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Python学习笔记20：server先进

Python server 笔记学习 20 先进

2023-09-27 14:27:02 时间

我们不依赖于一个框架，CGI如果是，只能使用socket介面。他完成了一个可以处理HTTP要求Pythonserver。
基于，不管是什么的计算机的操作系统(推荐Linux)和Python该计算机可被用作HTTPserver采用。要设置你的网站。

改写上一篇文章中的程序。并引入更高级的Python包，以写出更成熟的Pythonserver。

一支持POST

我们首先改写原文中的HTTPserver，从而让该server支持更加丰富的HTTP请求。
相对于原程序，这里增添了表格以及相应”POST”方法的操作。假设你已经读过用socket写一个Pythonserver，会发现这里仅仅是添加非常少的一点内容。
原始程序:

# A messy HTTP server based on TCP socket 
 
import socket
 
# Address
HOST = ''
PORT = 8000
 
text_content = '''
HTTP/1.x 200 OK  
Content-Type: text/html
 
<head>
<title>WOW</title>
</head>
<html>
<p>Wow, Python Server</p>
<IMG src="test.jpg"/>
<form name="input" action="/" method="post">
First name:<input type="text" name="firstname"><br>
<input type="submit" value="Submit">
</form> 
</html>
'''
 
f = open('test.jpg','rb')
pic_content = '''
HTTP/1.x 200 OK  
Content-Type: image/jpg
 
'''
pic_content = pic_content + f.read()
 
# Configure socket
s    = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
s.bind((HOST, PORT))
 
# Serve forever
while True:
    s.listen(3)
    conn, addr = s.accept()                    
    request    = conn.recv(1024)         # 1024 is the receiving buffer size
    method     = request.split(' ')[0]
    src        = request.split(' ')[1]
 
    print 'Connected by', addr
    print 'Request is:', request
 
    # if GET method request
    if method == 'GET':
        # if ULR is /test.jpg
        if src == '/test.jpg':
            content = pic_content
        else: content = text_content
        # send message
        conn.sendall(content)
    # if POST method request
    if method == 'POST':
        form = request.split('rn')
        idx = form.index('')             # Find the empty line
        entry = form[idx:]               # Main content of the request
 
        value = entry[-1].split('=')[-1]
        conn.sendall(text_content + 'n <p>' + value + '</p>')
        ######
        # More operations, such as put the form into database
        # ...
        ######
    # close connection
    conn.close()

执行上面Pythonserver，向上一篇文章那样，使用一个浏览器作为client。

我们看到了新增的表格以及提交(submit)button。在表格中输入aa并提交表格，我们的Pythonserver给出上面的结果。

二使用SocketServer

我们首先使用SocketServer包来简化我们架设server的过程。
在上面使用socket的过程中。我们先设置了socket的类型，然后依次调用bind(),listen(),accept()，并使用while循环来让server不断的接受请求。
上面的这些步骤能够通过SocketServer包来简化。

SocketServer:


# use TCPServer
 
import SocketServer
 
HOST = ''
PORT = 8000
 
text_content = '''
HTTP/1.x 200 OK  
Content-Type: text/html
 
<head>
<title>WOW</title>
</head>
<html>
<p>Wow, Python Server</p>
<IMG src="test.jpg"/>
<form name="input" action="/" method="post">
First name:<input type="text" name="firstname"><br>
<input type="submit" value="Submit">
</form> 
</html>
'''
 
f = open('test.jpg','rb')
pic_content = '''
HTTP/1.x 200 OK  
Content-Type: image/jpg
 
'''
pic_content = pic_content + f.read()
 
# This class defines response to each request
class MyTCPHandler(SocketServer.BaseRequestHandler):
    def handle(self):
        # self.request is the TCP socket connected to the client
        request = self.request.recv(1024)
 
        print 'Connected by',self.client_address[0]
        print 'Request is', request
 
        method = request.split(' ')[0]
        src = request.split(' ')[1]
 
        if method == 'GET':
            if src == '/test.jpg':
                content = pic_content
            else: content = text_content
            self.request.sendall(content)
 
        if method == 'POST':
            form = request.split('rn')
            idx = form.index('')             # Find the empty line
            entry = form[idx:]               # Main content of the request
 
            value = entry[-1].split('=')[-1]
            self.request.sendall(text_content + 'n <p>' + value + '</p>')
            ######
            # More operations, such as put the form into database
            # ...
            ######
 
# Create the server
server = SocketServer.TCPServer((HOST, PORT), MyTCPHandler)
# Start the server, and work forever
server.serve_forever()

我们建立了一个TCPServer对象来创建一个TCP socketserver。并同一时候设置IP地址和port。
然后使用server_forever()方法来让服务器不断工作(就像原始程序中的while循环一样)。

我们传递给TCPServer一个MyTCPHandler类。用对socket作出操作。
注意。MyTCPHandler继承自BaseRequestHandler，我们通过改写handler()方法来个性化我们的操作。
在handler()中，能够通过self.request来引用socket (正如我们在handler()中对socket进行recv()和sendall()操作)，
还能够使用self.address来引用socket的client地址。

三 SimpleHTTPServer: 使用静态文件来回应请求

在经过了SocketServer的改造之后。我们的handler()，也就是对请求进行处理的部分，依旧是乱糟糟的一团。
这对于大型server来说可能是个问题。
为什么呢？对于一个HTTP请求(request)来说。它的起始行包括两个重要信息：请求方法和URL。
之前，我们都用if结构来区分不同的请求方法和URL。并针对不同的情况来进行不同的操作:

请求方法(request method) URL 操作

GET / 发送text_content

GET /text.jpg 发送pic_content

POST / 分析request主体中包括的value(实际上是我们填入表格的内容); 发送text_content和value

依据请求方法和URL的不同，一个大型的HTTPserver可能须要应付成千上万种不同的请求。
假设针对每一个请求都在程序中写出不同的操作的话，须要大量的时间和精力，同一时候为运营和维护带来非常大的困难。
我们须要有更标准化。也更简便的方式来处理这些请求。
在Python中。我们能够使用SimpleHTTPServer包和CGIHTTPServer包来减小以上的负担。

当中，SimpleHTTPServer能够用于处理GET方法和HEAD方法的请求。
它读取request中的URL地址，并在当前文件夹中找到相应的静态文件。并将文件的内容发送给client。
相应于我们的情况，就是将text_content放置在index.html中，而不用读取text.jpg文件。
当一个HTTP请求到来时，其URL指向某个文件，SimpleHTTPServer会读取这个文件，并分析文件类型，自己主动生成response，回复client。
假设URL指向某个目录，SimpleHTTPServer会读取该目录下的index.html或者index.hml文件。
首先，我们在当前文件夹下生成例如以下index.html文件:

<head>
<title>WOW</title>
</head>
<html>
<p>Wow, Python Server</p>
<IMG src="test.jpg"/>
<form name="input" action="/" method="post">
First name:<input type="text" name="firstname"><br>
<input type="submit" value="Submit">
</form>
</html>

然后，改写我们的Pythonserver程序。
实际上。我们仅仅是更换了TCPServer的Handler：使用SimpleHTTPServer包中唯一的类SimpleHTTPRequestHandler，而不是我们之前自定义的MyTCPHandler

SimpleHTTPServer:


# Simple HTTPsERVER
 
import SocketServer
import SimpleHTTPServer
 
HOST = ''
PORT = 8000
 
# Create the server, SimpleHTTPRequestHander is pre-defined handler in SimpleHTTPServer package
server = SocketServer.TCPServer((HOST, PORT), SimpleHTTPServer.SimpleHTTPRequestHandler)
# Start the server
server.serve_forever()

注意。我们这里的程序还不能等效于之前的程序。由于不能处理POST请求。

我们会在后面使用CGI来弥补这个缺陷。
但要点是，我们的Pythonserver程序已经变得很easy。
我们将内容存放于静态文件，并依据URL指向的静态文件为client提供内容，从而让内容和Pythonserver相分离。

这种话。我们每次更新内容的时候就能够仅仅改动静态文件，而不用停止整个Pythonserver。
我们也应该注意到使用这些改进付出的代价。

比方说。对于原始程序来说。request中的URL仅仅具有指导意义，我们能够随意规定对应的操作。

而在 SimpleHTTPServer的改进中，response固化成为：读取URL相应文件并将其内容呈现给客户。这大大限制了我们的自由度。

即使在后面我们使用CGI增大了自由度。但相对于原始程序，我们依旧是添加了自己的限制。
有时候，程序的便捷与程序的自由度相抵触。程序猿须要在两者之间取舍。
对于一个小的项目来说，我们能够尾随已经制定的标准(比方这里的SimpleHTTPServer，或者使用一个框架)，使用这些新的标准能够让开发变得非常便捷。
然而对于一个大型的项目来说。我们往往须要争取回自己的自由度，修订成为项目须要的标准。

四 CGIHTTPServer：使用静态文件或者CGI来回应请求

CGIHTTPServer包中的CGIHTTPRequestHandler类继承自SimpleHTTPRequestHandler类。所以能够用来取代上面的样例，来提供静态文件的服务。

此外，CGIHTTPRequestHandler类还能够用来执行CGI脚本。

首先，我们先看看什么是CGI (Common Gateway Interface)。CGI是server和应用脚本之间的一套接口标准。目的是让server程序执行脚本程序，将程序的输出作为response发送给客户。
通常来说，支持CGI的server程在接收到客户的request之后，依据request中的URL。执行相应的脚本文件。

server会将HTTP request信息以及socket信息输入给脚本文件，也负责收集脚本的输出，并组装成为合法的HTTP response。

利用CGI，我们能够充分发挥server的可编程性，动态的生成response。而不必局限于静态文件。
server和CGI脚本之间通过CGI标准作为接口。

这样就能够让server与不同语言写的CGI脚本相配合，比方说使用Apacheserver与Perl写的CGI脚本，或者Pythonserver与shell写的CGI脚本。
到这里为止，我们都在使用TCPServer来构建server。

为了使用CGI，我们须要使用BaseHTTPServer包中的HTTPServer类来构建server。

事实上HTTPServer是TCPServer的子类，其用法也与TCPServer同样。它仅仅是添加了server_name和server_port两个属性。
但不凑巧的是。我们的CGIHTTPRequestHandler须要调用这两个属性…
Pythonserver的修改非常easy。

CGIHTTPServer:


# A messy HTTP server based on TCP socket 
 
import BaseHTTPServer
import CGIHTTPServer
 
HOST = ''
PORT = 8000
 
# Create the server, CGIHTTPRequestHandler is pre-defined handler
server = BaseHTTPServer.HTTPServer((HOST, PORT), CGIHTTPServer.CGIHTTPRequestHandler)
# Start the server
server.serve_forever()

CGIHTTPRequestHandler默认当前文件夹下的cgi-bin和ht-bin文件夹中的文件为CGI脚本，而存放于其它地方的文件被觉得是静态文件。
因此。我们须要改动一下index.html。将当中form元素指向的action改为cgi-bin/post.py。

<head>
<title>WOW</title>
</head>
<html>
<p>Wow, Python Server</p>
<IMG src="test.jpg"/>
<form name="input" action="cgi-bin/post.py" method="post">
First name:<input type="text" name="firstname"><br>
<input type="submit" value="Submit">
</form>
</html>

我们创建一个cgi-bin的目录，并在cgi-bin中放入例如以下post.py文件，也就是我们的CGI脚本：

#!/usr/bin/env python
 
# Written by Vamei
import cgi
form = cgi.FieldStorage()
 
# Output to stdout, CGIHttpServer will take this as response to the client
print "Content-Type: text/html"     # HTML is following
print                               # blank line, end of headers
print "<p>Hello world!</p>"         # Start of content
print "<p>" +  repr(form['firstname']) + "</p>"

第一行必需要有，以便告诉Pythonserver，脚本所使用的语言 (我们这里的CGI是Python。当然也能够是别的语言，比方bash)。

cgi包用于提取request中提交的表格信息(我们临时不深入cgi包)。脚本仅仅负责将全部的结果输出到标准输出(使用print)。

而CGIHTTPRequestHandler会收集这些输出。并组装成为response传送给client。

假设一个请求是POST方法，那么它的URL必须指向一个CGI脚本(也就是在cgi-bin或者ht-bin中的文件)。
CGIHTTPRequestHandler继承自SimpleHTTPRequestHandler，所以也能够处理GET方法和HEAD方法的请求。
此时。假设URL指向CGI脚本时。server将脚本的执行结果传送到client；当此时URL指向静态文件时，server将文件的内容传送到client。
我们能够让CGI脚本运行数据库操作。比方将接收到的数据放入到数据库中，以及更丰富的程序操作。

CGI脚本提供了LAMP架构中PHP任务 (我们的Pythonserver等价物LAMP中间Apache)。

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