="btn btn-danger col-md-2">验证使用缓存的效果</a>
<button class="btn btn-warning col-md2">{{dt}}</button>
<a href="/" class="btn btn-success col-md-2">返回首页</a>
</div>
<div class="row">
<div class="col-8 offset-2">
<table class="table table-condensed table-hover table-bordered">
<thead class="table-dark">
<tr>
<th>id</th>
<th>主机名</th>
<th>操作系统</th>
</tr>
</thead>
<tbody>
{{table_tr}}
</tbody>
</table>
</div>
</div>
</div>
</body>
</html>
3.3.2 views.py
def server_data():
conn, cursor = mysql_conn()
sql = 'select id, host_name, os from base_info;'
ret = mysql_query(cursor, sql)
mysql_close(cursor, conn)
return ret
def server_list():
tr_tpl = '''
<tr>
<td>{id}</td>
<td>{host_name}</td>
<td>{os}</td>
</tr>
'''
ret = server_data()
tr = ''
for row in ret:
tr += tr_tpl.format(**row)
with open('templates/server_list.html', 'r', encoding='utf-8') as f:
content = f.read()
content = content.replace('{{table_tr}}', tab_tr)
content = content.replace('{{cache}}', '未使用缓存')
content = content.replace('{{dt}}', "不用计时")
return bytes(content, encoding='utf-8')
3.3 利用缓存
wsgi.py 文件中添加如下内容：
elif env['PATH_INFO'] == "/cache":
start_response('200 OK', [('Content-Type','text/html')])
return [views.mysql_or_cache()]
views.py 文件添加如下内容：
def mysql_or_cache():
st = time.time()
rs = cache.rs
ex = rs.ttl("server_info")
if ex >= 1:
data = rs.get("server_info")
data = json.loads(data)
else:
data = server_data()
# 添加到缓存
rs.set("server_info", json.dumps(data), ex=10)
endt = time.time()
use_dt = endt - st
tr_tpl = """
<tr>
<td>{id}</td>
<td>{host_name}</td>
<td>{os}</td>
</tr>"""
file = 'templates/server_list.html'
tr = ''
for row in data:
tr += tr_tpl.format(**row)
with open(file, 'r') as f:
content = f.read()
content = content.replace("{{table_tr}}", tr)
content = content.replace("{{cache}}", "使用缓存")
content = content.replace("{{dt}}", str(use_dt))
return content.encode()
3.4 返回 JSON 数据
在 wsgi.py 文件中添加如下代码：
elif env['PATH_INFO'] == '/api/server':
start_response('200 OK', [('Content-Type', 'application/json')])
data = views.server_data()
return [json.dumps(data, indent=4).encode()]
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