怎么應用原始Python服務器

這篇文章主要介紹“怎么應用原始Python服務器”，在日常操作中，相信很多人在怎么應用原始Python服務器問題上存在疑惑，小編查閱了各式資料，整理出簡單好用的操作方法，希望對大家解答”怎么應用原始Python服務器”的疑惑有所幫助！接下來，請跟著小編一起來學習吧！

在當今Python服務器框架 (framework, 比如Django, Twisted, web.py等等) 橫行的時代，從底層的socket開始寫服務器似乎是一個出力不討好的笨方法。框架的意義在于掩蓋底層的細節，提供一套對于開發人員更加友好的API，并處理諸如MVC的布局問題。框架允許我們快速的構建一個成型而且成熟的Python服務器。然而，框架本身也是依賴于底層(比如socket)。對于底層socket的了解，不僅可以幫助我們更好的使用框架，更可以讓我們明白框架是如何設計的。更進一步，如果擁有良好的底層socket編程知識和其他系統編程知識，你完全可以設計并開發一款自己的框架。如果你可以從底層socket開始，實現一個完整的Python服務器，支持用戶層的協議，并處理好諸如MVC(Model-View-Control)、多線程(threading)等問題，并整理出一套清晰的函數或者類，作為接口(API)呈現給用戶，你就相當于設計了一個框架。

socket接口是實際上是操作系統提供的系統調用。socket的使用并不局限于Python語言，你可以用C或者JAVA來寫出同樣的socket服務器，而所有語言使用socket的方式都類似(Apache就是使用C實現的服務器)。而你不能跨語言的使用框架。框架的好處在于幫你處理了一些細節，從而實現快速開發，但同時受到Python本身性能的限制。我們已經看到，許多成功的網站都是利用動態語言(比如Python, Ruby或者PHP，比如twitter和facebook)快速開發，在網站成功之后，將代碼轉換成諸如C和JAVA這樣一些效率比較高的語言，從而讓服務器能更有效率的面對每天億萬次的請求。在這樣一些時間，底層的重要性，就遠遠超過了框架。

TCP/IP和socket

我們需要對網絡傳輸，特別是TCP/IP協議和socket有一定的了解。socket是進程間通信的一種方法 (參考 Linux進程間通信)，它是基于網絡傳輸協議的上層接口。socket有許多種類型，比如基于TCP協議或者UDP協議(兩種網絡傳輸協議)。其中又以TCP socket最為常用。TCP socket與 雙向管道(duplex PIPE)有些類似，一個進程向socket的一端寫入或讀取 文本流，而另一個進程可以從socket的另一端讀取或寫入，比較特別是，這兩個建立socket通信的進程可以分別屬于兩臺不同的計算機。所謂的TCP協議，就是規定了一些通信的守則，以便在網絡環境下能夠有效實現上述進程間通信過程。雙向管道(duplex PIPE)存活于同一臺電腦中，所以不必區分兩個進程的所在計算機的地址，而socket必須包含有地址信息，以便實現網絡通信。一個socket包含四個地址信息: 兩臺計算機的IP地址和兩個進程所使用的端口(port)。IP地址用于定位計算機，而port用于定位進程 (一臺計算機上可以有多個進程分別使用不同的端口)。

一個TCP socket連接的網絡

TCP socket

在互聯網上，我們可以讓某臺計算機作為服務器。服務器開放自己的端口，被動等待其他計算機連接。當其他計算機作為客戶，主動使用socket連接到服務器的時候，服務器就開始為客戶提供服務。

在Python中，我們使用標準庫中的socket包來進行底層的socket編程。

首先是服務器端，我們使用bind()方法來賦予socket以固定的地址和端口，并使用listen()方法來被動的監聽該端口。當有客戶嘗試用connect()方法連接的時候，服務器使用accept()接受連接，從而建立一個連接的socket：

# Written by Vamei# Server sideimport socket
# AddressHOST = 
''PORT = 8000reply = 
'Yes'

# Configure sockets      = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
s.bind((HOST, PORT))
# passively wait, 3: maximum number of connections in the queues.listen(3)
# accept and establish connectionconn, addr = s.accept()
# receive messagerequest    = conn.recv(1024)

print 'request is: ',requestprint 'Connected by', addr
# send messageconn.sendall(reply)
# close connectionconn.close()

socket.socket()創建一個socket對象，并說明socket使用的是IPv4(AF_INET，IP version 4)和TCP協議(SOCK_STREAM)。

然后用另一臺電腦作為客戶，我們主動使用connect()方法來搜索服務器端的IP地址(在Linux中，你可以用$ifconfig來查詢自己的IP地址)和端口，以便客戶可以找到服務器，并建立連接:

# Written by Vamei# Client sideimport socket
# AddressHOST = 
'172.20.202.155'PORT = 8000request = 
'can you hear me?'
# configure sockets       = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
s.connect((HOST, PORT))
# send messages.sendall(request)
# receive messagereply   = s.recv(1024)print 'reply is: ',reply
# close connections.close()

在上面的例子中，我們對socket的兩端都可以調用recv()方法來接收信息，調用sendall()方法來發送信息。這樣，我們就可以在分處于兩臺計算機的兩個進程間進行通信了。當通信結束的時候，我們使用close()方法來關閉socket連接。

(如果沒有兩臺計算機做實驗，也可以將客戶端IP想要connect的IP改為"127.0.0.1"，這是個特殊的IP地址，用來連接當地主機。)

基于TCP socket的HTTP服務器

上面的例子中，我們已經可以使用TCP socket來為兩臺遠程計算機建立連接。然而，socket傳輸自由度太高，從而帶來很多安全和兼容的問題。我們往往利用一些應用層的協議(比如HTTP協議)來規定socket使用規則，以及所傳輸信息的格式。

HTTP協議利用請求-回應(request-response)的方式來使用TCP socket。客戶端向服務器發一段文本作為request，服務器端在接收到request之后，向客戶端發送一段文本作為response。在完成了這樣一次request-response交易之后，TCP socket被廢棄。下次的request將建立新的socket。request和response本質上說是兩個文本，只是HTTP協議對這兩個文本都有一定的格式要求。

request-response cycle

現在，我們寫出一個HTTP服務器端：

HOST = = 8000text_content = f = open(,= = pic_content +s    =
    s.listen(3== conn.recv(1024= request.split( = request.split( )[1
     method == 
         src == =: content =  
    conn.close()

深入HTTP服務器程序

如我們上面所看到的，服務器會根據request向客戶傳輸的兩條信息text_content和pic_content中的一條，作為response文本。整個response分為起始行(start line), 頭信息(head)和主體(body)三部分。起始行就是第一行:

HTTP/1.x 200 OK

它實際上又由空格分為三個片段，HTTP/1.x表示所使用的HTTP版本，200表示狀態(status code)，200是HTTP協議規定的，表示服務器正常接收并處理請求，OK是供人來閱讀的status code。

頭信息跟隨起始行，它和主體之間有一個空行。這里的text_content或者pic_content都只有一行的頭信息，text_content用來表示主體信息的類型為html文本：

Content-Type: text/html

而pic_content的頭信息(Content-Type: image/jpg)說明主體的類型為jpg圖片(image/jpg)。

主體信息為html或者jpg文件的內容。

(注意，對于jpg文件，我們使用'rb'模式打開，是為了與windows兼容。因為在windows下，jpg被認為是二進制(binary)文件，在UNIX系統下，則不需要區分文本文件和二進制文件。)

我們并沒有寫客戶端程序，后面我們會用瀏覽器作為客戶端。request由客戶端程序發給服務器。盡管request也可以像response那樣分為三部分，request的格式與response的格式并不相同。request由客戶發送給服務器，比如下面是一個request：

GET /test.jpg HTTP/1.x
Accept: text/*

起始行可以分為三部分，第一部分為請求方法(request method)，第二部分是URL，第三部分為HTTP版本。request method可以有GET， PUT， POST， DELETE， HEAD。最常用的為GET和POST。GET是請求服務器發送資源給客戶，POST是請求服務器接收客戶送來的數據。當我們打開一個網頁時，我們通常是使用GET方法；當我們填寫表格并提交時，我們通常使用POST方法。第二部分為URL，它通常指向一個資源(服務器上的資源或者其它地方的資源)。像現在這樣，就是指向當前服務器的當前目錄的test.jpg。

按照HTTP協議的規定，服務器需要根據請求執行一定的操作。正如我們在服務器程序中看到的，我們的Python程序先檢查了request的方法，隨后根據URL的不同，來生成不同的response(text_content或者pic_content)。隨后，這個response被發送回給客戶端。

使用瀏覽器實驗

為了配合上面的服務器程序，我已經在放置Python程序的文件夾里，保存了一個test.jpg圖片文件。我們在終端運行上面的Python程序，作為服務器端，再打開一個瀏覽器作為客戶端。(如果有時間，你也完全可以用Python寫一個客戶端。原理與上面的TCP socket的客戶端程序相類似。)

在瀏覽器的地址欄輸入:

127.0.0.1:8000

(當然，你也可以用令一臺電腦，并輸入服務器的IP地址。) 我得到下面的結果:

OK，我已經有了一個用Python實現的，并從socket寫起的服務器了。

從終端，我們可以看到，瀏覽器實際上發出了兩個請求。第一個請求為 (關鍵信息在起始行，這一個請求的主體為空):

GET / HTTP/1.1
Host: 127.0.0.1:8000
User-Agent: Mozilla/5.0 (X11; Ubuntu; Linux x86_64; rv:14.0) Gecko/20100101 Firefox/14.0.1
Accept: text/html,application/xhtml+xml,application/xml;q=0.9,*/*;q=0.8
Accept-Language: en-us,en;q=0.5
Accept-Encoding: gzip, deflate
Connection: keep-alive

我們的Python程序根據這個請求，發送給服務器text_content的內容。

瀏覽器接收到text_content之后，發現正文的html文本中有<IMG src="text.jpg" />，知道需要獲得text.jpg文件來補充為圖片，立即發出了第二個請求:

GET /test.jpg HTTP/1.1
Host: 127.0.0.1:8000
User-Agent: Mozilla/5.0 (X11; Ubuntu; Linux x86_64; rv:14.0) Gecko/20100101 Firefox/14.0.1
Accept: image/png,image/*;q=0.8,*/*;q=0.5
Accept-Language: en-us,en;q=0.5
Accept-Encoding: gzip, deflate
Connection: keep-alive
Referer: http://127.0.0.1:8000/

我們的Python程序分析過起始行之后，發現/test.jpg符合if條件，所以將pic_content發送給客戶。

最后，瀏覽器根據html語言的語法，將html文本和圖畫以適當的方式顯示出來。

到此，關于“怎么應用原始Python服務器”的學習就結束了，希望能夠解決大家的疑惑。理論與實踐的搭配能更好的幫助大家學習，快去試試吧！若想繼續學習更多相關知識，請繼續關注億速云網站，小編會繼續努力為大家帶來更多實用的文章！