因为复杂的Web应用程序，光靠一个WSGI(Web Server Gateway Interface)函数来处理还是太底层了，我们需要在WSGI之上再抽象出Web框架(比如
Aiohttp、Django、Flask等)，从而进一步简化Web开发。
在day1编写web app骨架因为要实现协程，所以运用的是aiohttpweb框架。那么现在为何又要重新编写一个新的web框架呢，这是因为从使用者的角度来说，aiohttp相对比较底层，想要使用框架时编写更少的代码，就只能在aiohttp框架上封装一个更高级的框架。
Web框架的设计是完全从使用者出发，目的是让框架使用者编写尽可能少的代码。
因此我们希望框架使用者可以摒弃复杂的步骤，这次新创建的框架想要达到的预期效果是：只需编写函数(不然就要创建async def handle_url_xxx(request): ...这样的一大推东西)，透过新建的Web框架就可以实现相同的效果。同时，这样编写简单的函数而非引入request和web.Response还有一个额外的好处，就是可以单独测试，否则，需要模拟一个request才能测试。
因为是以aiohttp框架为基础，要达到上述预期的效果，也是需要符合aiohttp框架要求，因此就需要考虑如何在request对象中，提取使用者编写的函数中需要用到的参数信息，以及如何将函数的返回值转化web.response对象并返回。
1. 编写URL处理函数
1.1 aiohttp编写URL处理处理函数
day1的URL处理函数比较简单，因为day1的的URL处理函数没有真正意义上使用到request参数，但总体上差不多。
使用aiohttp框架，编写一个URL处理函数大概需要几步：
第一步，添加协程装饰器
async def handle_url_xxx(request):
...第二步，对request参数进行操作，以获取相应的参数
url_param = request.match_info['key']
query_params = parse_qs(request.query_string)第三步，就是构造Response对象并返回
text = render('template', data)
return web.Response(text.encode('utf-8'))而新创建的web框架希望可以封装以上一些步骤，在使用时，更加方便快捷。
1.2 新建web框架编写URL处理函数
1.2.1 @get和@post
Http定义了与服务器交互的不同方法，最基本的方法有4种，分别是GET，POST，PUT，DELETE。URL全称是资源描述符，我们可以这样认为：一个URL地址，它用于描述一个网络上的资源，而HTTP中的GET，POST，PUT，DELETE就对应着对这个资源的查，改，增，删4个操作。
建议：
1、get方式的安全性较Post方式要差些，包含机密信息的话，建议用Post数据提交方式；
2、在做数据查询时，建议用Get方式；而在做数据添加、修改或删除时，建议用Post方式；
把一个函数映射为一个URL处理函数，可以先构造一个装饰器，用来存储、附带URL信息，这里使用了偏函数。
#这里运用偏函数，一并建立URL处理函数的装饰器，用来存储GET、POST和URL路径信息
import functools
def Handler_decorator(path,*,method):
def decorator(func):
@functools.wraps(func)#更正函数签名
def wrapper(*args,**kw):
return func(*args,**kw)
wrapper.__route__ = path #存储路径信息,注意这里属性名叫route
wrapper.__method__ = method #存储方法信息
return wrapper
return decorator
get = functools.partial(Handler_decorator,method = 'GET')
post = functools.partial(Handler_decorator,method = 'POST')
1.2.3 定义RequestHandler
参考网站：关于inspect
- 使用者编写的URL处理函数不一定是一个coroutine，因此我们用RequestHandler()来封装一个URL处理函数。
RequestHandler是一个类，创建的时候定义了__call__()方法，因此可以将其实例视为函数。RequestHandler目的就是从URL函数中分析其需要接收的参数，从request中获取必要的参数，调用URL函数。(要完全符合aiohttp框架的要求，就需要把结果转换为web.Response对象，而这步骤并不是像教程所说在这阶段实现，而是在后面创建middleware的工厂函数时实现。)
import inspect,asyncio
from web_app.APIError import APIError
from aiohttp import web
from urllib import parse
#运用inspect模块，创建几个函数用以获取URL处理函数与request参数之间的关系
def get_required_kw_args(fn): #收集没有默认值的命名关键字参数
args = []
params = inspect.signature(fn).parameters #inspect模块是用来分析模块，函数
for name, param in params.items():
if str(param.kind) == 'KEYWORD_ONLY' and param.default == inspect.Parameter.empty:
args.append(name)
return tuple(args)
def get_named_kw_args(fn): #获取命名关键字参数
args = []
params = inspect.signature(fn).parameters
for name,param in params.items():
if str(param.kind) == 'KEYWORD_ONLY':
args.append(name)
return tuple(args)
def has_named_kw_arg(fn): #判断有没有命名关键字参数
params = inspect.signature(fn).parameters
for name,param in params.items():
if str(param.kind) == 'KEYWORD_ONLY':
return True
def has_var_kw_arg(fn): #判断有没有关键字参数
params = inspect.signature(fn).parameters
for name,param in params.items():
if str(param.kind) == 'VAR_KEYWORD':
return True
def has_request_arg(fn): #判断是否含有名叫'request'参数，且该参数是否为最后一个参数
params = inspect.signature(fn).parameters
sig = inspect.signature(fn)
found = False
for name,param in params.items():
if name == 'request':
found = True
continue #跳出当前循环，进入下一个循环
if found and (str(param.kind) != 'VAR_POSITIONAL' and str(param.kind) != 'KEYWORD_ONLY' and str(param.kind != 'VAR_KEYWORD')):
raise ValueError('request parameter must be the last named parameter in function: %s%s'%(fn.__name__,str(sig)))
return found
#定义RequestHandler,正式向request参数获取URL处理函数所需的参数
class RequestHandler(object):
def __init__(self,app,fn):#接受app参数
self._app = app
self._fn = fn
self._required_kw_args = get_required_kw_args(fn)
self._named_kw_args = get_named_kw_args(fn)
self._has_named_kw_arg = has_named_kw_arg(fn)
self._has_var_kw_arg = has_var_kw_arg(fn)
self._has_request_arg = has_request_arg(fn)
async def __call__(self,request): #__call__这里要构造协程
kw = None
if self._has_named_kw_arg or self._has_var_kw_arg:
if request.method == 'POST': #判断客户端发来的方法是否为POST
if not request.content_type: #查询有没提交数据的格式（EncType）
return web.HTTPBadRequest(text='Missing Content_Type.')#这里被廖大坑了，要有text
ct = request.content_type.lower() #小写
if ct.startswith('application/json'): #startswith
params = await request.json() #Read request body decoded as json.
if not isinstance(params,dict):
return web.HTTPBadRequest(text='JSON body must be object.')
kw = params
elif ct.startswith('application/x-www-form-urlencoded') or ct.startswith('multipart/form-data'):
params = await request.post() # reads POST parameters from request body.If method is not POST, PUT, PATCH, TRACE or DELETE or content_type is not empty or application/x-www-form-urlencoded or multipart/form-data returns empty multidict.
kw = dict(**params)
else:
return web.HTTPBadRequest(text='Unsupported Content_Tpye: %s'%(request.content_type))
if request.method == 'GET':
qs = request.query_string #The query string in the URL
if qs:
kw = dict()
for k,v in parse.parse_qs(qs,True).items(): #Parse a query string given as a string argument.Data are returned as a dictionary. The dictionary keys are the unique query variable names and the values are lists of values for each name.
kw[k] = v[0]
if kw is None:
kw = dict(**request.match_info)
else:
if not self._has_var_kw_arg and self._named_kw_args: #当函数参数没有关键字参数时，移去request除命名关键字参数所有的参数信息
copy = dict()
for name in self._named_kw_args:
if name in kw:
copy[name] = kw[name]
kw = copy
for k,v in request.match_info.items(): #检查命名关键参数
if k in kw:
logging.warning('Duplicate arg name in named arg and kw args: %s' % k)
kw[k] = v
if self._has_request_arg:
kw['request'] = request
if self._required_kw_args: #假如命名关键字参数(没有附加默认值)，request没有提供相应的数值，报错
for name in self._required_kw_args:
if name not in kw:
return web.HTTPBadRequest(text='Missing argument: %s'%(name))
logging.info('call with args: %s' % str(kw))
try:
r = await self._fn(**kw)
return r
except APIError as e: #APIError另外创建
return dict(error=e.error, data=e.data, message=e.message)在上述RequestHandler代码可以看出最后调用URL函数时，URL函数可能会返回一个名叫APIError的错误，那这个APIError又是什么来的呢，其实它的作用是用来返回诸如账号登录信息的错误，这会在day10编写用户注册API里面讲到，此时先按下面封装一些APIError吧：
class APIError(Exception):
'''
基础的APIError，包含错误类型(必要)，数据(可选)，信息(可选)
'''
def __init__(self,error,data = '',message = ''):
super(APIError,self).__init__(message)
self.error = error
self.data = data
self.message = message
class APIValueError(APIError):
'''
Indicate the input value has error or invalid. The data specifies the error field of input form.
表明输入数据有问题，data说明输入的错误字段
'''
def __init__(self,field,message = ''):
super(APIValueError,self).__init__('Value: invalid',field,message)
class APIResourceNotfoundError(APIError):
'''
Indicate the resource was not found. The data specifies the resource name.
表明找不到资源，data说明资源名字
'''
def __init__(self,field,message = ''):
super(APIResourceNotFoundError,self).__init__('Value: Notfound',field,message)
class APIPermissionError(APIError):
'''
Indicate the api has no permission.
接口没有权限
'''
def __init__(self,message = ''):
super(APIPermissionError,self).__init__('Permission: forbidden','Permission',message)2. 编写add_route函数以及add_static函数
参考网站：
- 关于__import__
- 关于rfind
- 关于add_static
- 关于Jinja2
由于新建的web框架时基于aiohttp框架，所以需要再编写一个add_route函数，用来注册一个URL处理函数，主要起验证函数是否有包含URL的响应方法与路径信息，以及将函数变为协程。
以下是代码：
import inspect,asyncio
#编写一个add_route函数，用来注册一个URL处理函数
def add_route(app,fn):
method = getattr(fn,'__method__',None)
path = getattr(fn,'__route__',None)
if method is None or path is None:
return ValueError('@get or @post not defined in %s.'%str(fn))
if not asyncio.iscoroutinefunction(fn) and not inspect.isgeneratorfunction(fn): #判断是否为协程且生成器,不是使用isinstance
fn = asyncio.coroutine(fn)
logging.info('add route %s %s => %s(%s)'%(method,path,fn.__name__,','.join(inspect.signature(fn).parameters.keys())))
app.router.add_route(method,path,RequestHandler(app,fn))#别忘了RequestHandler的参数有两个通常add_route()注册会调用很多次，而为了框架使用者更加方便，可以编写了一个可以批量注册的函数，预期效果是：只需向这个函数提供要批量注册函数的文件路径，新编写的函数就会筛选，注册文件内所有符合注册条件的函数。
代码如下：
#直接导入文件，批量注册一个URL处理函数
def add_routes(app,module_name):
n = module_name.rfind('.')
if n == -1:
mod = __import__(module_name,globals(),locals())
else:
name = module_name[n+1:]
mod = getattr(__import__(module_name[:n],globals(),locals(),[name],0),name)#第一个参数为文件路径参数，不能掺夹函数名，类名
for attr in dir(mod):
if attr.startswith('_'):
continue
fn = getattr(mod,attr)
if callable(fn):
method = getattr(fn,'__method__',None)
path = getattr(fn,'__route__',None)
if path and method: #这里要查询path以及method是否存在而不是等待add_route函数查询，因为那里错误就要报错了
add_route(app,fn)然后添加静态文件夹的路径：
import os,logging
#添加静态文件夹的路径
def add_static(add):
path = os.path.join(os.path.dirname(os.path.abspath(__file__)),'static')#输出当前文件夹中'static'的路径
app.router.add_static('/static/',path)#prefix (str) – URL path prefix for handled static files
logging.info('add static %s => %s'%('/static/',path))添加完静态文件还需要初始化jinja2模板：
from jinja2 import Environment, FileSystemLoader
from datetime import datetime
import json, time
import logging
#初始化jinja2，以便其他函数使用jinja2模板
def init_jinja2(app, **kw):
logging.info('init jinja2...')
options = dict(
autoescape = kw.get('autoescape', True),
block_start_string = kw.get('block_start_string', '{%'),
block_end_string = kw.get('block_end_string', '%}'),
variable_start_string = kw.get('variable_start_string', '{{'),
variable_end_string = kw.get('variable_end_string', '}}'),
auto_reload = kw.get('auto_reload', True)
)
path = kw.get('path', None)
if path is None:
path = os.path.join(os.path.dirname(os.path.abspath(__file__)), 'templates')
logging.info('set jinja2 template path: %s' % path)
env = Environment(loader=FileSystemLoader(path), **options)
filters = kw.get('filters', None)
if filters is not None:
for name, f in filters.items():
env.filters[name] = f
app['__templating__'] = env
def datetime_filter(t):
delta = int(time.time() - t)
if delta < 60:
return u'1分钟前'
if delta < 3600:
return u'%s分钟前' % (delta // 60)
if delta < 86400:
return u'%s小时前' % (delta // 3600)
if delta < 604800:
return u'%s天前' % (delta // 86400)
dt = datetime.fromtimestamp(t)
return u'%s年%s月%s日' % (dt.year, dt.month, dt.day)以上的datetime_filter函数实质是一个拦截器，具体作用在可以看Day8。
3. 编写middleware
参考网站：
- 关于middleware
- 关于response
一轮过后，如何将函数返回值转化为web.response对象呢？
这里引入aiohttp框架的web.Application()中的middleware参数。 middleware是一种拦截器，一个URL在被某个函数处理前，可以经过一系列的middleware的处理。一个middleware可以改变URL的输入、输出，甚至可以决定不继续处理而直接返回。middleware的用处就在于把通用的功能从每个URL处理函数中拿出来，集中放到一个地方。
在我看来，middleware的感觉有点像装饰器，这与上面编写的RequestHandler有点类似。
有官方文档可以知道，当创建web.appliction的时候，可以设置middleware参数，而middleware的设置是通过创建一些middleware factory(协程函数)。这些middleware factory接受一个app实例，一个handler两个参数，并返回一个新的handler。
例如，一个记录URL日志的logger可以作为middle factory简单定义如下:
import logging
async def logger_factory(app,handler):#协程，两个参数
async def logger_middleware(request):#协程，request作为参数
logging.info('Request: %s %s'%(request.method,request.path))#日志
return await handler(request)#返回
return logger_middleware接下来就编写转化得到response对象的middleware factory。
from aiohttp import web
import logging
import json
#函数返回值转化为`web.response`对象
async def response_factory(app,handler):
async def response_middleware(request):
logging.info('Response handler...')
r = await handler(request)
if isinstance(r, web.StreamResponse):
return r
if isinstance(r, bytes):
resp = web.Response(body=r)
resp.content_type = 'application/octet-stream'
return resp
if isinstance(r,str):
if r.startswith('redirect:'): #重定向
return web.HTTPFound(r[9:]) #转入别的网站
resp = web.Response(body=r.encode('utf-8'))
resp.content_type = 'text/html;charsest=utf-8'
return resp
if isinstance(r,dict):
template = r.get('__template__')
if template is None: #序列化JSON那章，传递数据
resp = web.Response(body=json.dumps(r, ensure_ascii=False, default=lambda o: o.__dict__).encode('utf-8')) #https://docs.python.org/2/library/json.html#basic-usage
return resp
else: #jinja2模板
resp = web.Response(body=app['__templating__'].get_template(template).render(**r).encode('utf-8'))
resp.content_type = 'text/html;charset=utf-8'
return resp
if isinstance(r, int) and r >= 100 and r < 600:
return web.Response(r)
if isinstance(r, tuple) and len(r) == 2:
t, m = r
if isinstance(t, int) and t >= 100 and t < 600:
return web.Response(t, str(m))
# default，错误
resp = web.Response(body=str(r).encode('utf-8'))
resp.content_type = 'text/plain;charset=utf-8'
return resp
return response_middleware值得注意得是在参考廖老师的源代码时，意外的发现了一个名叫data_factory的函数，其中思维是我目前远远不能达到的，如果使用其作为middleware参数，那么定义RequestHandler时就不用那么麻烦咯，但不知道老师教程不使用的原因是什么，这里贴一位大神，使用data_factory作为middleware参数编写的关于frame，关于factory代码。
4. 测试运行
最后，当然就要测试一下看能不能跑得动了，一下是代码：
import asyncio
from web_app.webframe import get,post
#编写用于测试的URL处理函数
@get('/')
async def handler_url_blog(request):
body='Awesome
'
return body
@get('/greeting')
async def handler_url_greeting(*,name,request):
body='Awesome: /greeting %s
'%name
return body编写以上代码另存名为webframe_test_handler放在web_app文件夹上。再编写以下代码用于生成页面进行此时：
from aiohttp import web
import asyncio
from web_app.webframe import add_routes,add_static
from web_app.middleware_factories import init_jinja2,datetime_filter,logger_factory,response_factory
import logging; logging.basicConfig(level=logging.INFO)
#编写web框架测试
async def init(loop):
app = web.Application(loop=loop,middlewares=[logger_factory,response_factory])
init_jinja2(app,filters=dict(datetime=datetime_filter),path = r"E:\learningpython\web_app\templates")#初始化Jinja2，这里值得注意是设置文件路径的path参数
add_routes(app,'web_app.webframe_test_handler')
add_static(app)
srv = await loop.create_server(app.make_handler(),'127.0.0.1',9000)
logging.info('Server started at http://127.0.0.1:9000...')
return srv
loop = asyncio.get_event_loop()
loop.run_until_complete(init(loop))
loop.run_forever()最后访问一下http://127.0.0.1:9000网页，awesome~