Python Web开发之WSGI

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Python Web开发之WSGI

Python Web开发之WSGI

      WSGI（全称Web Server Gate Interface，Web服务器网关接口）是Python为了规范和简化Web服务开发过程，定义了一种Web服务器和应用框架之间的简单而通用的接口标准规范，即规定了请求的URL到后台处理函数之间改如何实现。WSGI在Python Web开发中地位显著，但是仅通过它开发Web还是过于底层，应用较广的那些Django、Falsk等开发框架，都是在WSGI基础上抽象了一层，使得更加专注于业务应用设计，避免过多精力耗费在网络协议间的解析与转换。

请求过程

        Web 编程就是对HTTP协议的应用，我们能使用 socket 自制 web 服务器，但每次都需要自己处理协议的内容很烦琐，所以可以把HTTP协议的东西外包给专门的HTTP服务器软件，而 python 就只是单纯的负责处理业务，再通过 WSGI 把两者关联起来。

 如上图所示，常规流程如下：

浏览器到WSGI Server：浏览器发送的请求会先到WSGI Server；

environ：WSGI Server会将HTTP请求中的参数等信息封装到environ（一个字典）中；

WSGI Server到WSGI App：App就是我们自己编写的后台程序，每个URL会映射到对应的入口处理函数(或其他可调用对象），WSGI Server调用后台App时，会将environ和WSGI Server中自己的一个start_response函数注入到后台App中；

逻辑处理：后台函数（或其他可调用对象）需要接收environ和start_response，进行逻辑处理后返回一个可迭代对象，可迭代对象中的元素为HTTP正文；

WSGI App到WSGI Server：后台函数处理完后，会先调用start_response函数将HTTP状态码、报文头等信息（响应头）返回给WSGI Server，然后再将函数的返回值作为HTTP正文（响应body）返回给WSGI Server；

WSGI Server到浏览器：WSGI Server将从App中得到的所有信息封装为一个response返回给浏览器；

        从上述一系列流程可看出，WSGI web服务器，本质上是一个TCP服务器，监听在特定的端口上。支持HTTP协议，能够解析HTTP请求报文，能够按HTTP协议将响应数据封装为报文并返回给浏览器。实现了WSGI协议，该协议约定了和应用程序之间的接口，即url到app之间的映射。WSGI应用程序，遵从WSGI协议，本身是一个可调用对象，调用start_response，返回响应头部，返回包含正文的可迭代对象。

wsgiref库

        wsgiref是python的一个内置库，遵循WSGI接口服务协议规范。只需要简单几步的接口调用，就可以搭建一个建议web服务器，搭建如下：

                 Web服务搭建完成口，可直接浏览器访问，获取信息反馈如下：

 WSGI 演化

uwsgi：与WSGI一样是一种通信协议，是uWSGI服务器的独占协议，用于定义传输信息的类型(type of information)，每一个uwsgi packet前4byte为传输信息类型的描述，与WSGI协议是两种东西，据说该协议是fcgi协议的10倍快。使用C语言开发，会和底层接触的更好，配置也是比较方便。

uWSGI：是一个web服务器，实现了WSGI协议、uwsgi协议、http协议等。主要特点是：超快的性能、低内存占用、多app管理、详尽的日志功能（可以用来分析app的性能和瓶颈）、高度可定制（内存大小限制，服务一定次数后重启等）。

        本地开发及调试过程中，利用WSGI搭建localhost服务器即可满足需要。然而，实际生产环境需要满足更高的要求和多样化应用场景，单一的WSGI显然无法满足。

        当前二级结构，WSGI作为服务器，到了HTTP协议以及wsgi协议，Django应用作为application，实现了wsgi协议。当有客户端发来请求，WSGI服务接受请求，调用Django app得到相应，之后相应给浏览器。

        Django等web框架会自己附带一个wsgi服务器(这就是Django应用可以直接启动的原因)，但是这只是在开发阶段用到的，在生产环境是不够用的，所以用到性能高的uwsgi。

       Web部署后的实际生产环境中，uWSGI作为中间件，它用到了uwsgi协议(与nginx通信)，wsgi协议(调用Django app)。当浏览器发来请求，nginx先做处理(静态资源是nginx的强项)，无法处理的请求(uWSGI),最后的相应也是nginx回复给浏览器的。

        多了一层反向代理，提高Web server性能(uWSGI处理静态资源不如Nginx，Nginx会在收到一个完整的HTTP请求后再转发给wWSGI)，Nginx可以做负载均衡(多个服务器时)，保护了实际的web服务器(客户端是和nginx交互而不是uWSGI)

        针对日常开发过程中涉及到的WSGI原理及流程进行了学习总结，希望对后续Python Web开发请求过程和解析原理提供借鉴和帮助。

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