您现在的位置是:首页 > 文章详情

Python Web Flask源码解读(一)——启动流程

日期:2019-08-30点击:317

Python Web Flask源码解读(一)——启动流程
0x00 什么是WSGI
Web Server Gateway Interface
它由Python标准定义的一套Web Server与Web Application的接口交互规范。

WSGI不是一个应用、框架、模块或者库,而是规范。

那什么是Web Server(Web服务器)和什么是Web Application(Web 应用)呢?
举例子来说明容易理解,例如常见的Web应用框架有Django、Flask等,而Web服务器有uWSGI、Gunicorn等。WSGI就是定义了这两端接口交互的规范。

0x01 什么是Werkzeug
Werkzeug is a comprehensive WSGI web application library.

Werkzeug是一套实现WSGI规范的函数库。我们可以使用它来创建一个Web Application(Web应用)。例如本文介绍的Flask应用框架就是基于Werkzeug来开发的。

这里我们使用Werkzeug启动一个简单的服务器应用

from werkzeug.wrappers import Request, Response

@Request.application
def application(request):

return Response('Hello, World!') 

if name == '__main__':

from werkzeug.serving import run_simple run_simple('localhost', 4000, application)

运行之后可以在控制台上将看到如下信息

Hello, World!
0x02 什么是Flask
Flask is a lightweight WSGI web application framework.

Flask是一个轻量级的web应用框架,它是跑在web服务器中的一个应用。Flask底层就是封装的Werkzeug。

使用Flask开发一个web应用非常简单

from flask import Flask

app = Flask(__name__)

@app.route('/')
def hello():

return f'Hello, World!' 

if name == '__main__':

app.run()

很简单吧。

接下来我们看看Flask应用的启动流程。

0x03 启动流程
从项目地址 https://github.com/pallets/flask 中把源码clone下来,然后切换到0.1版本的tag。为何要使用0.1版本呢?因为这个是作者最开始写的版本,代码量应该是最少的,而且可以很容易看到作者整体编码思路。

下面就从最简单的Demo开始看看Flask是如何启动的。我们知道程序启动是执行了以下方法

if name == '__main__':

app.run()

app = Flask(__name__)
打开Flask源码中的__init__方法

Flask.__init__()

 def __init__(self, package_name): #: 是否打开debug模式 self.debug = False #: 包名或模块名 self.package_name = package_name #: 获取app所在目录 self.root_path = _get_package_path(self.package_name) #: 存储视图函数的字典,键为函数名称,值为函数对象,使用@route装饰器进行注册 self.view_functions = {} #: 存储错误处理的字典. 键为error code, 值为处理错误的函数,使用errorhandler装饰器进行注册 self.error_handlers = {} #: 处理请求前执行的函数列表,使用before_request装饰器进行注册 self.before_request_funcs = [] #: 处理请求前执行的函数列表,使用after_request装饰器进行注册 self.after_request_funcs = [] #: 模版上下文 self.template_context_processors = [_default_template_ctx_processor] #: url 映射 self.url_map = Map() #: 静态文件 if self.static_path is not None: self.url_map.add(Rule(self.static_path + '/<filename>', build_only=True, endpoint='static')) if pkg_resources is not None: target = (self.package_name, 'static') else: target = os.path.join(self.root_path, 'static') self.wsgi_app = SharedDataMiddleware(self.wsgi_app, { self.static_path: target }) #: 初始化 Jinja2 模版环境. self.jinja_env = Environment(loader=self.create_jinja_loader(), **self.jinja_options) self.jinja_env.globals.update( url_for=url_for, get_flashed_messages=get_flashed_messages )

在Flask的构造函数中进行了各种初始化操作。

然后就是执行app.run()方法

app.run()
def run(self, host='localhost', port=5000, **options):

"""启动本地开发服务器. 如果debug设置为True,那么会自动检查代码是否改动,有改动则会自动执行部署 :param host: 监听的IP地址. 如果设置为 ``'0.0.0.0'``就可以进行外部访问 :param port: 端口,默认5000 :param options: 这个参数主要是对应run_simple中需要的参数 """ from werkzeug.serving import run_simple if 'debug' in options: self.debug = options.pop('debug') options.setdefault('use_reloader', self.debug) options.setdefault('use_debugger', self.debug) return run_simple(host, port, self, **options)

run很简洁,主要是调用了werkzeug.serving中的run_simple方法。

再打开run_simple的源码

rum_simple()
def run_simple(hostname, port, application, use_reloader=False,

 use_debugger=False, use_evalex=True, extra_files=None, reloader_interval=1, threaded=False, processes=1, request_handler=None, static_files=None, passthrough_errors=False, ssl_context=None): # 这方法还是比较短的,但是注释写得很详细,由于篇幅问题,就把源码中的注释省略了 if use_debugger: from werkzeug.debug import DebuggedApplication application = DebuggedApplication(application, use_evalex) if static_files: from werkzeug.wsgi import SharedDataMiddleware application = SharedDataMiddleware(application, static_files) def inner(): make_server(hostname, port, application, threaded, processes, request_handler, passthrough_errors, ssl_context).serve_forever() if os.environ.get('WERKZEUG_RUN_MAIN') != 'true': display_hostname = hostname != '*' and hostname or 'localhost' if ':' in display_hostname: display_hostname = '[%s]' % display_hostname _log('info', ' * Running on %s://%s:%d/', ssl_context is None and 'http' or 'https', display_hostname, port) if use_reloader: # Create and destroy a socket so that any exceptions are raised before # we spawn a separate Python interpreter and lose this ability. test_socket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM) test_socket.setsockopt(socket.SOL_SOCKET, socket.SO_REUSEADDR, 1) test_socket.bind((hostname, port)) test_socket.close() run_with_reloader(inner, extra_files, reloader_interval) else: inner()

在rum_simple方法中还定义一个嵌套方法inner(),这个是方法的核心部分。

inner()
def inner():

make_server(hostname, port, application, threaded, processes, request_handler, passthrough_errors, ssl_context).serve_forever()

在inner()方法里面,调用make_server(...).serve_forever()启动了服务。

make_server()
def make_server(host, port, app=None, threaded=False, processes=1,

 request_handler=None, passthrough_errors=False, ssl_context=None): """Create a new server instance that is either threaded, or forks or just processes one request after another. """ if threaded and processes > 1: raise ValueError("cannot have a multithreaded and " "multi process server.") elif threaded: return ThreadedWSGIServer(host, port, app, request_handler, passthrough_errors, ssl_context) elif processes > 1: return ForkingWSGIServer(host, port, app, processes, request_handler, passthrough_errors, ssl_context) else: return BaseWSGIServer(host, port, app, request_handler, passthrough_errors, ssl_context)

在make_server()中会根据线程或者进程的数量创建对应的WSGI服务器。Flask在默认情况下是创建BaseWSGIServer服务器。

BaseWSGIServer、ThreadedWSGIServer、ForkingWSGIServer
class BaseWSGIServer(HTTPServer, object):

... 

class ThreadedWSGIServer(ThreadingMixIn, BaseWSGIServer):

"""A WSGI server that does threading.""" ... 

class ForkingWSGIServer(ForkingMixIn, BaseWSGIServer):

"""A WSGI server that does forking.""" ...

可以看出他们之前的继承关系如下

打开BaseWSGIServer的start_server()方法

start_server()
def serve_forever(self):

try: HTTPServer.serve_forever(self) except KeyboardInterrupt: pass

可以看到最终是使用HTTPServer中的启动服务的方法。而HTTPServer是Python标准类库中的接口。

HTTPServer是socketserver.TCPServer的子类

socketserver.TCPServer
如果要使用Python中类库启动一个http server,则类似代码应该是这样的

import http.server
import socketserver

PORT = 8000

Handler = http.server.SimpleHTTPRequestHandler

with socketserver.TCPServer(("", PORT), Handler) as httpd:

print("serving at port", PORT) httpd.serve_forever()

至此,整个服务的启动就到这里就启动起来了。

这个过程的调用流程为

graph TD

A[Flask]-->B[app.run]
B[app.run]-->C[werkzeug.run_simple]
C[werkzeug.run_simple]-->D[BaseWSGIServer]
D[BaseWSGIServer]-->E[HTTPServer.serve_forever]
E[HTTPServer.serve_forever]-->F[TCPServer.serve_forever]
0x04 总结一下
WSGI是WEB服务器与WEB应用之间交互的接口规范。werkzeug是实现了这一个规范的函数库,而Flask框架是基于werkzeug来实现的。
我们从Flask.run()方法启动服务开始,追踪了整个服务启动的流程。

0x05 学习资料
https://werkzeug.palletsprojects.com/en/0.15.x/
https://palletsprojects.com/p/flask/
https://docs.python.org/3/library/http.server.html#module-http.server
关于我
一个有思想的程序猿,终身学习实践者,目前在一个创业团队任team lead,技术栈涉及Android、Python、Java和Go,这个也是我们团队的主要技术栈。
Github:https://github.com/hylinux1024
微信公众号:终身开发者(angrycode)
原文地址https://www.cnblogs.com/angrycode/p/11436727.html

原文链接:https://yq.aliyun.com/articles/716594
关注公众号

低调大师中文资讯倾力打造互联网数据资讯、行业资源、电子商务、移动互联网、网络营销平台。

持续更新报道IT业界、互联网、市场资讯、驱动更新,是最及时权威的产业资讯及硬件资讯报道平台。

转载内容版权归作者及来源网站所有,本站原创内容转载请注明来源。

文章评论

共有0条评论来说两句吧...

文章二维码

扫描即可查看该文章

点击排行

推荐阅读

最新文章