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详解Python WSGI标准

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让我们来详细讲解Python WSGI标准的完整攻略。

什么是WSGI

WSGI（Web Server Gateway Interface）是 Python Web 应用程序和 Web 服务器之间的标准接口，它定义了 Web 程序和 Web 服务器如何通信。WSGI要求Web服务器与Web应用程序分别提供一个接口，通过这个接口来进行通信。这种分离的设计，使得Web应用程序可以独立于Web服务器进行开发、测试、调试和部署。

WSGI 标准

WSGI 标准是一组接口规范，而非具体的实现，规定 Web 服务器和应用程序使用何种格式传递数据、响应请求。其中最重要的两个接口是：

  • env（环境变量）：它是一个字典类型，包含了 CGI 及 WSGI 方式通信时 HTTP 请求信息中的所有元数据。
  • start_response（状态码及头信息）：该函数被调用以发送一个 HTTP 响应状态码及任意数量的头信息。

除此之外，WSGI 标准中还规定：

  • 应用程序必须返回一个可迭代对象（iterable）。
  • 可迭代对象每次返回的是二进制数据块（bytes）。
  • 如果返回的数据块是“部分数据”，那么每个数据块都应该是完整的、有效的 HTTP 响应（既包含了状态码及头信息）。

WSGI实现

下面是一个简单的 WSGI 应用程序实现：

def application(env, start_response):
    status = "200 OK"
    headers = [('Content-type', 'text/html; charset=UTF-8')]
    start_response(status, headers)

    return [b"<h1>Hello, World!</h1>"]

该应用程序接受两个输入参数：env 和 start_response，根据 env 提供的元数据生成响应结果并返回。

在上面的代码中，我们定义了HTTP响应的状态码为 200 OK，HTTP 响应头信息的内容为 “Content-type: text/html; charset=UTF-8″，并将响应头信息和状态码传递给 start_response 函数。

之后，我们以 bytes 类型的方式返回一个简单的 HTML 代码块，即 “Hello, World!”。

WSGI服务器

WSGI 服务器是一个符合 WSGI 标准的 Web 服务器，它与 WSGI 应用程序通过协议进行通信，把请求发送给应用程序并将其响应传送回客户端。

wsgiref 模块是Python标准库中自带的一个纯Python的WSGI服务器，通过创建WSGIServer、WSGIRequestHandler类及其实例来实现服务。下面是一个简单的WSGI服务器实现：

from wsgiref.simple_server import make_server

def application(env, start_response):
    status = "200 OK"
    headers = [('Content-type', 'text/html; charset=UTF-8')]
    start_response(status, headers)

    return [b"<h1>Hello, World!</h1>"]

if __name__ == "__main__":
    srv = make_server("localhost", 8000, application)
    srv.serve_forever()

该例中，我们首先导入 wsgiref.simple_server 模块中的 make_server 方法。接着，我们定义了一个名为 application 的 WSGI 应用程序。

在主函数中，我们通过 make_server 函数创建了一个服务实例，并将该 WSGI 应用程序赋给了参数后面的 application 变量。最后，我们调用 serve_forever 方法，在8000端口上启动了一个 HTTP 服务器。

示例

示例 1：输出HTTP请求信息

下面是一个接受 HTTP 请求并将请求信息显示出来的简单 WSGI 应用程序：

from urllib.parse import parse_qs

def application(environ, start_response):
    query_dict = parse_qs(environ['QUERY_STRING'])
    request_method = environ['REQUEST_METHOD']
    http_host = environ['HTTP_HOST']
    path_info = environ['PATH_INFO']
    accept = environ['HTTP_ACCEPT']
    content_type = 'text/plain'

    start_response('200 OK', [('Content-Type', content_type)])
    response_content = "请求方法: " + request_method + "\nHTTP Host: " + http_host + "\n请求路径: " + path_info + "\nHTTP接受类型: " + accept + "\n请求参数:\n"

    for key in query_dict:
        response_content += key + ' = ' + str(query_dict[key]) + '\n'

    return [response_content.encode()]

该应用程序通过使用 urllib.parse 中的 parse_qs 函数来解析请求参数，并从 environ 中获取其他 HTTP 信息，并将它们显示在响应中。请求参数以 key-value 的形式列出，每行一个。

示例 2： 使用 Flask 框架实现 WSGI 应用程序

下面是一个使用 Flask 框架实现的简单 WSGI 应用程序的示例：

from flask import Flask, jsonify

app = Flask(__name__)

@app.route("/")
def hello():
    return jsonify({"message": "Hello, World!"})

if __name__ == "__main__":
    app.run(debug=True)

该应用程序使用 Flask 框架来创建了一个 HTTP 服务，并以 JSON 格式返回了一个包含 “Hello, world!” 消息的简单响应。

在这个代码中，我们定义了一个名为 hello 的函数，使用 Flask 框架中的 jsonify 函数来转换输出为JSON格式。接下来，我们使用 app.route 路由装饰器将这个函数绑定到应用程序的根目录。最后，我们调用 app.run 函数启动这个应用程序的服务，并开启调试模式。

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