今天重新梳理网络编程的时候，想到对于部分应用，他们的数据流是按照http协议，中间经过其他协议层，最后通过底层的物理层到达服务器的，这使我想到了Requests库。Requests库就像我们常用的浏览器，搞清楚了Requests的实现，就基本搞清楚了网络编程客户端方向的数据处理流程，以及经常提到的网络协议在编程过程中的具体体现和代表。
现在就以requests库为例，TCP/IP协议和socket，梳理一下数据流从应用层经过哪些函数，最后到达链路层，并最后通过链路层到达服务器的。
代码如下：
import requests
res = request.get("www.baidu.com" )
上面简单的两句代码就完成了我们通过浏览器访问www.baidu.com的功能。既然requests库的重要功能之一就是作为HTTP客户端，那么它传输的数据应该是一个按照HTTP协议组织的数据，这个数据如何生成，其实就是一个Request数据结构。
request.get其实就是调用api模块中的get方法，get方法是调用api模块中的request方法，而request方法调用的是session模块中Session对象中的request方法，而request方法中会根据request.get方法传进来的参数生成一个Request对象，然后将Request对象作为参数并调用Session对象中的prepare_request函数进一步处理生成请求需要的request对象，这时候的request对象可以理解为一个基础的数据存储，后面会根据具体的请求协议再次封装。
对于上面的例子，下一步就是选用合适的适配器，依据request封装的请求数据并按照对应的访问协议，将request对象数据再次封装成相应协议的数据格式，本例中就是http协议。在requests库中的体现如下。
在Session完成基本request封装之后，就开始调用自身的send函数开始请求，请求的真正操作放是依据请求协议调用对应的适配器，请求协议体现在哪儿呢？其实就是我们在使用request.get("www.baidu.com" )时指定了，因此，这里就是http协议，因此Session中获取的适配器就是HTTPAdapter类，所以Session对象中的send函数中调用的adapter.send()其实就是HTTPAdapter的send函数，HTTPAdapter.send函数中就已经开始真正向服务器发起连接，然后提交请求数据了。
HTTPAdapter.send函数提交请求，提交之前必须连接服务器，因此调用了urllib3的PoolManager，之所以采用PoolManager，其实跟常用的线程池的思想一样，减少socket的创建连接，提高socket的复用。urllib3库底层其实是调用了socket库进行连接，我们知道socket只是tcp/ip协议的实现，所以，到这里，数据已经从应用层开始流到了网络层。
前面说道HTTPAdapter.send会先去调用HTTPAdapter.get_connection从连接池获取连接，这里的连接池就是urllib3的PoolManager。因此HTTPAdapter.get_connection通过调用PoolManager.connection_from_url函数从requests连接池中获取对应协议的连接池对象。这里的连接池对象其实就是PoolManager调用了urllib3中的connectionpool模块中的HTTPConnectionPool创建的对象，所以最后后面的conn.urlopen其实就是HTTPConnectionPool类中的urlopen。这个连接池中的连接其实是根据ConnectionCls(也就是连接类型)去建立连接的，这里是HTTPConnection对象，请求完成后将HTTPConnection对象放入pool中以便下次复用。
查看requests中的urllib3的connection模块，发现最后中连接就是调用socket库建立socket连接。对于网络请求，我们通常提交的都是域名，而socket需要的是IP，而且我们也知道，浏览器在请求服务器的时候也要经过dns查询，获取到服务器的IP，那么对于requests库，哪一步的哪个函数做了这部分的事情呢？答案是socket库中的getaddrinfo函数。
看看getaddrinfo函数说明
socket.getaddrinfo(host, port, family=0, socktype=0, proto=0, flags=0)
#根据给定的参数host/port，相应的转换成一个包含用于创建socket对象的五元组，
#参数host为域名，以字符串形式给出代表一个IPV4/IPV6地址或者None.
#参数port如果字符串形式就代表一个服务名，比如“http”"ftp""email"等，或者为数字，或者为None
#参数family为地主族，可以为AF_INET ，AF_INET6 ，AF_UNIX.
#参数socketype可以为SOCK_STREAM(TCP)或者SOCK_DGRAM(UDP)
#参数proto通常为0可以直接忽略
#参数flags为AI_*的组合，比如AI_NUMERICHOST，它会影响函数的返回值
#附注：给参数host,port传递None时建立在C基础，通过传递NULL。
#该函数返回一个五元组(family, socktype, proto, canonname, sockaddr)，同时第五个参数sockaddr也是一个二元组(address, port)
到这里，也就是说HTTPAdapter.get_connection从requests的连接池中取出对应的连接池对象，这里是HTTPConnectionPool对象，然后这个HTTPConnectionPool连接池对象里面有一个pool对象，其实是一个deque，保存着前面请求时使用的socket连接对象。
在requests的代码调用中，HTTPAdapter.send函数里面调用的conn.urlopen()访问服务器其实就是HTTPConnectionPool类的urlopen，因此，接下来关注HTTPConnectionPool类urlopen即可。(简单的总结下来，adapter.send函数先根据协议从连接池中获取对应的连接池对象，再通过连接池对象的urlopen去访问服务器，而连接池对象中有对应的socket连接池。）
而通过分析requests库中urllib3的connectionpool模块中的HTTPConnectionPool类的urlopen对象发现，这个urlopen函数调用了HTTPConnectionPool类的_make_request函数，这个函数会调用HTTPConnectionPool对象连接池中的HTTPConnection对象的request函数，而HTTPConnection对象其实就是标准的httplib库中的HTTPConnection类，这个从requests的urllib3/connection模块的开头的import语句也能得到验证(from httplib import HTTPConnection as _HTTPConnection)
总结：
requests.get的内部调用流程：
requests.get -> request() -> Session.request -> Session.send ->adapter.send -> HTTPConnectionPool -> HTTPConnection
其实就是requests库是封装了urllib3库，urllib3自己封装了连接池，并调用httplib库(这个库的关键就是HTTPConnection，这个类包含了底层的socket连接和request请求方法)，httplib库封装了底层的socket库。 dns的解析其实就是socket库中的getaddrinfo函数。
socket：最基础的socket编程库，是TCP/IP协议最直接的实现，实现端对端的网络数据传输
httplib：基于socket库，是最基础最底层的http库，主要是将数据按照http协议组织，然后创建socket连接，将封装的数据发往服务端。
urllib：基于httplib库，主要对url的解析和编码做进一步的处理，比如代理的处理，url编码函数urlencode，同时增加retrival函数实现下载，并缓存，如果在同一个进程中多次请求相同的url，会直接返回缓存，缓存只来源于retrieval函数，urlopen不缓存。
urllib3：基于httplib库，他比urllib更高级的地方在于用PoolManager实现了socket连接复用和线程安全，提高了了效率
requests：基于urllib3，但是比urllib3更高级的是实现了session对象，用session对象保存一些数据状态，进一步提高效率