Tornado开发（一）—— 概述及构成

一．概述

Tornado是用python写的异步web架构库，几行代码就可以写出httpsever和WebSocket server，它是采用python构建 web服务的几种流行的架构之一。

关于Tornado与Django的区别，网文很多，不再描述，笔者选择Tornado而不是Django的主要原因同样是Django包揽太多，灵活度小，而Tornado比较适合中小性网站（不是从性能上讲），这是笔者应用的领域。

本文不是对tornado的系统说明和介绍，而仅是对其关键点的一些解释和笔者的看法，本文的解释大多来自tornado官网http://www.tornadoweb.org/en/stable/index.html，特此说明。

二．环境部署

Tornado的安装比较简单，它是纯python代码，联网安装可用pipinstall tornado完成，或源码下载后，运行python setup.py install完成。

本文的示例在ubunt17.10+python3.6.3下完成。

虽然Tornado是异步web架构，但其缺省的运行方式是单进程单线程，如果处理流程中有一个环节是阻塞的，则整个处理流程的效率就大打折扣了，而文件操作、数据库操作多是同步的（或异步操作难于编写和调试），因此笔者认为多进程的运行方式是Tornado的主要方式。

将Tornado web server多进程运行，可以利用Nginx作代理，然后进行分发，多进程运行后，会话/状态管理是必需的，一般由redis来完成。

因此，如果是比较完整的应用，应安装python, tornado,openssl,nginx和redis。

 三．主要构成

 1.      概述

Tornado是一个异步网络库以及基于此之上的web架构库，因此它包含四个部分：

• 一套适应web应用开发的框架，以这个架构可很快构建web应用；
• 涉及web应用的http协议和websocket协议的实现（客户端/服务器端）；
• 非阻塞的异步网络通讯库；
• 异步操作的协程（coroutine）库。

Tornado虽然支持WSGI，但有限制，本文不涉及与其他应用的集成。

2. Application等类

Application看起来像是参数集合类，在应用启动时初始化，接受大量参数，比如最重要的url路由规则定义，web运行参数等。

HTTPServer类看起来是运行类，它可以将Application作为自己的参数。Application也可以创建HTTPServer并运行。

         IOLoop类就是消息循环、分发，是程序真正的阻塞点。

         几个类大致的关系如下图，在一个应用中，这几个类构成基本的运行框架，它们都是单实例运行。

3. RequestHandler类

RequestHandler是页面的响应类，也就是业务处理的起点和终点。一般情况下，每个页面对应一个类。按照面向对象的观点，所有页面类应置于某个基类之下，这样所有公共的业务都可在该基类中处理，这个我们自己设计的基类同时也是RequestHandler的子类。

对HTTP request的处理，常用功能大致分为以下几类（也是RequestHandler类函数的分类）：

• 对header(包括querystring)的处理：包括若干get和set
• 对body的处理（POST）：对get，可用get_body_argument，对set，实际上就是应答了，可用write，还包括模板的管理
• 对cookie的处理：包括若干get和set，个人感觉加密方式不常用，用服务器端存储敏感内容可适应大多数场景
• 转向redirect：跳转redirect

4. 错误处理

如果程序发生可预见的错误，可raise tornado.web.HTTPError来终止处理，RequestHandler.write_error被调用，产生错误信息发送给客户端。在debug模式下，缺省的错误是产生500错误并产生堆栈追踪信息。

通常，我们需要定制错误页版式，此时，需要重写我们自己设计的页面基类（见上面描述）的write_error方法。

如果某个页面需要与通常的错误处理不同，可以raise tornado.web. Finish来终止处理，，此时就不会调用write_error方法，但在raise之前，将需要发送给客户端的内容（特别的错误页）设置好，finish的意思就是结束处理并发送缓存（如果有）。

关于404错误的定制，与上面稍有不同，先定义一个类：

class My404Handler(RequestHandler):
    # Override prepare() instead of get() to cover all possible HTTP methods.
    def prepare(self):
        self.set_status(404)
        self.render("404.html")

然后在Application类的设置中，添加default_handler_class=My404Handler即可，凡不能被url路由规则处理的请求，都由My404Handler处理。