web框架和web服务器的关系

web服务器主要是接收用户的http请求，根据用户的请求返回不同的资源数据。

静态web服务器，返回的都是静态资源数据。假如我们想要web服务器返回动态资源，就需要使用web框架专门负责处理用户的动态资源请求。这个web框架其实就是一个为web服务器提供服务的应用程序。

image.png

web服务器接收浏览器发起的请求，如果是动态资源请求找web框架来处理。web框架负责处理浏览器的动态资源请求，把处理的结果发生给web服务器。web服务器再把响应结果发生给浏览器。

静态资源

不需要经常变化的资源，这种资源web服务器可以提前准备好，比如: png/jpg/css/js等文件。

动态资源

web服务器无法提前准备好，需要web框架来帮web服务器进行准备，在这里web服务器可以把.html的资源请求认为是动态资源请求交由web框架进行处理。

WSGI协议

它是web服务器和web框架之间进行协同工作的一个规则，WSGI协议规定web服务器把动态资源的请求信息传给web框架处理，web框架把处理好的结果返回给web服务器。

we框架实现

基础版本

web.py

import socket
import threading
import sys
import framework

# 定义web服务器类
class HttpWebServer(object):
    def __init__(self, port):
        # 创建tcp服务端套接字
        tcp_server_socket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
        # 设置端口号复用, 程序退出端口立即释放
        tcp_server_socket.setsockopt(socket.SOL_SOCKET, socket.SO_REUSEADDR, True)
        # 绑定端口号
        tcp_server_socket.bind(("", port))
        # 设置监听
        tcp_server_socket.listen(128)
        # 保存创建成功的服务器套接字
        self.tcp_server_socket = tcp_server_socket

    # 处理客户端的请求
    @staticmethod
    def handle_client_request(new_socket):
        # 代码执行到此，说明连接建立成功
        recv_client_data = new_socket.recv(4096)
        if len(recv_client_data) == 0:
            print("关闭浏览器了")
            new_socket.close()
            return

        # 对二进制数据进行解码
        recv_client_content = recv_client_data.decode("utf-8")
        print(recv_client_content)
        # 根据指定字符串进行分割， 最大分割次数指定2
        request_list = recv_client_content.split(" ", maxsplit=2)

        # 获取请求资源路径
        request_path = request_list[1]
        print(request_path)

        # 判断请求的是否是根目录，如果条件成立，指定首页数据返回
        if request_path == "/":
            request_path = "/index.html"

        # 判断请求的资源路径的后缀是否是.html
        # 如果是.html那么就是动态资源请求
        # 如果不是.html那么就任务是静态资源请求

        if request_path.endswith(".html"):
            """动态资源请求"""
            # 动态资源请求交给web框架处理
            # 准备给web框架程序的数据, 最主要的是请求路径，后续框架有可能还需要请求头信息
            env = {
                "request_path": request_path,
                # 假如框架需要请求头信息信息，可以在额外增加对应的键值对信息即可
            }
            # 处理结果应该返回的信息有:
            # 1.状态信息status 2. 响应头信息headers 3. 处理结果(响应体)response_data
            status, headers, data = framework.handle_request(env)

            # 响应行
            response_line = "HTTP/1.1 %s\r\n" % status
            # 遍历响应头信息[("Server", "PWS5.0")]
            response_header = ""
            for header in headers:
                # header是一个元组，格式化占位符要是有多个，可以使用元组方式进行传参
                # “%s %s” % ('ab', 'bc')
                response_header += "%s: %s\r\n" % header

            # web服务器把处理后的结果拼接程一个http的响应报文发送给浏览器
            response_data = (response_line + response_header +
                             "\r\n" + data).encode("utf-8")

            # 把服务器发送的数据发给浏览器
            new_socket.send(response_data)
            # 关闭套接字
            new_socket.close()

        else:
            """静态资源请求"""
            try:
                # 动态打开指定文件
                with open("static" + request_path, "rb") as file:
                    # 读取文件数据
                    file_data = file.read()
            except Exception as e:
                # 请求资源不存在，返回404数据
                # 响应行
                response_line = "HTTP/1.1 404 Not Found\r\n"
                # 响应头
                response_header = "Server: PWS1.0\r\n"
                with open("static/error.html", "rb") as file:
                    file_data = file.read()
                # 响应体
                response_body = file_data

                # 拼接响应报文
                response_data = (response_line + response_header + "\r\n").encode("utf-8") + response_body
                # 发送数据
                new_socket.send(response_data)
            else:
                # 响应行
                response_line = "HTTP/1.1 200 OK\r\n"
                # 响应头
                response_header = "Server: PWS1.0\r\n"

                # 响应体
                response_body = file_data

                # 拼接响应报文
                response_data = (response_line + response_header + "\r\n").encode("utf-8") + response_body
                # 发送数据
                new_socket.send(response_data)
            finally:
                # 关闭服务与客户端的套接字
                new_socket.close()

    # 启动web服务器进行工作
    def start(self):
        while True:
            # 等待接受客户端的连接请求
            new_socket, ip_port = self.tcp_server_socket.accept()
            # 当客户端和服务器建立连接程，创建子线程
            sub_thread = threading.Thread(target=self.handle_client_request, args=(new_socket,))
            # 设置守护主线程
            sub_thread.setDaemon(True)
            # 启动子线程执行对应的任务
            sub_thread.start()


# 程序入口函数
def main():
    print(sys.argv)
    # 判断命令行参数是否等于2,
    if len(sys.argv) != 2:
        print("执行命令如下: python3 xxx.py 8000")
        return
    
    # 判断字符串是否都是数字组成
    if not sys.argv[1].isdigit():
        print("执行命令如下: python3 xxx.py 8000")
        return
    
    # 获取终端命令行参数
    port = int(sys.argv[1])
    # 创建web服务器对象
    web_server = HttpWebServer(port)
    # 启动web服务器进行工作
    web_server.start()

if __name__ == '__main__':
    main()

framework.py

import time

# 获取首页数据
def index():
    # 响应状态
    status = "200 OK";
    # 响应头
    response_header = [("Server", "PWS2.0")]
    # 处理后的数据
    data = time.ctime()
    return status, response_header, data

# 没有找到动态资源
def not_found():
    # 响应状态
    status = "404 Not Found";
    # 响应头
    response_header = [("Server", "PWS2.0")]
    # 处理后的数据
    data = "not found"
    return status, response_header, data

# 处理动态资源请求
def handle_request(env):
    # 获取动态请求资源路径
    request_path = env["request_path"]
    print("接收到的动态资源请求:", request_path)

    if request_path == "/index.html":
        # 获取首页数据
        result = index()
        return result
    else:
        # 没有找到动态资源
        result = not_found()
        return result

模板替换

修改framework.py文件

# 获取首页数据
def index():
    # 响应状态
    status = "200 OK";
    # 响应头
    response_header = [("Server", "PWS2.0")]

    # 1. 打开模板文件，读取数据
    with open("template/index.html", "r") as file:
        file_data = file.read()

    # 处理后的数据, 从数据库查询
    data = time.ctime()
    # 2. 替换模板文件中的模板遍历
    result = file_data.replace("{%content%}", data)

    return status, response_header, result

添加路由

修改framework.py文件

import time

# 定义路由列表
route_list = []


# 定义带有参数的装饰器
def route(path):
    # 装饰器
    def decorator(func):
        # 当执行装饰器装饰指定函数的时候，把路径和函数添加到路由列表
        route_list.append((path, func))
        def inner():
            # 执行指定函数
            return func()
        return inner
    # 返回装饰器
    return decorator


# 获取首页数据
@route("/index.html")
def index():
    # 响应状态
    status = "200 OK";
    # 响应头
    response_header = [("Server", "PWS2.0")]
    # 打开模板文件，读取数据
    with open("template/index.html", "r") as file:
        file_data = file.read()
    # 处理后的数据, 从数据库查询
    data = time.ctime()
    # 替换模板文件中的模板遍历
    result = file_data.replace("{%content%}", data)
    return status, response_header, result


# 获取个人中心数据
@route("/center.html")
def center():
    # 响应状态
    status = "200 OK";
    # 响应头
    response_header = [("Server", "PWS2.0")]
    # 打开模板文件，读取数据
    with open("template/center.html", "r") as file:
        file_data = file.read()
    # 处理后的数据, 从数据库查询
    data = time.ctime()
    # 替换模板文件中的模板遍历
    result = file_data.replace("{%content%}", data)
    return status, response_header, result


# 没有找到动态资源
def not_found():
    # 响应状态
    status = "404 Not Found";
    # 响应头
    response_header = [("Server", "PWS2.0")]
    # 处理后的数据
    data = "not found"
    return status, response_header, data


# 处理动态资源请求
def handle_request(env):
    # 获取动态请求资源路径
    request_path = env["request_path"]
    print("接收到的动态资源请求:", request_path)
    # 遍历路由列表，选择执行的函数
    for path, func in route_list:
        if request_path == path:
            result = func()
            return result
    else:
        # 没有找到动态资源
        result = not_found()
        return result

http协议的基础知识和如何搭建静态web服务器，可以参考
https://www.jianshu.com/p/b6d010ab1d31