廖老师python教程实战Day5-编写web框架理解

对于每个传进来的url，使用异步IO来处理url

异步IO是如何来处理url的？

async def init(loop):
    await orm.create_pool(loop=loop, host='127.0.0.1', port=3306, user='www', password='www', db='awesome')
    app = web.Application(loop=loop, middlewares=[
        logger_factory, response_factory
    ])
    init_jinja2(app, filters=dict(datetime=datetime_filter))
    add_routes(app, 'handlers')
    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

首先先连接数据库

await orm.create_pool(loop=loop, host='127.0.0.1', port=3306, user='www', password='www', db='awesome')

连接数据库之后会根据aiohttp来构造一个app类

app = web.Application(loop=loop, middlewares=[
        logger_factory, response_factory
    ])

把app类与线程绑定并为app类添加middlewares

注册模板

init_jinja2(app, filters=dict(datetime=datetime_filter))

注册url处理函数

add_routes(app, 'handlers')

添加静态文件

add_static(app)

这样，app类就拥有了我们想要的功能接下来就是把app类返回用来处理传进来的url

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

一个很重要的问题

url处理函数是如何注册的？

看一下coroweb.py中的add_routes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]), name)
    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 method and path:
                add_route(app, fn)

等价于import handlers

获取url处理函数的函数对象

为什么要获取url处理函数的函数对象？

因为目前为止，url处理函数并没有注册

add_routes不是用来注册url处理函数的吗？为什么到现在还没有注册？

看一下aiohttp官方文档是怎么注册一个url处理函数的

from aiohttp import web

async def handle(request):
    name = request.match_info.get('name', "Anonymous")
    text = "Hello, " + name
    return web.Response(text=text)

app = web.Application()
app.router.add_get('/', handle)
app.router.add_get('/{name}', handle)

web.run_app(app)

很明显add_routes并没有出现app.route.add_get()

其实add_routes只是用来批量注册的，避免写成这样：

add_route(app, handles.index)
add_route(app, handles.blog)
add_route(app, handles.create_comment)

接下来就是要处理url处理函数了，在add_route函数中将其注册

if callable(fn):
            method = getattr(fn, '__method__', None)
            path = getattr(fn, '__route__', None)
            if method and path:
                add_route(app, fn)

好了，将目标转换到add_route函数吧

def add_route(app, fn):
    method = getattr(fn, '__method__', None)
    path = getattr(fn, '__route__', None)
    if path is None or method is None:
        raise ValueError('@get or @post not defined in %s.' % str(fn))
    if not asyncio.iscoroutinefunction(fn) and not inspect.isgeneratorfunction(fn):
        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))

method，path从何而来？

通过装饰器，在url处理函数中加上属性__method和__route__，注意函数也是一个对象

装饰器是如何起作用的？

def get(path):
    '''
    Define decorator @get('/path')
    '''
    def decorator(func):
        @functools.wraps(func)
        def wrapper(*args, **kw):
            return func(*args, **kw)
        wrapper.__method__ = 'GET'
        wrapper.__route__ = path
        return wrapper
    return decorator

@get('/')
async def index(request):
    users = await User.findAll()
    return {
        '__template__': 'test.html',
        'users': users
    }

相当于get(index)，参数什么的直接返回不用修改，再加上了两个属性__method__和__route__

这样，获取方法和路径就可以通过获取url处理函数的属性__method和__route__就行了

接下来就要进行注册url处理函数了

app.router.add_route(method, path, RequestHandler(app, fn))

RequestHandle类中有__callable__方法，因此RequestHandler(app, fn)相当于创建了一个url处理函数，函数名就是fn

为什么要通过RequestHandler类来创建url处理函数，前面不是已经有url处理函数了吗？为什么不直接拿来用？

答案就是我们要通过HTTP协议来判断在GET或者POST方法中是否丢失了参数，如果判断方法编写在url处理函数中会有很多重复代码，因此用类来封装一下

来看一个HTTP协议吧

当我们访问一个url时，HTTP都做了些什么

访问廖老师的python教程

https://www.liaoxuefeng.com/wiki/0014316089557264a6b348958f449949df42a6d3a2e542c000

HTTP会自动构造一个请求：

Accept:text/html,application/xhtml+xml,application/xml;q=0.9,image/webp,image/apng,*/*;q=0.8
Accept-Encoding:gzip, deflate, br
Accept-Language:zh-CN,zh;q=0.9
Cache-Control:max-age=0
Connection:keep-alive
Cookie:atsp=1513410396128_1513410396776; Hm_lvt_2efddd14a5f2b304677462d06fb4f964=1513308035,1513336392,1513396663,1513410397; Hm_lpvt_2efddd14a5f2b304677462d06fb4f964=1513410466
Host:www.liaoxuefeng.com
Referer:https://www.liaoxuefeng.com/wiki/001434446689867b27157e896e74d51a89c25cc8b43bdb3000
Upgrade-Insecure-Requests:1
User-Agent:Mozilla/5.0 (Windows NT 10.0; WOW64) AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko) Chrome/63.0.3239.84 Safari/537.36

如果链接存在，HTTP会自动构造一个响应：

Connection:keep-alive
Content-Encoding:gzip
Content-Security-Policy:upgrade-insecure-requests
Content-Type:text/html; charset=utf-8
Date:Sat, 16 Dec 2017 07:49:37 GMT
Server:nginx/1.10.3 (Ubuntu)
Transfer-Encoding:chunked
X-Host:liaoxuefeng-2
X-Response-Time:24ms

看一下RequestHandler类吧

async def __call__(self, request):

注意request参数

当我们处理url时是通过url处理函数来处理的

再观察一下url处理函数index

@get('/')
async def index(request):
    users = await User.findAll()
    return {
        '__template__': 'test.html',
        'users': users
    }

经过装饰器的修饰后，index函数包含了请求方法GET/POST，请求路径path，以及HTTP请求头request，如何获取请求头呢？

request参数实际上是一个继承于class aiohttp.web.BaseRequest的实例，而aiohttp.web.BaseRequest类包含了一个请求所携带的所有HTTP信息

如果我们想要获得请求头中的cookie就可以这样写：

request.cookie

_callable_中的参数是如何获取的？

答案是通过先前定义的函数

def __init__(self, app, fn):
        self._app = app
        self._func = fn
        self._has_request_arg = has_request_arg(fn)
        self._has_var_kw_arg = has_var_kw_arg(fn)
        self._has_named_kw_args = has_named_kw_args(fn)
        self._named_kw_args = get_named_kw_args(fn)
        self._required_kw_args = get_required_kw_args(fn)

这几个函数是用来干什么的？

答案是获取url中的参数

怎么获取的？

先来构造一个url

http://127.0.0.1/api/comments

这个url对应的url处理函数为

@get('/api/comments')
def api_comments(*, page='1'):
    return ...

再来看看这几个函数的输出

has_request_arg --> (*, page='1')
has_var_kw_arg --> OrderedDict([('page', "page='1'">)])
has_named_kw_args --> OrderedDict([('page', "page='1'">)])
get_named_kw_args --> OrderedDict([('page', "page='1'">)])
get_required_kw_args --> OrderedDict([('page', "page='1'">)])

输出都是一样的，但是为什么要定义四个函数而不是定义一个函数？

为了程序的健壮性

if self._has_var_kw_arg or self._has_named_kw_args or self._required_kw_args:

如果三次都为None，那就说明参数实在是自己跑了

if self._has_var_kw_arg or self._has_named_kw_args or self._required_kw_args:
    if request.method == 'POST':
        if not request.content_type:
            return web.HTTPBadRequest('Missing Content-Type.')
            ct = request.content_type.lower()
            if ct.startswith('application/json'):
                params = await request.json()
                if not isinstance(params, dict):
                    return web.HTTPBadRequest('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()
                kw = dict(**params)
            else:
                return web.HTTPBadRequest('Unsupported Content-Type: %s' % request.content_type)
        if request.method == 'GET':
            qs = request.query_string
            if qs:
                kw = dict()
                for k, v in parse.parse_qs(qs, True).items():
                    kw[k] = v[0]

为什么处理POST方法和GET方法的程序不一样？

因为POST需要处理用户输入的数据比如说创建用户时用户所输入的数据

在这里借评论区一位大佬的网站一用

http://www.face-python.wang/

进入注册页面

用户名输入lalala

email输入[email protected]

密码随便编一个提交

利用wireshark进行抓取HTTP

这样不用解释就知道下面的代码要干啥了

if request.method == 'POST':
                if not request.content_type:
                    return web.HTTPBadRequest('Missing Content-Type.')
                ct = request.content_type.lower()
                if ct.startswith('application/json'):
                    params = await request.json()
                    if not isinstance(params, dict):
                        return web.HTTPBadRequest('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()
                    kw = dict(**params)

相比于处理POST方法来说，处理GET方法就简单了许多

if request.method == 'GET':
            qs = request.query_string
            if qs:
                kw = dict()
                for k, v in parse.parse_qs(qs, True).items():
                    kw[k] = v[0]

主要是处理带参数的url

聊完了判断，接着就以前面的HTTP方法为POST的kw做一个结尾吧

从前面的图片可以知道kw里面存的是什么

来看看关于用户注册功能的url注册函数的输出吧

INFO:root:add route POST /api/users => api_register_user(email, name, passwd)
has_request_arg --> (*, email, name, passwd)
has_var_kw_arg --> OrderedDict([('email', "email">), ('name', "name">), ('passwd', "passwd">)])
has_named_kw_args --> OrderedDict([('email', "email">), ('name', "name">), ('passwd', "passwd">)])
get_named_kw_args --> OrderedDict([('email', "email">), ('name', "name">), ('passwd', "passwd">)])
get_required_kw_args --> OrderedDict([('email', "email">), ('name', "name">), ('passwd', "passwd">)])

很明显和kw里面的k一一对应，为了防止不必要的参数，还是做一下判断吧

if not self._has_var_kw_arg and self._named_kw_args:
    remove all unamed kw:
    copy = dict()
    for name in self._named_kw_args:
        if name in kw:
            copy[name] = kw[name]
            kw = copy

但是这还不够，kw只存了用户注册的数据，url的路径还没有存入kw

for k, v in request.match_info.items():
    if k in kw:
        logging.warning('Duplicate arg name in named arg and kw args: %s' % k)
        kw[k] = v

当然啦，还有有request实例，这个是在构造url处理函数中必不可少的参数

if self._has_request_arg:
    kw['request'] = request

再检查一遍参数：

 if self._required_kw_args:
    for name in self._required_kw_args:
        if not name in kw:
            return web.HTTPBadRequest('Missing argument: %s' % name)

然后把参数传入函数fn

再来看一下add_route函数把

这时候对于一个url处理函数我们已经获得了必要的参数，最后一步便是注册！

app.router.add_route(method, path, RequestHandler(app, fn))

参考文档：
[1]aiohttp
[2]urllib.parse
[3]the-meaning-of-the-module-name
[4]Python rfind()方法
[5]wireshare抓包教程
[6]Python import() 函数

理解难免会有偏差，敬请指正！

勘误表：
错误1：
对于每个传进来的url，使用线程来处理url
线程是如何来处理url的？
更正：
对于每个传进来的url，使用异步IO来处理url
异步IO是如何来处理url的？

感谢评论区里的@小轲轲指明错误