一文读懂 Python Web 框架和 Web服务器之间的关系

导读:如果面试的时候问你:一个请求从浏览器发出到数据返回都经历了哪些过程?能否准确的回答?本文整理了web框架和服务器之间的关系,让你了然于胸。

我们都知道 Python 作为一门强大的语言,能够适应快速原型和较大项目的制作,因此被广泛用于 web 应用程序的开发中。
在面试的过程中,大家或多或少都被问到过这样的问题:一个请求从浏览器发出到数据返回都经历了哪些过程?
要回答这个问题,首先你需要对HTTP协议,web框架,服务器等底层知识有一定的储备量,同时需要对web框架和服务器之间的关联有一定的了解,这里有张图上面详细的标明它们之间的联系。


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这么多的 wsgi 是不是有点懵逼?看不明白没有关系,下面我会带大家顺着图片里面的顺序一步一步来搞懂里面的概念,理清它们之间的关系。

web 框架

Python 有很多 web 框架,其中常见的像 Django,Flask,Tornado,sanic等,可能有些人对 sanic 不是很熟悉,这里简单说几句,它的用法和 Flask 很相似,但是它支持 async/await 异步并发编程,所以相对来说性能更高。这里就不对这些框架做比较了。
熟悉的朋友都知道 Web 框架包含了一系列库和一个主要的处理器(handler),这样你就能够构建自己的代码来实现 web 应用(比如一个交互式网站)。大多数 Web 框架包含模式和工具,能实现以下功能:

  • URL 路由
    将输入的 HTTP 请求匹配到特定的路由函数,通过路由函数来调用对应的 Python 代码。
  • 请求和相应对象
    Python 中的大多数的 Web 框架都帮我们封装好了来自用户发送的 HTTP 请求 Request ,同时也提供了发送给用户浏览器的 Response 对象。
  • 模板引擎
    能够将实现应用的 Python 代码逻辑和其要产生输出的 HTML(或其他的)分离开,例如比较知名的 Jinja2 模板引擎。它使用基于文本的模板语言,因此可以用来生成任何类型的标记,而不仅仅是 HTML 。它允许定制过滤器,标签,测试和全局变量。
  • Web 服务开发
    除了上述之外,单单一个 web 框架并不能支撑我们应用上的服务,需要在开发机上运行 HTTP 服务器,从而快速开发;这就需要涉及到 web 框架和服务器之间的通信等问题。
    好在 Python 给我们提供了这样的协议接口,也就是我们常说 WSGI 协议!下面来了解一下什么是 WSGI。
WSGI 协议

Web 服务网关接口(简称"WSGI")是一种在 Web 服务器和 Python Web 应用程序框架之间的标准接口。通过标准化 Web 服务器和Python Web 应用程序框架之间的行为和通信,WSGI 使得编写可移植的 Python Web 代码变为可能,使其能够部署在任何符合 WSGI 的 web 服务。

uWSGI 服务器

uWSGI 服务器也就是图片中所指的 WSGI 容器,独立 uWSGI 服务器相比传统 web 服务器,使用更少的资源,并提供最高的性能。Python 中的 uWSGI 服务器应用最广的主要包含以下几个:

  • Gunicorn
    Gunicorn(Green Unicorn 绿色独角兽)是一个纯 Python WSGI 服务器,用来支持 Python 应用。不像其他 Python web 服务器,它有周全的用户界面,十分易于使用和配置。
    Gunicorn 具有合理的默认配置,然而其他一些像 uWSGI 服务器相比较而言就过于定制化了,因此更加难以高效使用。
    Gunicorn 是如今新 Python web 应用程序的推荐选择。
  • Waitress
    Waitress 是一个纯Python WSGI 服务器,声称具备 “非常高效的性能”。它的文档不是很详细,但它确实提供了一些很好的而 Gunicorn 没有的功能(例如 HTTP 请求缓存)
    Waitress 在 Pythonh Web 开发社区中越来越受欢迎
  • uWSGI
    你没有看错,有时uWSGI ,uWGSI 用来构建全栈式的主机服务。除了进程管理,进程监控和其他功能外
    ,uWSGI也能作为一个应用服务器,适用于多种编程语言和协议,包括 Python 和 WSGI。uWSGI既能当做独立的 web 路由器来运行,也能运行在一个完整的 web 服务器(如 Nginx 和 Apache)之后。对于后者,web 服务器可以基于uwsgi 协议配置 uWSGI 和应用的操作。uWSGI 的 web 服务器支持允许动态配置 Python ,传递环境变量等。
uwsgi 协议

uwsgi 协议:与 WSGI 一样是一种通信协议,它是 web 服务器和 uWSGI 服务器之间的协议,一个 uWSGI 服务器独占协议,它是用于定义传输信息的类型(type of information),每一个 uwsgi packet 前 4 byte 为传输信息类型的描述,与 WSGI 协议是两种东西。

Web 服务器端

Web 服务器包括 Nginx,Apache, IIS 等。而优秀的 web 服务器在接收 http 请求时,还可以做到负载均衡和反向代理等工作。

  • Nginx
    Nginx 是一个 web 服务器,并且是 HTTP 、SMTP 和其他协议的反向代理。它由其高性能、相对简洁以及对众多应用服务器 (比如 WSGI 服务器) 兼容而著名。
    它也拥有便利的特性, 比如负载均衡、基本的认证、流等。Nginx 被设计为承载高负载的网站,并逐渐变得广为流行。所以我们一般用 Nginx来做还可以做负载均衡和反向代理!
    当然除了厘清以上的概念及它们之间的关系之外,您还需要知道 HTTP 协议的知识,这部分也是在面试中经常被问到的,这里就不做赘述了。
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