• 理解socket通信
• 理解WSGI协议
• 理解前端、服务器和后端应用的关系
• web框架搭建初步基础

• 基于python3.6语言编写
• 通过python内置包编写
• 此项目通过mini_web.py来实现web服务器基本功能,模拟Apache、Nginx、Lighttpd等这些常见的静态服务器响应web静态文件请求。
• 通过Application.py来构建web应用功能,模拟后端web框架等响应web动态请求。其中符合WSGI协议的服务器调用函数app由用户通过命令行启动时指定。本项目默认app函数。
• 本mini_web服务器启动方式:进入项目根目录:默认终端命令python mini_web.py 8888 Application:app来执行启动。用户可自定义一个与Application类似功能并满足WSGI协议的python包或者python文件,执行命令为:python mini_web.py 服务器端口号 应用框架名:应用名。
• 此项目默认URL以.py结尾的为动态文件进行演示。其他视为静态文件,由服务器进行请求响应。

• web应用本质:
  • 1.浏览器发送一个HTTP请求;
  • 2.服务器收到请求,生成一个HTML文档;
  • 3.服务器把HTML文档作为HTTP响应的Body发送给浏览器;
  • 4.浏览器收到HTTP响应,从HTTP Body取出HTML文档并显示。
• 最简单的web应用:先把HTML用文件保存好,用一个现成的HTTP服务器软件,接收用户请求,从文件中读取HTML,返回。例如静态服务器Apache、Nginx、Lighttpd,常常将网站一些常用的css、js、image等不会经常改变的文件放置于此,让用户可以快速访问。
• 动态文件请求:一般例如用户头像、信息等数据由静态服务器转发给后端应用,并根据动态请求具体内容,进行后端模板、数据库交互组装完成动态文件,并返回给静态服务器,由静态服务器交给浏览器,并最终显示给用户。这样做的目的就是更好的业务解耦——开发人员各司其职;服务器承载负担分解,减轻压力;相同网页结构只开发一次,减轻开发压力;满足用户个性化页面显示等。
• WSGI协议:Web Server Gateway Interface
• 满足WSGI协议的动态请求过程:

浏览器请求动态过程

• WSGI协议应用仅需要应用开发者实现一个函数来响应HTTP请求。例如:

def application(environ, start_response):
 start_response('200 OK', [('Content-Type', 'text/html')])
 return '<h1>Hello, web!</h1>'

该application函数便是一个符合WSGI标准的应用函数:
它接收两个参数environ、start_response.
environ:是一个包含所有HTTP请求信息的dict对象,由web服务器提供给后端应用。
start_response:一个由服务器提供的发送HTTP响应的函数,其第一个参数为请求响应状态码,第二个参数为其他发送给浏览器的响应头。
该application函数返回响应体等。
那么我们在application.py里只需要专注于解析environ这个字典类型对象,拿到合适的HTTP请求信息,
然后根据请求构造合适的动态HTML返回给服务器,并根据请求信息,告诉服务器回复浏览器何种响应头。

• WSGI协议的服务器首先应当应当实现web服务器最基本的功能:

  • 服务器端TCP通信建立、

  • 与浏览器的通信——请求响应、

  • 动静态请求的识别、

  • 动态资源请求转发给后端应用、

  • 静态资源请求读取并返回给浏览器。

• WSGI协议的服务器其次应当实现WSGI协议:

  • 在处理动态请求时,调用后端应用,并传给后端应用一个字典类型参数(里面包含请求信息)
  • 包含一个后端应用从WSGI服务器处引用的发送HTTP响应的函数
  • 接收后端应用的返回内容并根据网站默认设置组装后返回给浏览器。

• 本项目的服务器还需实现的功能:

  • 从终端启动命令中解析服务器端口号、应用框架名、应用名,并将其与实际应用对应并装载。

• 除此之外,本项目通过前端框架Bootstrap-4.0.0编写服务器测试文件,采用Bootstrap3.3.0编写动态资源模板文件。

• 服务器启动:

  • 解析出命令信息,并根据其导入应用框架和应用__import__和getattr

• 服务器类基本功能实现:

  • 初始化功能__init__
    • 创建服务器端套接字、绑定端口、监听设置等一系列操作socket
  • 永久启动功能run_forvever
    • 接收客户端请求后通过协程来建立调用浏览器请求处理措施
  • 浏览器请求处理deal_with_request
    • 接收请求数据并根据HTTP报文\r\n等请求头特点解析出请求路径信息
    • 解析请求路径正则分解出除域名外的其他信息
    • 根据信息判断是否为动态资源请求(本项目以.py结尾视为动态资源来演示)
    • 若为静态资源
      • 根据信息,判断读取相应的静态文件并返回给浏览器
      • 若不存在该文件,则返回ERROR
    • 若为动态资源
      • 调用后端应用,并将一个字典类型参数(请求信息)传递给后端应用
    • 所有操作响应后均立即关闭客户端套接字,以短连接socket操作。(也可以长连接套接字操作)
  • 后端应用引用的响应函数功能start_response
    • 网站默认设置
    • 请求头组装

• 应用端设计:

  • 应用接口函数app
    • 设置响应状态和指定的请求头信息,并调用服务器响应函数
    • 判断动态请求信息,调用合适的业务处理函数,完成后端应用处理。
  • 业务处理函数index、center
    • 处理并调用相应的信息返回给app

• 其他:

  • localhost:8888 默认显示PWS正常运行信息
  • localhost:8888/grand.html调用一个手风琴样式的风景网页来演示静态资源请求
  • localhost:8888/index.html也可实现静态资源请求,显示PWS正常运行页面
  • localhost:8888/index.py localhost:8888/center.py 调用一个股票收藏的页面来演示动态资源请求。