Web应用的整体架构
之前一直没有系统地学习一下python Web服务器的知识，今天就好好地学习了一下。
如图是一个Web的整体架构：
一、web Server
其实server可以分成两部分，一是WSGI服务器，二是http服务器。
1、Nginx
Nginx在静态资源处理上性能很好，加上了Nginx，就极大减轻了Django的负担。但Nginx绝不仅仅是做静态资源处理器。比如Nginx具有负载均衡功能，此外支持热部署，可以在运行的情况下进行软件升级。此外，它可以支持健康状态检测。即如果后端出现问题，它就不会网后端发送请求，直到后端应用恢复正常。最重要的就是nginx具有高并发的特性，可以缓冲请求，防止WSGI server垮掉。
Nginx的高并发来源于它是采用单线程来异步非阻塞处理请求（管理员可以配置Nginx主进程的工作进程的数量）(epoll)，不会为每个请求分配cpu和内存资源，节省了大量资源，同时也减少了大量的CPU的上下文切换。他同样是采用pre-fork的模式。
我觉得让我感触最深的除了是静态资源的缓存等处理，还有就是可以帮助我拦截一些请求。比如我在建站的时候，发现每天都有一个user_agent是YiSouSPider的客户端访问我，而且访问量特别大，后来我查资料发现它是阿里的一个爬虫。我阻止这个请求的方法很简单：直接在nginx配置文件中配置，如果遇到该客户端就禁止访问，具体如下：
if ($http_user_agent ~* "YisouSpider") {
return 403;
}2、WSGI服务器—Gunicorn
WSGI服务器有多种类型，gunicorn就是其中一个，它负责根据请求调用Web应用。Web应用与服务器之间通过WSGI协议进行通信。
wsgi接口协议，使得我们不必处理底层的东西，如tcp连接、http请求和响应格式等，只需专注于做web业务相关的工作。 wsgi要求开发者自己定义一个http响应函数，用来响应http请求。函数如下：
def application(environ, start_response):
start_response('200 ok', [('content-type', 'text/html')])
return 'hello, web!'
environ包含所有http请求头信息，是一个字典dict，它和cgi环境变量差不多： path_info、request_method、server_name，query_string等等。 start_response是一个发送http响应的函数，它接收两个参数，一个是http响应码，另外一个是http header，它是一个列表list。列表中的元素是一个含有两个str的元祖，这两个字符串其实就是一个是key，一个是value。形式如上面函数。
执行完start_response后，服务器会返回把body，即'hello, web!'给客户端。
http请求的所有输入信息都可以通过environ获得，http响应的输出都可以通过start_response()加上函数返回值作为body。
整个application()函数本身没有涉及到任何解析HTTP的部分，也就是说，底层代码不需要我们自己编写，我们只负责在更高层次上考虑如何响应请求就可以了。
不过，这个application()函数如何进行调用？如果我们自己调用，两个参数environ和start_response我们没法提供，返回的str也没法发给浏览器。所以application()函数必须由WSGI服务器来调用。有很多符合WSGI规范的服务器，uwsgi,Gunicorn等等，FLask，Django都内置了WSGI服务器。
简单调用过程：uWSGI会把接收到的请求按照指定协议解析，然后把解析的结果（譬如：HTTP各请求头数据）设置到environ变量中，接着按照WSGI规范回调web app（uWSGI默认回调application函数，并且传递environ和start_response两个参数），最终web app开始处理请求，并把结果返回给uWSGI。
WSGI服务器会找到app中的application函数（应用服务器使用该函数来与你的代码进行交互），举例： 在Django中， WSGI 服务器从它们的配置中获得application 可调用对象的路径。Django 内建的服务器，叫做runserver 和runfcgi 命令，是从WSGI_APPLICATION 设置中读取它。默认情况下，它设置为
gunicorn采用了pre-fork的多进程模式，并可采用gevent等处理server。每一个进程创建一个应用，一个应用下可接收多个request进行处理，gevent会在协程池中调用协程来处理请求。
更多关于gunicorn的详细介绍，请访问我的文章： Gunicorn
二、Web应用
虽然wsgi很方便，但是对于要开发复杂的web程序来说是很复杂的，因为一个web要包含n多的url，针对于每一个http请求，你都要进行相应的反应，编写响应的函数，例如：
def application(environ, start_response):
method = environ['request_method']
path = environ['path_info']
if method=='get' and path=='/':
return handle_home(environ, start_response)
if method=='post' and path='/signin':
return handle_signin(environ, start_response)
显然这会导致代码很难维护，虽然这比http接口高级不少，但还是很麻烦，因此就出现了很多的框架，flask，django等等。这使得我们编写程序很简单，我们只需要关注实际的处理函数即可，而不必自己去编写wsgi处理函数。
简单介绍一下Flask框架编写的应用。flask是基于werkzeug，所以我又看了看werkzeug的源代码。针对于wsgi函数，werkzeug进行了封装，只需要进行如下操作，例子如下：
def index():
return response('index page')
def application(environ, start_response):
path = environ.get('path_info') or '/'
if path == '/':
response = index()
else:
response = response('not found', status=404)
return response(environ, start_response)
从函数中可以看到，我们不必再封装http headers，至于怎么实现的就需要看werkzeug的code了。
在flask中，werkzeug的这些都不用开发者做了，直接用如下形式：
@app.route('/)
def index():
return 'hello,haibo'
从中可以看出，flask框架让我们完全把精力放在逻辑设计中，专注于写相应处理代码。
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