為了提高Python網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的可移植性，Python社區(qū)在PEP 333中提出了Web服務(wù)器網(wǎng)關(guān)接口(WSGI，Web Server Gateway Interface)。
WSGL標準就是添加了一層中間層。通過這一個中間層，用Python編寫的HTTP服務(wù)就能夠與任何Web服務(wù)器進行交互了。現(xiàn)在，WSGI已經(jīng)成為了使用Python進行HTTP操作的標準方法。
按照標準的定義，WSGI應(yīng)用程序是可以被調(diào)用的，并且有兩個輸入?yún)?shù)。
1、WSGI
下面是第一段代碼，第一個參數(shù)是environ，用于接收一個字典，字典中提供的鍵值對是舊式的CGI環(huán)境集合的拓展。第二個參數(shù)本身也是可以被調(diào)用的，習(xí)慣上會將其命名為start_response()，WSGI應(yīng)用程序通過這個參數(shù)來聲明響應(yīng)頭信息。
# 用WSGI應(yīng)用形式編寫的簡單HTTP服務(wù)。
#!/usr/bin/env python3
# A simple HTTP service built directly against the low-level WSGI spec.
from pprint import pformat
from wsgiref.simple_server import make_server
def App(environ, start_response):
headers = {'Content-Type': 'text/plain; charset=utf-8'}
start_response('200 OK', list(headers.items()))
yield 'Here is the WSGI environment:
'.encode('utf-8')
yield pformat(environ).encode('utf-8')
if __name__ == '__main__':
httpd = make_server('', 8000, app)
host, port = httpd.socket.getsockname()
print('Serving on', host, 'port', port)
httpd.serve_forever()
上述只是一個簡單的情況。但是在編寫服務(wù)器程序時，復(fù)雜度就大大提升了。這是因為要完全考慮標準中的描述的許多注意點和邊界情況。
2、前向代理與反向代理
無論前向代理還是反向代理，HTTP代理其實就是一個HTTP服務(wù)器，用于接收請求，然后對接收到的請求(至少是部分請求)進行轉(zhuǎn)發(fā)。轉(zhuǎn)發(fā)請求時代理會扮演客戶端的角色，將轉(zhuǎn)發(fā)的HTTP請求發(fā)送至真正的服務(wù)器，最后將從服務(wù)器接受到的響應(yīng)發(fā)揮扮演客戶端的角色，將轉(zhuǎn)發(fā)的請求發(fā)送至真正的服務(wù)器，最后將從服務(wù)器接受到的響應(yīng)發(fā)回給最初的客戶端。
下面是前向代理和反向代理的簡圖。
反向代理已經(jīng)廣泛應(yīng)用于大型的HTTP服務(wù)當中。反向代理是Web服務(wù)的一部分，對于HTTP客戶端并不可見。
3、四種架構(gòu)
架構(gòu)師一般都使用很多種復(fù)雜的機制來將多個子模塊組合建成一個HTTP服務(wù)。現(xiàn)在在Python社區(qū)中，已經(jīng)形成了4種基本的模式。如果已經(jīng)編寫了用于生成動態(tài)內(nèi)容的Python代碼，并且已經(jīng)選擇了某個支持WSGI的API或框架，應(yīng)該如何將HTTP服務(wù)部署到線上呢?
運行一個使用Python編寫的服務(wù)器，服務(wù)器的代碼中可以直接調(diào)用WSGI接口。現(xiàn)在最流行的是Green Unicorn(Gunicorn)服務(wù)器，不過也有其他已經(jīng)可以用于生產(chǎn)環(huán)境的純Python服務(wù)器。
配置mod_wsgi并運行Apache，在一個獨立的WSFIDaemonProcess中運行Python代碼，由mod_wsgi啟動守護進程。
在后端運行一個類似于Gunicorn的Python HTTP服務(wù)器(或者支持所選異步框架的任何服務(wù)器)，然后在前端運行一個既能返回靜態(tài)文件，又能對Python編寫的動態(tài)資源服務(wù)進行反向代理的Web服務(wù)器。
在最前端運行一個純粹的反向代理(如Varnish)，在該反向代理后端運行Apache或者Nginx，在后端運行Python編寫的HTTP服務(wù)器。這是一個三層的架構(gòu)。這些反向代理可以分布在不同的地理位置，這樣子就能夠?qū)㈦x客戶端最近的反向代理上的緩存資源返回給發(fā)送請求的客戶端。
長期以來，對這4個架構(gòu)的選擇主要基于CPython的3個運行時的特性，即解釋器占用內(nèi)存大、解釋器運行慢、全局解釋器(GIL，Global Interpreter Lock)禁止多個線程同時運行Python字節(jié)碼。但同時帶來了內(nèi)存中只能載入一定數(shù)量的Python實例。
4、平臺即服務(wù)
這個概念的出現(xiàn)是因為現(xiàn)在的自動化部署、持續(xù)集成以及高性能大規(guī)模服務(wù)的相關(guān)技術(shù)的出現(xiàn)和處理有一些繁雜。所以有一些提供商提出了PaaS(Platform as a Service)，現(xiàn)在只需關(guān)心應(yīng)該如何打包自己的應(yīng)用程序，以便將自己的應(yīng)用部署到這些服務(wù)之上。
PaaS提供商會解決構(gòu)建和運行HTTP服務(wù)中的出現(xiàn)的各種煩心事。不需要再關(guān)心服務(wù)器，或者是提供IP地址之類的事情。
PaaS會根據(jù)客戶規(guī)模提供負載均衡器。只需要給PaaS提供商提供配置文件即可完成各種復(fù)雜的步驟。
現(xiàn)階段比較常用的有Heroku和Docker。
大多數(shù)PaaS提供商不支持靜態(tài)內(nèi)容，除非我們在Python應(yīng)用程序中實現(xiàn)了對靜態(tài)內(nèi)容的更多支持或者向容器中加入了Apache或ngnix。盡管我們可以將靜態(tài)資源和動態(tài)頁面的路徑放在兩個完全不同的URL空間內(nèi)，但是許多架構(gòu)師還是傾向于將兩者放在同一個名字空間內(nèi)。
5、不使用Web框架編寫WSGI可調(diào)用對象
下面第一段代碼是用于返回當前時間的原始WSGI可調(diào)用對象。
#!/usr/bin/env python3
# A simple HTTP service built directly against the low-level WSGI spec.
import time
def app(environ, start_response):
host = environ.get('HTTP_HOST', '127.0.0.1')
path = environ.get('PATH_INFO', '/')
if ':' in host:
host, port = host.split(':', 1)
if '?' in path:
path, query = path.split('?', 1)
headers = [('Content-Type', 'text/plain; charset=utf-8')]
if environ['REQUEST_METHOD'] != 'GET':
start_response('501 Not Implemented', headers)
yield b'501 Not Implemented'
elif host != '127.0.0.1' or path != '/':
start_response('404 Not Found', headers)
yield b'404 Not Found'
else:
start_response('200 OK', headers)
yield time.ctime().encode('ascii')
第一段比較冗長。下面使用第三方庫簡化原始WGSI的模式方法。
第一個示例是使用WebOb編寫的可調(diào)用對象返回當前時間。
#!/usr/bin/env python3
# A WSGI callable built using webob.
import time, webob
def app(environ, start_response):
request = webob.Request(environ)
if environ['REQUEST_METHOD'] != 'GET':
response = webob.Response('501 Not Implemented', status=501)
elif request.domain != '127.0.0.1' or request.path != '/':
response = webob.Response('404 Not Found', status=404)
else:
response = webob.Response(time.ctime())
return response(environ, start_response)
第二個是使用Werkzeug編寫的WSGI可調(diào)用對象返回當前時間。
#!/usr/bin/env python3
# A WSGI callable built using Werkzeug.
import time
from werkzeug.wrappers import Request, Response
@Request.application
def app(request):
host = request.host
if ':' in host:
host, port = host.split(':', 1)
if request.method != 'GET':
return Response('501 Not Implemented', status=501)
elif host != '127.0.0.1' or request.path != '/':
return Response('404 Not Found', status=404)
else:
return Response(time.ctime())
大家可以對比這兩個庫在簡化操作時的不同之處，Werkzeug是Flask框架的基礎(chǔ)。
