Flask的工作原理

web应用程序处理流程

用户通过客户端发送请求。
请求发送到web服务器上。
web服务器将请求转交给web应用程序，web应用程序进行处理。
web应用程序将请求结果返回给web服务器，由web服务器返回响应结果给客户端。
客户端收到响应结果，展示给用户。

可以看到，web服务器和web应用程序需要进行通信，但是web服务器有很多种（apache，Nginx，Lighttpd...），web应用程序开发框架也有很多种(Flask,Django...)，如果没有统一标准进行通信，就会存在Web框架和Web服务器数据无法匹配的情况，那么开发就会受到限制，这显然不合理的。所以就有了WSGI规范，那么什么是WSGI呢？

WSGI

web服务器网关接口（Python Web Server Gateway Interface，简称WSGI），是为python定义的web服务器和web应用程序或框架之间的一种简单而通用的接口。它是一种规范，作用于web服务器和python应用程序之间，目的是保证不同的web服务器和不同的web应用程序或框架能够进行通信。

wsgi就像一个桥梁，连接着服务器和应用程序。

WSGI区分为两个部分：一为“服务器”或“网关”，另一为“应用程序”或“应用框架”。在处理一个WSGI请求时，服务器会为应用程序提供环境信息及一个回调函数。当应用程序完成处理请求后，透过前述的回调函数，将结果回传给服务器。

WSGI 相当于中间件同时实现了API的两方，因此可以在服务器和应用程序之间起调解作用：从Web服务器的角度来说，中间件扮演应用程序，而从应用程序的角度来说，中间件扮演服务器。

WSGI规定：

web应用程序必须是一个可调用对象，必须接收两个参数，返回一个可迭代对象。
两个参数（由服务器提供）：
environ：字典，包含请求的所有信息
start_response：在可调用对象中调用的函数，用来发起响应，参数包括状态码，headers等

根据这些规则，很容易写出一个遵循wsgi协议的app。

def application(environ, start_response):
    status = "200 OK"
    response_headers = [('Content-Type', 'text/html')]
    start_response(status, response_headers)
    return [b'<h1> hello world!</h1>' ]

了解了WSGI，让我们从源码的角度来看一下Flask的工作原理。

Flask处理请求入口

我们知道，遵循WSGI协议的应用一定是一个可调用对象, 所以它既可以是一个函数, 也可以是一个实现了__call__()方法的类。
我们可以看一下Flask的源码。

class Flask(_PackageBoundObject):
...
    def __call__(self, environ, start_response):
        return self.wsgi_app(environ, start_response)

flask在接收请求时，会执行__call__()方法，而__call__()方法会调用wsgi_app方法，这就是核心所在。

    def wsgi_app(self, environ, start_response):
        ctx = self.request_context(environ)
        error = None
        try:
            try:
                ctx.push()
                response = self.full_dispatch_request()
            except Exception as e:
                error = e
                response = self.handle_exception(e)
            except:  # noqa: B001
                error = sys.exc_info()[1]
                raise
            return response(environ, start_response)
        finally:
            if self.should_ignore_error(error):
                error = None
            ctx.auto_pop(error)

这个就是Flask的真正请求入口了，该方法完成了请求和响应的处理，WSGI服务器通过调用该方法传入请求数据，获取返回数据。

我们看一下wsgi_app具体实现。

Flask处理请求的实现

ctx = self.request_context(environ)和ctx.push()这里的代码是创建一个request对象和生成请求上下文环境。
response = self.full_dispatch_request() 这部分实现了请求预处理，错误处理及请求转发到响应的过程。
return response(environ, start_response) 这部分将响应结果返回给WSGI。

到此为止，WSGI和flask一次请求到响应完成了。