flask源码走读

Flask-Origin

源码版本

一直想好好理一下flask的实现,这个项目有Flask 0.1版本源码并加了注解,挺清晰明了的,我在其基础上完成了对Werkzeug的理解部分,大家如果想深入学习的话,可以参考werkzeug_flow.md.

阅读前

为了更容易理解Flask的实现原理，你需要对WSGI协议以及HTTP协议有一些了解，建议先简单浏览下面的基本知识：

• PEP 0333和
  PEP 3333（WSGI实现）
• HTTP概述

Flask内部实现大量依赖于Werkzeug，包括请求和响应对象，路由匹配，URL生成等等，你可以阅读Werkzeug的文档来深入了解这些内容的具体实现。另外，如果你对模板渲染部分的内容感兴趣，也可以考虑阅读Jinja2文档：

• Werkzeug文档
• Jinja2文档

werkzeug源码阅读，可以参考下面的函数打断点，再测试一个请求，理清过程。

其实可以参考简化后web服务实现思路,socket建立后,监听recv到的请求信息(no_wsgi_dome.no_wsgi.Socket._handle)并解析,然后调用相应的app.route对应的view_func.整个过程可以大致分为两部分:
1. app-> werkzeug-> http-> socket 启动端口监听,注册各种方法.
2. socket recv到请求-> 初始化RequestHandlerClass-> 调用Flask.__call__, wsgi_app在请求上下文中执行预处理方法,视图方法,后响应方法等.

flask启动流程，只追溯了app到http再到socket的启动，主流程就是BaseWSGIServer初始化调用了HTTPServer的初始化，进而初始化了BaseServer，在socketserver上启动了服务开始监听端口:

flask.Flask.run -> werkzeug.serving.run_simple ->
werkzeug.serving.run_simple.inner ->werkzeug.serving.make_server ->
BaseWSGIServer->HTTPServer.__init__(self, get_sockaddr(host, int(port),self.address_family), handler) ->
BaseServer.__init__(self, server_address, RequestHandlerClass) ->
werkzeug.serving.run_simple.inner.srv.serve_forever() ->
socketserver.BaseServer.serve_forever 建立socket服务开始监听,当ready也就是有recv到请求时开始 _handle_request_noblock

flask处理请求流程，追溯了socket接受到请求后触发app处理请求的主流程:

curl发出请求->socket接受到请求 ->
SocketServer.BaseServer.serve_forever._handle_request_noblock ->
SocketServer.BaseServer.process_request ->
SocketServer.BaseServer.finish_request ->
socketserver.BaseServer.__init__:self.RequestHandlerClass(request, client_address, self)  ->
这里要找出RequestHandlerClass是如何初始化的,它的真身是什么 ->
socketserver.TCPServer.__init__:BaseServer.__init__(self, server_address, RequestHandlerClass) ->
http.server.HTTPServer(未重写__init__) ->
werkzeug.serving.BaseWSGIServer:HTTPServer.__init__(self, get_sockaddr(host, int(port),self.address_family), handler) (此处handler就是WSGIRequestHandler) ->
RequestHandlerClass的真身已经找到,就是WSGIRequestHandler 也就是说每次请求来了都初始化一个WSGIRequestHandler去处理 ->
处理的入口应该是werkzeug.serving.WSGIRequestHandler.handle可是简单一看并没找到是如何开始处理请求的->
往它的父类BaseHTTPRequestHandler中找也没有 ->
再往上socketserver.StreamRequestHandler ->
找到了SocketServer.BaseRequestHandler.__init__:try:self.handle() 关键点 ->
开始调用子类WSGIRequestHandler中的handle方法 ->
werkzeug.serving.WSGIRequestHandler (注意handler和handle_one_request，WSGIRequestHandler重载了BaseHTTPServer.BaseHTTPRequestHandler中的方法，BaseHTTPRequestHandler由重载了 SocketServer.BaseRequestHandler )->
werkzeug.serving.WSGIRequestHandler.handle_one_request调用werkzeug.serving.WSGIRequestHandler.run_wsgi 开始处理请求 ->
run_wsgi.execute(self.server.app)将请求交予app来处理 ->
flask.Flask.__call__ -> 
flask.Flask.wsgi_app 开始app内的流程，交由wsgi_app在请求上下文中执行预处理方法,视图方法,后响应方法等。

可以看到实现过程中Server,Handler用到了继承并重载，层层包装了web服务

BaseWSGIServer继承了HTTPServer重写了BaseServer.serve_forever(包了一层)，
HTTPServer继承了TCPServer重写了server_bind，
TCPServer继承了BaseServer重写了server_bind，
主要思路要理清socket接受接请求后如何用请求触发调用app,这里主要是SocketServer.BaseRequestHandler.__init__:try:self.handle() 这个__init__才是处理请求真正开始的地方.

进一步

1. web的最原始的实现见 no_wsgi_dome ,不使用werkzeug,不使用wsgi约束,只是用socket如何实现http服务.这个对理解wsgi对http以及socket的封装有很好的借鉴意义.
2. 补充了本地上下文相关的本地线程、本地堆栈、本地代理,并写了个LocalProxy_dome.py 辅助理解flask中是如何使用LocalProxy的。
3. 我通过打断点,理通了app的启动和接受请求到处理请求的过程,可以参考werkzeug_flow.md配合flask_dome.py并手动打断点尝试一下.
4. 根据下面的提示,自己理一下吧.
   • Flask中的请求响应循环
   • 路由系统
   • 本地上下文
   • 请求与响应对象
   • session
   • 蓝本
   • 模板渲染

最后,要是觉得不错的话,点个赞支持一下吧,相关源码都放到了 我的github.