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  • Python3基础之一 web框架的本质及自定义web框架(2)

list1 = [ ("/index/", index), ("/home/", home), ] while 1: # 等待连接 conn, add = sk.accept() data = conn.recv(8096) # 接收客户端发来的消息 # 从data中取到路径 data = str(data, encoding="utf8") # 把收到的字节类型的数据转换成字符串 # 按\r\n分割 data1 = data.split("\r\n")[0] url = data1.split()[1] # url是我们从浏览器发过来的消息中分离出的访问路径 conn.send(b'HTTP/1.1 200 OK\r\n\r\n') # 因为要遵循HTTP协议，所以回复的消息也要加状态行 # 根据不同的路径返回不同内容 func = None # 定义一个保存将要执行的函数名的变量 for i in list1: if i[0] == url: func = i[1] break if func: response = func(url) else: response = b"404 not found!" # 返回具体的响应消息 conn.send(response) conn.close()

　　这八个框架让大家满意了吧，这下子明白整个web框架的原理了吧，哈哈，但是我们写的框架还是太low了，不够强壮，那别人已经开发好了很多nb的框架了，如：Django、Flask、Tornado等等，我们学学怎么用就可以啦，但是注意一个问题，我们在里面获取路径的时候，我们是按照\r\n来分割然后再通过空格来分割获取到的路径，但是如果不是http协议的话，你自己要注意消息格式了。

　　接下来我们看一个别人写好的模块来搞的web框架，这个模块叫做wsgiref

九、wsgiref模块版web框架

　　　　wsgiref模块其实就是将整个请求信息给封装了起来，就不需要你自己处理了，假如它将所有请求信息封装成了一个叫做request的对象，那么你直接request.path就能获取到用户这次请求的路径，request.method就能获取到本次用户请求的请求方式(get还是post)等，那这个模块用起来，我们再写web框架是不是就简单了好多啊。

　　　　对于真实开发中的python web程序来说，一般会分为两部分：服务器程序和应用程序。

　　　　服务器程序负责对socket服务器进行封装，并在请求到来时，对请求的各种数据进行整理。

　　　　应用程序则负责具体的逻辑处理。为了方便应用程序的开发，就出现了众多的Web框架，例如：Django、Flask、web.py 等。不同的框架有不同的开发方式，但是无论如何，开发出的应用程序都要和服务器程序配合，才能为用户提供服务。

　　　　这样，服务器程序就需要为不同的框架提供不同的支持。这样混乱的局面无论对于服务器还是框架，都是不好的。对服务器来说，需要支持各种不同框架，对框架来说，只有支持它的服务器才能被开发出的应用使用。最简单的Web应用就是先把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。如果要动态生成HTML，就需要把上述步骤自己来实现。不过，接受HTTP请求、解析HTTP请求、发送HTTP响应都是苦力活，如果我们自己来写这些底层代码，还没开始写动态HTML呢，就得花个把月去读HTTP规范。

正确的做法是底层代码由专门的服务器软件实现，我们用Python专注于生成HTML文档。因为我们不希望接触到TCP连接、HTTP原始请求和响应格式，所以，需要一个统一的接口协议来实现这样的服务器软件，让我们专心用Python编写Web业务。

　　　　这时候，标准化就变得尤为重要。我们可以设立一个标准，只要服务器程序支持这个标准，框架也支持这个标准，那么他们就可以配合使用。一旦标准确定，双方各自实现。这样，服务器可以支持更多支持标准的框架，框架也可以使用更多支持标准的服务器。

　　　　WSGI（Web Server Gateway Interface）就是一种规范，它定义了使用Python编写的web应用程序与web服务器程序之间的接口格式，实现web应用程序与web服务器程序间的解耦。

　　　　常用的WSGI服务器有uwsgi、Gunicorn。而Python标准库提供的独立WSGI服务器叫wsgiref，Django开发环境用的就是这个模块来做服务器。

　　　　

　　　　好，接下来我们就看一下（能理解就行，了解就可以了）：先看看wsfiref怎么使用

from wsgiref.simple_server import make_server
# wsgiref本身就是个web框架，提供了一些固定的功能（请求和响应信息的封装，不需要我们自己写原生的socket了也不需要咱们自己来完成请求信息的提取了，提取起来很方便）
#函数名字随便起
def application(environ, start_response):
    '''
    :param environ: 是全部加工好的请求信息，加工成了一个字典，通过字典取值的方式就能拿到很多你想要拿到的信息
    :param start_response: 帮你封装响应信息的（响应行和响应头），注意下面的参数
    :return:
    '''
    start_response('200 OK', [('Content-Type', 'text/html'),('k1','v1')])
    print(environ)
    print(environ['PATH_INFO'])  #输入地址127.0.0.1:8000，这个打印的是'/',输入的是127.0.0.1:8000/index，打印结果是'/index'
    return [b'<h1>Hello, web!</h1>']

#和咱们学的socketserver那个模块很像啊
httpd = make_server('127.0.0.1', 8080, application)

print('Serving HTTP on port 8080...')
# 开始监听HTTP请求:
httpd.serve_forever()

　　

　　　　来一个完整的web项目，用户登录认证的项目，我们需要连接数据库了，所以先到mysql数据库里面准备一些表和数据

mysql> create database db1;
Query OK, 1 row affected (0.00 sec)

mysql> use db1;
Database changed
mysql> create table userinfo(id int primary key auto_increment,username char(20) not null unique,password char(20) not null);
Query OK, 0 rows affected (0.23 sec)

mysql> insert into userinfo(username,password) values('chao','666'),('sb1','222');
Query OK, 2 rows affected (0.03 sec)
Records: 2  Duplicates: 0  Warnings: 0

mysql> select * from userinfo;
+----+----------+----------+
| id | username | password |
+----+----------+----------+
|  1 | chao     | 666      |
|  2 | sb1      | 222      |
+----+----------+----------+
2 rows in set (0.00 sec)

　　　　然后再创建这么几个文件：

　　　　python文件名称webmodel.py，内容如下：

#创建表，插入数据
def createtable():
    import pymysql
    conn = pymysql.connect(
        host='127.0.0.1',
        port=3306,
        user='root',
        password='666',
        database='db1',
        charset='utf8'
    )
    cursor = conn.cursor(pymysql.cursors.DictCursor)
    sql = '''
        -- 创建表
        create table userinfo(id int primary key auto_increment,username char(20) not null unique,password char(20) not null);
        -- 插入数据
        insert into userinfo(username,password) values('chao','666'),('sb1','222');
    '''
    cursor.execute(sql)
    conn.commit()
    cursor.close()
    conn.close()

　　　　python的名为webauth文件，内容如下：

#对用户名和密码进行验证
def auth(username,password):
    import pymysql
    conn = pymysql.connect(
        host='127.0.0.1',
        port=3306,
        user='root',
        password='123',
        database='db1',
        charset='utf8'
    )
    print('userinfo',username,password)
    cursor = conn.cursor(pymysql.cursors.DictCursor)
    sql = 'select * from userinfo where username=%s and password=%s;'
    res = cursor.execute(sql, [username, password])
    if res:
        return True
    else:
        return False

　　　　用户输入用户名和密码的文件，名为web.html，内容如下：

<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
    <meta charset="UTF-8">
    <title>Title</title>
</head>
<body>
<!--如果form表单里面的action什么值也没给，默认是往当前页面的url上提交你的数据，所以我们可以自己指定数据的提交路径-->
<!--<form action="http://127.0.0.1:8080/auth/" method="post">-->
<form action="http://127.0.0.1:8080/auth/" method="get">
    用户名<input type="text" name="username">
    密码 <input type="password" name="password">
    <input type="submit">
</form>

<script>

</script>
</body>
</html>

　　　　用户验证成功后跳转的页面，显示成功，名为websuccess.html，内容如下：

<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
    <meta charset="UTF-8">
    <title>Title</title>
    <style>
        h1{
            color:red;
        }
    </style>
</head>
<body>
<h1>宝贝儿，恭喜你登陆成功啦</h1>


</body>
</html>

　　　　python服务端代码(主逻辑代码)，名为web_python.py：

from urllib.parse import parse_qs
from wsgiref.simple_server import make_server
import webauth
def application(environ, start_response):

    # start_response('200 OK', [('Content-Type', 'text/html'),('k1','v1')])
    # start_response('200 OK', [('Content-Type', 'text/html'),('charset','utf-8')])
    start_response('200 OK', [('Content-Type', 'text/html')])
    print(environ)
    print(environ['PATH_INFO'])
    path = environ['PATH_INFO']
    #用户获取login页面的请求路径
    if path == '/login':
        with open('web.html','rb') as f:
            data = f.read()
    #针对form表单提交的auth路径，进行对应的逻辑处理
    elif path == '/auth/':
        #登陆认证
        #1.获取用户输入的用户名和密码

        #2.去数据库做数据的校验，查看用户提交的是否合法
        # user_information = environ['']
        if environ.get("REQUEST_METHOD") == "POST":
            #获取请求体数据的长度,因为提交过来的数据需要用它来提取,注意POST请求和GET请求的获取数据的方式不同
            try:
                request_body_size = int(environ.get('CONTENT_LENGTH', 0))
            except (ValueError):
                request_body_size = 0
            #POST请求获取数据的方式
            request_data = environ['wsgi.input'].read(request_body_size)
            print('>>>>>',request_data) # >>>>> b'username=chao&password=123'，是个bytes类型数据
            print('?????',environ['QUERY_STRING']) #????? 空的，因为post请求只能按照上面这种方式取数据
            #parse_qs可以帮我们解析数据
            re_data = parse_qs(request_data)
            print('拆解后的数据',re_data) #拆解后的数据 {b'password': [b'123'], b'username': [b'chao']}            #post请求的返回数据我就不写啦　　　　　　  pass
        if environ.get("REQUEST_METHOD") == "GET":
            #GET请求获取数据的方式，只能按照这种方式取
            print('?????',environ['QUERY_STRING']) #????? username=chao&password=123,是个字符串类型数据
            request_data = environ['QUERY_STRING']

            # parse_qs可以帮我们解析数据
            re_data = parse_qs(request_data)
            print('拆解后的数据', re_data) #拆解后的数据 {'password': ['123'], 'username': ['chao']}
            username = re_data['username'][0]
            password = re_data['password'][0]
            print(username,password)
            #进行验证：
            status = webauth.auth(username,password)
            if status:
            # 3.将相应内容返回
                with open('websuccess.html','rb') as f:
                    data = f.read()
            else:
                data = b'auth error'
        # 但是不管是post还是get请求都不能直接拿到数据，拿到的数据还需要我们来进行分解提取，所以我们引入urllib模块来帮我们分解



        #注意昂，我们如果直接返回中文，没有给浏览器指定编码格式，默认是gbk，所以我们需要gbk来编码一下，浏览器才能识别
        # data='登陆成功！'.encode('gbk')
    else:
        data = b'sorry 404!,not found the page'
    return [data]



#和咱们学的socketserver那个模块很像啊
httpd = make_server('127.0.0.1', 8080, application)

print('Serving HTTP on port 8080...')
# 开始监听HTTP请求:
httpd.serve_forever()

　　　　把代码拷走，创建文件，放到同一个目录下，运行一下we_python.py文件的代码就能看到效果，注意先输入的网址是127.0.0.1:8080/login ，还要注意你的mysql数据库没有问题。

　　　　　img

十、起飞版web框架

　　　　我们上一个web框架把所有的代码都写在了一个py文件中，我们拆到其他文件里面去，并且针对不用的路径来进行分发请求的时候都用的if判断，很多值得优化的地方，好，结合我们前面几个版本的优势我们来优化一下，分几个文件和文件夹

　　　　代码就不在博客上都列出来了，我打包放到百度云上了，大家去下载看看把：https://pan.baidu.com/s/1Ns5QHFpZGusGHuHzrCto3A

　　　

　　将来要说的MVC框架是什么呢：

　　　　M：model.py 就是和数据库打交道用的，创建表等操作

　　　　V：View 视图（视图函数，html文件）

　　　　C：controller 控制器（其实就是我百度云代码里面那个urls文件里面的内容，url（路径）分发与视图函数的逻辑处理）

　　Django叫做MTV框架

　　　　M：model.py 就是和数据库打交道用的，创建表等操作（和上面一样）

　　　　T：templates 存放HTML文件的

　　　　V：View 视图函数（逻辑处理）

　　　　其实你会发现MTV比MVC少一个url分发的部分

　　　　所以我们学的django还要学一个叫做url控制器（路径分发）的东西，MTV+url控制器就是我们django要学的内容。 　　　　

　　捋一下框架的整个流程吧~~~

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二 模板渲染JinJa2

　　上面的代码实现了一个简单的动态页面(字符串替换)，我完全可以从数据库中查询数据，然后去替换我html中的对应内容（专业名词叫做模板渲染，你先渲染一下，再给浏览器进行渲染），然后再发送给浏览器完成渲染。 这个过程就相当于HTML模板渲染数据。 本质上就是HTML内容中利用一些特殊的符号来替换要展示的数据。 我这里用的特殊符号是我定义的，其实模板渲染有个现成的工具： jinja2　　

　　下载：

pip install jinja2

　　来一个html文件，index2,html，内容如下：

<!DOCTYPE html>
<html lang="zh-CN">
<head>
  <meta charset="UTF-8">
  <meta http-equiv="x-ua-compatible" content="IE=edge">
  <meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1">
  <title>Title</title>
</head>
<body>
    <h1>姓名：{{name}}</h1>
    <h1>爱好：</h1>
    <ul>
        {% for hobby in hobby_list %}
        <li>{{hobby}}</li>
        {% endfor %}
    </ul>
</body>
</html>

　　使用jinja2渲染index2.html文件，创建一个python文件，代码如下：

from wsgiref.simple_server import make_server
from jinja2 import Template


def index():
    with open("index2.html", "r",encoding='utf-8') as f:
        data = f.read()
    template = Template(data)  # 生成模板文件
    ret = template.render({"name": "于谦", "hobby_list": ["烫头", "泡吧"]})  # 把数据填充到模板里面
    return [bytes(ret, encoding="utf8"), ]


# 定义一个url和函数的对应关系
URL_LIST = [
    ("/index/", index),
]

def run_server(environ, start_response):
    start_response('200 OK', [('Content-Type', 'text/html;charset=utf8'), ])  # 设置HTTP响应的状态码和头信息
    url = environ['PATH_INFO']  # 取到用户输入的url
    func = None  # 将要执行的函数
    for i in URL_LIST:
        if i[0] == url:
            func = i[1]  # 去之前定义好的url列表里找url应该执行的函数
            break
    if func:  # 如果能找到要执行的函数
        return func()  # 返回函数的执行结果
    else:
        return [bytes("404没有该页面", encoding="utf8"), ]


if __name__ == '__main__':
    httpd = make_server('', 8000, run_server)
    print("Serving HTTP on port 8000...")
    httpd.serve_forever()

　　现在的数据是我们自己手写的，那可不可以从数据库中查询数据，来填充页面呢？

　　使用pymysql连接数据库：

conn = pymysql.connect(host="127.0.0.1", port=3306, user="root", passwd="xxx", db="xxx", charset="utf8")
cursor = conn.cursor(cursor=pymysql.cursors.DictCursor)
cursor.execute("select name, age, department_id from userinfo")
user_list = cursor.fetchall()
cursor.close()
conn.close()

　　创建一个测试的user表：

CREATE TABLE user(
  id int auto_increment PRIMARY KEY,
  name CHAR(10) NOT NULL,
  hobby CHAR(20) NOT NULL
)engine=innodb DEFAULT charset=UTF8;

　　模板的原理就是字符串替换，我们只要在HTML页面中遵循jinja2的语法规则写上，其内部就会按照指定的语法进行相应的替换，从而达到动态的返回内容。

　　

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三 MVC和MTV框架

MVC

　　Web服务器开发领域里著名的MVC模式，所谓MVC就是把Web应用分为模型(M)，控制器(C)和视图(V)三层，他们之间以一种插件式的、松耦合的方式连接在一起，模型负责业务对象与数据库的映射(ORM)，视图负责与用户的交互(页面)，控制器接受用户的输入调用模型和视图完成用户的请求，其示意图如下所示：

img

MTV

　　Django的MTV模式本质上和MVC是一样的，也是为了各组件间保持松耦合关系，只是定义上有些许不同，Django的MTV分别是值：

  • M 代表模型（Model）： 负责业务对象和数据库的关系映射(ORM)。
  • T 代表模板 (Template)：负责如何把页面展示给用户(html)。
  • V 代表视图（View）： 负责业务逻辑，并在适当时候调用Model和Template。

　　除了以上三层之外，还需要一个URL分发器，它的作用是将一个个URL的页面请求分发给不同的View处理，View再调用相应的Model和Template，MTV的响应模式如下所示：

　　img

　　一般是用户通过浏览器向我们的服务器发起一个请求(request)，这个请求回去访问视图函数，（如果不涉及到数据调用，那么这个时候视图函数返回一个模板也就是一个网页给用户），视图函数调用模型，模型去数据库查找数据，然后逐级返回，视图函数把返回的数据填充到模板中空格中，最后返回网页给用户。

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四 Django下载安装

Django官网下载页面

1、下载Django：

pip3 install django==1.11.9

2、创建一个django project

django-admin startproject mysite   创建了一个名为"mysite"的Django 项目：

　　img

　　当前目录下会生成mysite的工程，目录结构如下：（大家注意昂，pip下载下来的django你就理解成一个模块，而不是django项目，这个模块可以帮我们创建django项目）

​ 　　img

  • manage.py ----- Django项目里面的工具，通过它可以调用django shell和数据库，启动关闭项目与项目交互等，不管你将框架分了几个文件，必然有一个启动文件，其实他们本身就是一个文件。
  • settings.py ---- 包含了项目的默认设置，包括数据库信息，调试标志以及其他一些工作的变量。
  • urls.py ----- 负责把URL模式映射到应用程序。
  • wsgi.py ---- runserver命令就使用wsgiref模块做简单的web server，后面会看到renserver命令，所有与socket相关的内容都在这个文件里面了，目前不需要关注它。

　　

 python manage.py runserver 127.0.0.1:8080  #此时已经可以启动django项目了，只不过什么逻辑也没有呢

　　你会发现，上面没有什么view视图函数的文件啊，这里我们说一个应用与项目的关系，上面我们只是创建了一个项目，并没有创建应用，以微信来举例，微信是不是一个大的项目，但是微信里面是不是有很多个应用，支付应用、聊天应用、朋友圈、小程序等这些在一定程度上都是相互独立的应用，也就是说一个大的项目里面可以有多个应用，也就是说项目是包含应用的，它没有将view放到这个项目目录里面是因为它觉得，一个项目里面可以有多个应用，而每个应用都有自己这个应用的逻辑内容，所以他觉得这个view应该放到应用里面，比如说我们的微信，刚才说了几个应用，这几个应用的逻辑能放到一起吗，放到一起是不是就乱套啦，也不好管理和维护，所以这些应用的逻辑都分开来放，它就帮我们提炼出来了，提炼出来一个叫做应用的东西，所以我们需要来创建这个应用。

　　　　

3、在mysite目录下创建应用

python manage.py startapp blog   #通过执行manage.py文件来创建应用，执行这句话一定要注意，你应该在这个manage.py的文件所在目录下执行这句话，因为其他目录里面没有这个文件
python manage.py startapp blog2  #每个应用都有自己的目录，每个应用的目录下都有自己的views.py视图函数和models.py数据库操作相关的文件

​ 　　 img

　　我们现在只需要看其中两个文件

　　　　models.py ：之前我们写的那个名为model的文件就是创建表用的，这个文件就是存放与该app(应用)相关的表结构的

　　　　views.py ：存放与该app相关的视图函数的

4、启动django项目

python manage.py runserver 8080   # python manage.py runserver 127.0.0.1:8080，本机就不用写ip地址了 如果连端口都没写，默认是本机的8000端口

​ 这样我们的django就启动起来了！当我们访问：http://127.0.0.1:8080/时就可以看到：

​ img

学习Django，我们就学上面的这些文件，怎么在MTV+url分发的功能下来使用。

最后我们说一下，其实我们将来创建django项目，很少用命令行了，就用pycharm来创建，怎么创建呢？看图：

　　img

　　img

　　　　看项目目录：

　　　　img

五 基于Django实现一个简单的示例

现在实现一个用户输入一个timer路径，返回一个含有当前时间的页面，想想怎么做？用户输入网址-->路径-->函数-->返回数据(文件)

url控制器（第一步就找它）

django 1.11.9版本的url写法：from django.conf.urls import urlfrom django.contrib import adminfrom crm import viewsurlpatterns = [    url(r'^admin/', admin.site.urls),    url(r'^index/', views.index),]
下面是django2.x版本的url写法，不太一样了，但是兼容1.x的，不过我们现在还是主要说1.xx版本的，所以写url的时候按照上的方式写。from django.contrib import admin
from django.urls import path

#找对应的函数，是哪个app里面的函数
from app01 import views

urlpatterns = [
    path('admin/', admin.site.urls), #这个先不用管，后面会学
    path('index/',views.index),
]

　　视图

from django.shortcuts import render,HttpResponse

# Create your views here.
#逻辑和返回数据
def index(request):

    import datetime
    now=datetime.datetime.now()
    ctime=now.strftime("%Y-%m-%d %X")
　　 #return HttpResponse('哈哈，好玩吗？')
    return render(request,"index.html",{"ctime":ctime}) #render，渲染html页面文件并返回给浏览器

　　模板

<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
    <meta charset="UTF-8">
    <title>Title</title>
</head>
<body>

<h4>当前时间:{{ ctime }}</h4>

</body>
</html>

　　通过pycharm来运行项目：

　　　　img

　　　　看控制台：

　　　　img

　　执行效果如下：

　　　　img

有同学说：我想自己配置启动的端口怎么搞啊：

　　img

　　　　img

　　 　　

　　还有一点说一下昂，在settings配置文件里面有关于templates(放html文件的配置)：

TEMPLATES = [
    {
        'BACKEND': 'django.template.backends.django.DjangoTemplates',
        'DIRS': [os.path.join(BASE_DIR, 'templates')] #有些版本的django没有写这个，自己写一下，就是配置一个django找html文件的路径，render方法就来这里找html文件
        ,
        'APP_DIRS'