day46 HTTP协议和Web框架介绍

比眉伴天荒 2023-06-13 06:28 88阅读 0赞

# day46 HTTP协议和Web框架介绍 #

## HTTP协议 ##

### HTTP协议简介 ###

超文本传输协议（英文：**H**yper**T**ext **T**ransfer **P**rotocol，缩写：**HTTP**）是一种用于分布式、协作式和超媒体信息系统的应用层协议。HTTP是万维网的数据通信的基础。

HTTP的发展是由蒂姆·伯纳斯·李于1989年在欧洲核子研究组织（CERN）所发起。HTTP的标准制定由万维网协会（World Wide Web Consortium，W3C）和互联网工程任务组（Internet Engineering Task Force，IETF）进行协调，最终发布了一系列的RFC，其中最著名的是1999年6月公布的 RFC 2616，定义了**HTTP协议中现今广泛使用的一个版本——HTTP 1.1**。

2014年12月，互联网工程任务组（IETF）的Hypertext Transfer Protocol Bis（httpbis）工作小组将HTTP/2标准提议递交至IESG进行讨论，于2015年2月17日被批准。 HTTP/2标准于2015年5月以RFC 7540正式发表，取代HTTP 1.1成为HTTP的实现标准。

### HTTP协议概述 ###

HTTP是一个客户端终端（用户）和服务器端（网站）请求和应答的标准（TCP）。通过使用网页浏览器、网络爬虫或者其它的工具，客户端发起一个HTTP请求到服务器上指定端口（默认端口为80）。我们称这个客户端为用户代理程序（user agent）。应答的服务器上存储着一些资源，比如HTML文件和图像。我们称这个应答服务器为源服务器（origin server）。在用户代理和源服务器中间可能存在多个“中间层”，比如代理服务器、网关或者隧道（tunnel）。

尽管TCP/IP协议是互联网上最流行的应用，HTTP协议中，并没有规定必须使用它或它支持的层。事实上，HTTP可以在任何互联网协议上，或其他网络上实现。HTTP假定其下层协议提供可靠的传输。因此，任何能够提供这种保证的协议都可以被其使用。因此也就是其在TCP/IP协议族使用TCP作为其传输层。

通常，由HTTP客户端发起一个请求，创建一个到服务器指定端口（默认是80端口）的TCP连接。HTTP服务器则在那个端口监听客户端的请求。一旦收到请求，服务器会向客户端返回一个状态，比如 `HTTP/1.1 200 OK`，以及返回的内容，如请求的文件、错误消息、或者其它信息。

### HTTP工作原理 ###

HTTP协议定义Web客户端如何从Web服务器请求Web页面，以及服务器如何把Web页面传送给客户端。HTTP协议采用了请求/响应模型。客户端向服务器发送一个请求报文，请求报文包含请求的方法、URL、协议版本、请求头部和请求数据。服务器以一个状态行作为响应，响应的内容包括协议的版本、成功或者错误代码、服务器信息、响应头部和响应数据。

以下是 HTTP 请求/响应的步骤：

1.  客户端连接到Web服务器  
    一个HTTP客户端，通常是浏览器，与Web服务器的HTTP端口（默认为80）建立一个TCP套接字连接。例如，对于网址 http://www.luffycity.com 浏览器实际上访问的是 http://www.luffycity.com:80。
2.  发送HTTP请求  
    通过TCP套接字，客户端向Web服务器发送一个文本的请求报文，一个请求报文由请求行、请求头部、空行和请求数据4部分组成。
3.  服务器接受请求并返回HTTP响应  
    Web服务器解析请求，定位请求资源。服务器将资源复本写到TCP套接字，由客户端读取。一个响应由状态行、响应头部、空行和响应数据4部分组成。
4.  释放连接TCP连接  
    若connection 模式为close，则服务器主动关闭TCP连接，客户端被动关闭连接，释放TCP连接；若connection 模式为keepalive，则该连接会保持一段时间，在该时间内可以继续接收请求；
5.  客户端浏览器解析HTML内容  
    客户端浏览器首先解析状态行，查看表明请求是否成功的状态代码。然后解析每一个响应头，响应头告知以下为若干字节的HTML文档和文档的字符集。客户端浏览器读取响应数据HTML，根据HTML的语法对其进行格式化，并在浏览器窗口中显示。

例如：在浏览器地址栏键入URL，按下回车之后会经历以下流程：

1.  浏览器向 DNS 服务器请求解析该 URL 中的域名所对应的 IP 地址；
2.  解析出 IP 地址后，根据该 IP 地址和默认端口 80，和服务器建立TCP连接；
3.  浏览器发出读取文件（URL 中域名后面部分对应的文件）的HTTP 请求，该请求报文作为 TCP 三次握手的第三个报文的数据发送给服务器；
4.  服务器对浏览器请求作出响应，并把对应的 html 文本发送给浏览器；
5.  释放 TCP连接；
6.  浏览器将该 html 文本并显示内容；![img][]

http协议是基于TCP/IP协议之上的**应用层**协议，基于**请求-响应**的模式。

HTTP协议规定，请求从客户端发出,最后服务器端响应该请求并返回。换句话说,肯定是先从客户端开始建立通信的,服务器端在没有接收到请求之前不会发送响应。

![img][img 1]

#### 无状态保存 ####

HTTP是一种不保存状态，即无状态（stateless）协议。HTTP协议自身不对请求和响应之间的通信状态进行保存。也就是说在HTTP这个级别，协议对于发送过的请求或响应都不做持久化处理。

![img][img 2]

使用HTTP协议，每当有新的请求发送时，就会有对应的新响应产 生。协议本身并不保留之前一切的请求或响应报文的信息。这是为了更快地处理大量事务，确保协议的可伸缩性，而特意把HTTP协议设计成如此简单的。

可是，随着Web的不断发展,因无状态而导致业务处理变得棘手的情况增多了。比如，用户登录到一家购物网站，即使他跳转到该站的 其他页面后,也需要能继续保持登录状态。针对这个实例，网站为了能够掌握是谁送出的请求，需要保存用户的状态。HTTP/1.1虽然是无状态协议，但为了实现期望的保持状态功能，于是引入了**Cookie**技术。有了Cookie再用HTTP协议通信，就可以管状态了。有关Cookie的详细内容稍后讲解。

#### 无连接 ####

无连接的含义是限制每次连接只处理一个请求。服务器处理完客户的请求，并收到客户的应答后，即断开连接。采用这种方式可以节省传输时间，并且可以提高并发性能，不能和每个用户建立长久的连接，请求一次响应一次，服务端和客户端就中断了。

无连接有两种方式，早期的http协议是**一个请求一个响应之后，直接就断开了**，但是现在的http协议1.1版本**不是直接就断开了，而是等几秒钟**，这几秒钟是等什么呢，等着用户有后续的操作，如果用户在这几秒钟之内有新的请求，那么还是通过之前的连接通道来收发消息，如果过了这几秒钟用户没有发送新的请求，那么就会断开连接，这样可以提高效率，减少短时间内建立连接的次数，因为建立连接也是耗时的。默认的好像是3秒钟。这个时间是可以通过后端的代码来调整的，自己网站根据自己网站用户的行为来分析统计出一个最优的等待时间。

### HTTP请求方法 ###

HTTP/1.1协议中共定义了八种方法（也叫“动作”）来以不同方式操作指定的资源：

#### GET ####

向指定的资源发出“显示”请求。GET方法也被称作查询。使用GET方法应该只用在读取数据，而不应当被用于产生“副作用”的操作中，例如在Web Application中。其中一个原因是GET可能会被网络蜘蛛（爬虫）等随意访问。

#### HEAD ####

与GET方法一样，都是向服务器发出指定资源的请求。只不过服务器将不传回资源的本文部分。它的好处在于，使用这个方法可以在不必传输全部内容的情况下，就可以获取其中“关于该资源的信息”（元信息或称元数据）。

#### POST ####

向指定资源提交数据，请求服务器进行处理（例如提交表单或者上传文件）。数据被包含在请求本文中。这个请求可能会创建新的资源或修改现有资源，或二者皆有。

#### PUT ####

向指定资源位置上传其最新内容。

#### DELETE ####

请求服务器删除Request-URI所标识的资源。

#### TRACE ####

回显服务器收到的请求，主要用于测试或诊断。

#### OPTIONS ####

这个方法可使服务器传回该资源所支持的所有HTTP请求方法。用’\*'来代替资源名称，向Web服务器发送OPTIONS请求，可以测试服务器功能是否正常运作。

#### CONNECT ####

HTTP/1.1协议中预留给能够将连接改为管道方式的代理服务器。通常用于SSL加密服务器的链接（经由非加密的HTTP代理服务器）。

注意事项：

1.  方法名称是区分大小写的。当某个请求所针对的资源不支持对应的请求方法的时候，服务器应当返回状态码405（Method Not Allowed），当服务器不认识或者不支持对应的请求方法的时候，应当返回状态码501（Not Implemented）。
2.  HTTP服务器至少应该实现GET和HEAD方法，其他方法都是可选的。当然，所有的方法支持的实现都应当匹配下述的方法各自的语义定义。此外，除了上述方法，特定的HTTP服务器还能够扩展自定义的方法。例如PATCH（由 RFC 5789 指定的方法）用于将局部修改应用到资源\*。\*

#### get与post请求 ####

通过form表单我们自己写写看

*  GET提交的数据会放在URL之后，也就是请求行里面，以?分割URL和传输数据，参数之间以&相连，如EditBook?name=test1&id=123456.（请求头里面那个content-type做的这种参数形式，后面讲） POST方法是把提交的数据放在HTTP包的请求体中.
 *  GET提交的数据大小有限制（因为浏览器对URL的长度有限制），而POST方法提交的数据没有限制.
 *  GET与POST请求在服务端获取请求数据方式不同，就是我们自己在服务端取请求数据的时候的方式不同了，这句废话昂。

### HTTP状态码 ###

所有HTTP响应的第一行都是状态行，依次是当前HTTP版本号，3位数字组成的状态代码，以及描述状态的短语，彼此由空格分隔。

状态代码的第一个数字代表当前响应的类型：

*  1xx消息——请求已被服务器接收，继续处理
 *  2xx成功——请求已成功被服务器接收、理解、并接受
 *  3xx重定向——需要后续操作才能完成这一请求
 *  4xx请求错误——请求含有词法错误或者无法被执行
 *  5xx服务器错误——服务器在处理某个正确请求时发生错误

虽然 RFC 2616 中已经推荐了描述状态的短语，例如"200 OK"，“404 Not Found”，但是WEB开发者仍然能够自行决定采用何种短语，用以显示本地化的状态描述或者自定义信息。

![img][img 3]

### URL ###

超文本传输协议（HTTP）的统一资源定位符将从因特网获取信息的五个基本元素包括在一个简单的地址中：

*  传送协议。
 *  层级URL标记符号(为\[//\],固定不变)
 *  访问资源需要的凭证信息（可省略）
 *  服务器。（通常为域名，有时为IP地址）
 *  端口号。（以数字方式表示，若为HTTP的默认值“:80”可省略）
 *  路径。（以“/”字符区别路径中的每一个目录名称）
 *  查询。（GET模式的窗体参数，以“?”字符为起点，每个参数以“&”隔开，再以“=”分开参数名称与数据，通常以UTF8的URL编码，避开字符冲突的问题）
 *  片段。以“\#”字符为起点

以http://www.luffycity.com:80/news/index.html?id=250&page=1 为例, 其中：

http，是协议；  
www.luffycity.com，是服务器；  
80，是服务器上的默认网络端口号，默认不显示；  
/news/index.html，是路径（URI：直接定位到对应的资源）；  
?id=250&page=1，是查询。  
大多数网页浏览器不要求用户输入网页中“http://”的部分，因为绝大多数网页内容是超文本传输协议文件。同样，“80”是超文本传输协议文件的常用端口号，因此一般也不必写明。一般来说用户只要键入统一资源定位符的一部分（www.luffycity.com:80/news/index.html?id=250&page=1）就可以了。

由于超文本传输协议允许服务器将浏览器重定向到另一个网页地址，因此许多服务器允许用户省略网页地址中的部分，比如 www。从技术上来说这样省略后的网页地址实际上是一个不同的网页地址，浏览器本身无法决定这个新地址是否通，服务器必须完成重定向的任务。

### HTTP请求格式(请求协议) ###

![img][img 4]

URL包含：/index/index2?a=1&b=2；路径和参数都在这里。

![img][img 5]

请求头里面的内容举个例子：这个length表示请求体里面的数据长度，其他的请求头里面的这些键值对，陆续我们会讲的，大概知道一下就可以了，其中有一个user-agent，算是需要你记住的吧，就是告诉你的服务端，我是用什么给你发送的请求。

![img][img 6]

以京东为例，看一下user-agent

![img][img 7]

![img][img 8]

看一个爬虫的例子，爬京东的时候没问题，但是爬抽屉的时候必须带着user-agent，因为抽屉对user-agent做了判断，来判断你是不是一个正常的请求，算是反扒机制的一种。

![img][img 9]

打开我们保存的demo.html文件，然后通过浏览器打开看看就能看到页面效果。

写上面这些内容的意思是让你知道有这么个请求头的存在，有些是有意义的，请求头我们还可以自己定义，就在requests模块里面那个headers=\{\}，这个字典里面加就行。

### HTTP响应格式（响应协议） ###

![img][img 10]

![img][img 11]

## Web框架的本质 ##

### web框架的本质及自定义web框架 ###

我们可以这样理解：所有的Web应用本质上就是一个socket服务端，而用户的浏览器就是一个socket客户端，基于请求做出响应，客户都先请求，服务端做出对应的响应，按照http协议的请求协议发送请求，服务端按照http协议的响应协议来响应请求，这样的网络通信，我们就可以自己实现Web框架了。

通过对socket的学习，我们知道网络通信，我们完全可以自己写了，因为socket就是做网络通信用的，下面我们就基于socket来自己实现一个web框架，写一个web服务端，让浏览器来请求，并通过自己的服务端把页面返回给浏览器，浏览器渲染出我们想要的效果。在后面的学习中，大家提前准备一些文件：

html文件内容如下，名称为`test.html`：

<!DOCTYPE html>
    <html lang="en">
    <head>
        <meta charset="UTF-8">
        <title>Title</title>
        <link rel="stylesheet" href="test.css">
        <link rel="icon" href="wechat.ico"> 
        
        
            
                
                
            
        
    </head>
    <body>
    
    <h1>姑娘，你好，我是Jaden，请问约吗？嘻嘻~~</h1>
    
     
    <img src="meinv.png" alt="" width="100" height="100"> 
    
    
    
        
    
    
    <script src="test.js"></script>
    </body>
    </html>

css文件内容如下，名称为`test.css`：

h1{
        
        background-color: green;
        color: white;
    }

js文件内容如下，名称为`test.js` ：

alert('这是我们第一个网页');

再准备一个图片，名称为`meinv.jpg`，再准备一个ico文件，名称为`wechat.ico`，其实就是个图片文件，微信官网打开之后，在浏览器最上面能够看到![img][img 12]，把它保存下来

上面的文件都准备好之后，你用pycharm新建一个项目，把文件都放到一个文件夹里面去，留着备用，像下面这个样子：

![img][img 13]

然后开始写我们的web框架，我们分这么几步来写：

#### 一、简单的web框架 ####

**创建一个python文件，内容如下，名称为test.py：**

按 Ctrl+C 复制代码

我们来浏览器上看一下浏览器发送的请求：

![img][img 14]

目前我们还没有写如何返回一个html文件给浏览器，所以这里暂时不用管它，那么我们点开这个127.0.0.1看看：

![img][img 15]

我们在python文件中打印一下浏览器发送过来的请求信息是啥：

![img][img 16]

重启我们的代码，然后在网址中输入这个：

![img][img 17]

再重启我们的代码，然后在网址中输入这个：

![img][img 18]

浏览器发过来一堆的消息，我们给浏览器回复(响应)信息的时候，也要按照一个消息格式来写，这些都是http协议规定的，那么我们就来学习一下http协议，然后继续完善我们的web框架：

HTTP协议：https://www.cnblogs.com/clschao/articles/9230431.html

#### 二、返回HTML文件的web框架 ####

首先写一个html文件，内容如下，名称为test.html：

<!DOCTYPE html>
    <html lang="en">
    <head>
        <meta charset="UTF-8">
        <title>Title</title><link rel="stylesheet" href="test.css">
    
        
        <style>
            h1{
         
                background-color: green;
                color: white;
            }
        </style>
    </head>
    <body>
    
    <h1>姑娘，你好，我是Jaden，请问约吗？嘻嘻~~</h1>
    
    <img src="https://timgsa.baidu.com/timg?image&quality=80&size=b9999_10000&sec=1550395461724&di=c2b971db12eef5d85aba410d1e2e8568&imgtype=0&src=http%3A%2F%2Fy0.ifengimg.com%2Fifengimcp%2Fpic%2F20140822%2Fd69e0188b714ee789e97_size87_w800_h1227.jpg" alt=""> 
    
    
    
    <script>
        alert('这是我们第一个网页')
    </script>
    
    </body>
    </html>

准备我们的python代码，服务端程序，文件内容如下，文件名称为test.py：

import socket
    sk = socket.socket()
    sk.bind(('127.0.0.1',8001))
    sk.listen()
    conn,addr = sk.accept()
    from_b_msg = conn.recv(1024)
    str_msg = from_b_msg.decode('utf-8')
    print('浏览器请求信息：',str_msg)
    
    # conn.send(b'HTTP/1.1 200 ok \r\ncontent-type:text/html;charset=utf-8;\r\n') 
    conn.send(b'HTTP/1.1 200 ok \r\n\r\n')
    
    with open('test1.html','rb') as f:
        f_data = f.read()
    conn.send(f_data)

页面上输入网址看效果，css和js代码的效果也有，very good：

![img][img 19]

但是我们知道，我们的css和js基本都是写在本地的文件里面的啊，而且我们的图片基本也是我们自己本地的啊，怎么办，我们将上面我们提前准备好的js和css还有那个.ico结尾的图片文件都准备好，来我们在来一个升级版的web框架，其实css、js、图片等文件都叫做网站的静态文件。

首先我们先看一个效果，如果我们直接将我们写好的css和js还有.ico和图片文件插入到我们的html页面里面，就是下面这个html文件

名称为`test.html`，内容如下：

<!DOCTYPE html>
    <html lang="en">
    <head>
        <meta charset="UTF-8">
        <title>Title</title>
        <link rel="stylesheet" href="test.css">
        
        <link rel="icon" href="wechat.ico">
        
        
            
                
                
            
        
    </head>
    <body>
    
    <h1>姑娘，你好，我是Jaden，请问约吗？嘻嘻~~</h1>
    
     
    <img src="meinv.png" alt="" width="100" height="100"> 
    
    
    
        
    
    
    <script src="test.js"></script>
    </body>
    </html>

同样使用我们之前的python程序，来看效果：

![img][img 20]

发现js和css的效果都没有出来，并且我们看一下浏览器调试窗口的那个network

![img][img 21]

在下来我们在network里面点击那个test.css文件，看看请求是什么：

![img][img 22]

还有就是当我们直接在浏览器上保存某个页面的时候，随便一个页面，我们到页面上点击右键另存为，然后存到本地的一个目录下，你会发现这个页面的html、css、js、图片等文件都跟着保存下来了，我保存了一下博客园首页的页面，看，是一个文件夹和一个html文件：

![img][img 23]

我们点开博客园那个文件夹看看里面都有什么：

![img][img 24]

发现js、css还有图片什么的都被保存了下来，说明什么，说明这些文件本身就存在浏览器上了，哦，原来就是将html页面需要的css、js、图片等文件也发送给浏览器就可以了，并且这些静态文件都是浏览器单独过来请求的，其实和标签的属性有有关系，css文件是link标签的href属性：`<link rel="stylesheet" href="test.css">`，js文件是script标签的src属性：`<script src="test.js"></script>`，图片文件是img标签的src属性：`<img src="meinv.png" alt="" width="100" height="100">`，那个.ico文件是link标签的属性：`<link rel="icon" href="wechat.ico">`，其实这些属性都会在页面加载的时候，单独到自己对应的属性值里面取请求对应的文件数据，而且我们如果在值里面写的都是自己本地的路径，那么都会来自己的本地路径来找，如果我们写的是相对路径，就会到我们自己的网址+文件名称，这个路径来找它需要的文件，所以我们只需要将这些请求做一些响应，将对应的文件数据相应给浏览器就可以了！并且我们通过前面的查看，能够发现，浏览器url的请求路径我们知道是什么，静态文件不是也这样请求的吗，好，我们针对不同的路径给它返回不同的文件，![img][img 25]非常好！我们来尝试一下！

#### 三、返回静态文件的高级web框架 ####

还是用第二个web框架里面的那个html文件，我们只需要写一些我们的服务端程序就可以了，同样是test.py文件，内容如下：

import socket
    
    sk = socket.socket()
    sk.bind(('127.0.0.1',8001))
    sk.listen()
    
    #首先浏览器相当于给我们发送了多个请求，一个是请求我们的html文件，而我们的html文件里面的引入文件的标签又给我们这个网站发送了请求静态文件的请求，所以我们要将建立连接的过程循环起来，才能接受多个请求，没毛病
    while 1:
        conn,addr = sk.accept()
        # while 1:
        from_b_msg = conn.recv(1024)
        str_msg = from_b_msg.decode('utf-8')
        #通过http协议我们知道，浏览器请求的时候，有一个请求内容的路径，通过对请求信息的分析，这个路径我们在请求的所有请求信息中可以提炼出来，下面的path就是我们提炼出来的路径
        path = str_msg.split('\r\n')[0].split(' ')[1]
        print('path>>>',path)
        conn.send(b'HTTP/1.1 200 ok \r\n\r\n')
        #由于整个页面需要html、css、js、图片等一系列的文件，所以我们都需要给人家浏览器发送过去，浏览器才能有这些文件，才能很好的渲染你的页面
        #根据不同的路径来返回响应的内容
        if path == '/': #返回html文件
            print(from_b_msg)
            with open('test.html','rb') as f:
            # with open('Python开发.html','rb') as f:
                data = f.read()
            conn.send(data)
            conn.close()
        elif path == '/meinv.png': #返回图片
            with open('meinv.png','rb') as f:
                pic_data = f.read()
            # conn.send(b'HTTP/1.1 200 ok \r\n\r\n')
            conn.send(pic_data)
            conn.close()
        elif path == '/test.css': #返回css文件
            with open('test.css','rb') as f:
                css_data = f.read()
            conn.send(css_data)
            conn.close()
    
        elif path == '/wechat.ico':#返回页面的ico图标
            with open('wechat.ico','rb') as f:
                ico_data = f.read()
            conn.send(ico_data)
            conn.close()
    
        elif path == '/test.js': #返回js文件
            with open('test.js','rb') as f:
                js_data = f.read()
            conn.send(js_data)
            conn.close()
    
        #注意：上面每一个请求处理完之后，都有一个conn.close()是因为，HTTP协议是短链接的，一次请求对应一次响应，这个请求就结束了，所以我们需要写上close，不然浏览器自己断了，你自己写的服务端没有断，就会出问题。

运行起来我们的py文件，然后在浏览器访问一下我们的服务端，看效果：

![img][img 26]

666666，完全搞定了，自己通过socket已经完全搞定了web项目，激动不，哈哈，我们再来完善一下

#### 四、函数版高级web框架 ####

html文件和其他的静态文件还是我们上面使用的。

python代码如下：

#!/usr/bin/env python
    # -*- coding:utf-8 -*-
    # @Time    : 2019/2/17 14:06
    # @Author  : wuchao
    # @Site    :
    # @File    : test.py
    # @Software: PyCharm
    import socket
    
    sk = socket.socket()
    sk.bind(('127.0.0.1',8001))
    sk.listen()
    
    #处理页面请求的函数
    def func1(conn):
        with open('test.html', 'rb') as f:
            # with open('Python开发.html','rb') as f:
            data = f.read()
        conn.send(data)
        conn.close()
    
    #处理页面img标签src属性值是本地路径的时候的请求
    def func2(conn):
        with open('meinv.png', 'rb') as f:
            pic_data = f.read()
        # conn.send(b'HTTP/1.1 200 ok \r\n\r\n')
        conn.send(pic_data)
        conn.close()
    #处理页面link（ <link rel="stylesheet" href="test.css">）标签href属性值是本地路径的时候的请求
    def func3(conn):
        with open('test.css', 'rb') as f:
            css_data = f.read()
        conn.send(css_data)
        conn.close()
    
    #处理页面link（<link rel="icon" href="wechat.ico">）标签href属性值是本地路径的时候的请求
    def func4(conn):
        with open('wechat.ico', 'rb') as f:
            ico_data = f.read()
        conn.send(ico_data)
        conn.close()
    
    #处理页面script（<script src="test.js"></script>）标签src属性值是本地路径的时候的请求
    def func5(conn):
        with open('test.js', 'rb') as f:
            js_data = f.read()
        conn.send(js_data)
        conn.close()
    
    while 1:
        conn,addr = sk.accept()
        # while 1:
        from_b_msg = conn.recv(1024)
        str_msg = from_b_msg.decode('utf-8')
        path = str_msg.split('\r\n')[0].split(' ')[1]
        print('path>>>',path)
        conn.send(b'HTTP/1.1 200 ok \r\n\r\n')
        print(from_b_msg)
        if path == '/':
            func1(conn)
        elif path == '/meinv.png':
            func2(conn)
        elif path == '/test.css':
            func3(conn)
        elif path == '/wechat.ico':
            func4(conn)
    
        elif path == '/test.js':
            func5(conn)

#### 五、更高级版(多线程版)web框架 ####

应用上我们并发编程的内容，反正html文件和静态文件都直接给浏览器，那大家就一块并发处理，html文件和静态文件还是上面的。

python代码如下：

#!/usr/bin/env python
    # -*- coding:utf-8 -*-
    # @Time    : 2019/2/17 14:06
    # @Author  : wuchao
    # @Site    : 
    # @File    : test.py
    # @Software: PyCharm
    import socket
    from threading import Thread
    #注意一点，不开多线程完全是可以搞定的，在这里只是教大家要有并发编程的思想，所以我使用了多线程
    
    sk = socket.socket()
    sk.bind(('127.0.0.1',8001))
    sk.listen()
    
    def func1(conn):
        with open('test.html', 'rb') as f:
            # with open('Python开发.html','rb') as f:
            data = f.read()
        conn.send(data)
        conn.close()
    
    def func2(conn):
        with open('meinv.png', 'rb') as f:
            pic_data = f.read()
        # conn.send(b'HTTP/1.1 200 ok \r\n\r\n')
        conn.send(pic_data)
        conn.close()
    
    def func3(conn):
        with open('test.css', 'rb') as f:
            css_data = f.read()
        conn.send(css_data)
        conn.close()
    
    def func4(conn):
        with open('wechat.ico', 'rb') as f:
            ico_data = f.read()
        conn.send(ico_data)
        conn.close()
    
    def func5(conn):
        with open('test.js', 'rb') as f:
            js_data = f.read()
        conn.send(js_data)
        conn.close()
    
    while 1:
        conn,addr = sk.accept()
        # while 1:
        from_b_msg = conn.recv(1024)
        str_msg = from_b_msg.decode('utf-8')
        path = str_msg.split('\r\n')[0].split(' ')[1]
        print('path>>>',path)
        conn.send(b'HTTP/1.1 200 ok \r\n\r\n')
        print(from_b_msg)
        if path == '/':
            # func1(conn)
            t = Thread(target=func1,args=(conn,))
            t.start()
        elif path == '/meinv.png':
            # func2(conn)
            t = Thread(target=func2, args=(conn,))
            t.start()
        elif path == '/test.css':
            # func3(conn)
            t = Thread(target=func3, args=(conn,))
            t.start()
        elif path == '/wechat.ico':
            # func4(conn)
            t = Thread(target=func4, args=(conn,))
            t.start()
        elif path == '/test.js':
            # func5(conn)
            t = Thread(target=func5, args=(conn,))
            t.start()

#### 六、更更高级版web框架 ####

if判断太多了，开线程的方式也比较恶心，有多少个if判断，就写多少次创建线程，简化一下：

import socket
    from threading import Thread
    
    sk = socket.socket()
    sk.bind(('127.0.0.1',8001))
    sk.listen()
    
    def func1(conn):
    
        conn.send(b'HTTP/1.1 200 ok\r\ncontent-type:text/html\r\ncharset:utf-8\r\n\r\n')
        with open('test.html', 'rb') as f:
            # with open('Python开发.html','rb') as f:
            data = f.read()
        conn.send(data)
        conn.close()
    
    def func2(conn):
        conn.send(b'HTTP/1.1 200 ok\r\n\r\n')
        with open('meinv.png', 'rb') as f:
            pic_data = f.read()
        # conn.send(b'HTTP/1.1 200 ok \r\n\r\n')
        conn.send(pic_data)
        conn.close()
    
    def func3(conn):
        conn.send(b'HTTP/1.1 200 ok\r\n\r\n')
        with open('test.css', 'rb') as f:
            css_data = f.read()
        conn.send(css_data)
        conn.close()
    
    def func4(conn):
        conn.send(b'HTTP/1.1 200 ok\r\n\r\n')
        with open('wechat.ico', 'rb') as f:
            ico_data = f.read()
        conn.send(ico_data)
        conn.close()
    
    def func5(conn):
        conn.send(b'HTTP/1.1 200 ok\r\n\r\n')
        with open('test.js', 'rb') as f:
            js_data = f.read()
        conn.send(js_data)
        conn.close()
    
    #定义一个路径和执行函数的对应关系，不再写一堆的if判断了
    l1 = [
        ('/',func1),
        ('/meinv.png',func2),
        ('/test.css',func3),
        ('/wechat.ico',func4),
        ('/test.js',func5),
    ]
    
    #遍历路径和函数的对应关系列表，并开多线程高效的去执行路径对应的函数，
    def fun(path,conn):
        for i in l1:
            if i[0] == path:
                t = Thread(target=i[1],args=(conn,))
                t.start()
        # else:
        #     conn.send(b'sorry')
    
    while 1:
        conn,addr = sk.accept()
        #看完这里面的代码之后，你就可以思考一个问题了，很多人要同时访问你的网站，你在请求这里是不是可以开起并发编程的思想了，多进程+多线程+协程，妥妥的支持高并发，再配合服务器集群，这个网页就支持大量的高并发了，有没有很激动，哈哈，但是咱们写的太low了，而且功能很差，容错能力也很差，当然了，如果你有能力，你现在完全可以自己写web框架了，写一个nb的，如果现在没有这个能力，那么我们就来好好学学别人写好的框架把，首先第一个就是咱们的django框架了，其实就是将这些功能封装起来，并且容错能力强，抗压能力强，总之一个字：吊。
        # while 1:
        from_b_msg = conn.recv(1024)
        str_msg = from_b_msg.decode('utf-8')
        path = str_msg.split('\r\n')[0].split(' ')[1]
        print('path>>>',path)
        # 注意：因为开启的线程很快，可能导致你的文件还没有发送过去，其他文件的请求已经来了，导致你文件信息没有被浏览器正确的认识，所以需要将发送请求行和请求头的部分写道前面的每一个函数里面去，并且防止出现浏览器可能不能识别你的html文件的情况，需要在发送html文件的那个函数里面的发送请求行和请求头的部分加上两个请求头content-type:text/html\r\ncharset:utf-8\r\n
        # conn.send(b'HTTP/1.1 200 ok\r\n\r\n')  不这样写了
        # conn.send(b'HTTP/1.1 200 ok\r\ncontent-type:text/html\r\ncharset:utf-8\r\n\r\n')  不这样写了
        print(from_b_msg)
        #执行这个fun函数并将路径和conn管道都作为参数传给他
        fun(path,conn)

#### 七、根据不同路径返回不同页面的web框架 ####

既然知道了我们可以根据不同的请求路径来返回不同的内容，那么我们可不可以根据用户访问的不同路径，返回不同的页面啊，嗯，应该是可以的

自己创建两个html文件，写几个标签在里面，名为`index.html`和`home.html`，然后根据不同的路径返回不同的页面，我就给大家写上python代码吧：

"""
    根据URL中不同的路径返回不同的内容
    返回独立的HTML页面
    """
    
    import socket
    sk = socket.socket()
    sk.bind(("127.0.0.1", 8080))  # 绑定IP和端口
    sk.listen()  # 监听
    
    
    # 将返回不同的内容部分封装成函数
    def index(url):
        # 读取index.html页面的内容
        with open("index.html", "r", encoding="utf8") as f:
            s = f.read()
        # 返回字节数据
        return bytes(s, encoding="utf8")
    
    
    def home(url):
        with open("home.html", "r", encoding="utf8") as f:
            s = f.read()
        return bytes(s, encoding="utf8")
    
    
    # 定义一个url和实际要执行的函数的对应关系
    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()

#### 八、返回动态页面的web框架 ####

这网页能够显示出来了，但是都是静态的啊。页面的内容都不会变化的，我想要的是动态网站，动态网站的意思是里面有动态变化的数据，而不是页面里面有动态效果，这个大家要注意啊。

没问题，我也有办法解决。我选择使用字符串替换来实现这个需求。（这里使用时间戳来模拟动态的数据，还是只给大家python代码吧）

"""
    根据URL中不同的路径返回不同的内容
    返回HTML页面
    让网页动态起来
    """
    
    import socket
    import time
    
    sk = socket.socket()
    sk.bind(("127.0.0.1", 8080))  # 绑定IP和端口
    sk.listen()  # 监听
    
    
    # 将返回不同的内容部分封装成函数
    def index(url):
        with open("index.html", "r", encoding="utf8") as f:
            s = f.read()
            now = str(time.time())
            s = s.replace("@@oo@@", now)  # 在网页中定义好特殊符号，用动态的数据去替换提前定义好的特殊符号
        return bytes(s, encoding="utf8")
    
    
    def home(url):
        with open("home.html", "r", encoding="utf8") as f:
            s = f.read()
        return bytes(s, encoding="utf8")
    
    
    # 定义一个url和实际要执行的函数的对应关系
    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', [('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>
    
    
    <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`：

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。

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#### 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

[img]: https://imgconvert.csdnimg.cn/aHR0cHM6Ly9naXRlZS5jb20vb2xkYm95LXB5dGhvbi1mdWxsLXN0YWNrLTI2LzE5MDgzMDI2MDIxL3Jhdy9tYXN0ZXIvd2VlazExL2RheTQ2L2RheTQ2JTIwSFRUUCVFNSU4RCU4RiVFOCVBRSVBRSVFNSU5MiU4Q1dlYiVFNiVBMSU4NiVFNiU5RSVCNiVFNCVCQiU4QiVFNyVCQiU4RC5hc3NldHMvODc3MzE4LTIwMTgwNDE4MTYwMjI3Mjc4LTY5ODgxMDgxOC5wbmc?x-oss-process=image/format,png
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