【黑马-python进阶】---学习笔记(6）---系统性能监控+基于TCP的Web服务器

1 系统性能定时监控

1.1 系统监控概述

​ 用Python来编写脚本简化日常的运维工作是Python的一个重要用途，在Linux下，有许多系统命令可以时刻监控系统运行的状态；

1.2 psutil

​ **psutil是python system and process utilities缩写，python的系统监控及过程管理的工具，是一个功能强大的跨平台系统管理库。**可以实现命令行中类似ps,top,lsof,netstat,ifconfig,who,df,kill free,nice,ionice,iostant,iotop等等命令的功能，并且以python内置的数据结构形式返回；

1.3 常见功能

1.3.1 获取CPU信息

1.3.2 获取内存信息

1.3.3 磁盘信息

• 使用psutil类似于linux下的fdisk命令，磁盘的利用率以及I/O信息还有分区信息等
  

1.3.4 网络信息

1.3.5 获得开机时间

1.3.6 小结

1.4 系统性能定时监控

• 功能描述（基础版）

1、显示当前服务器CPU的使用率；

2、显示当前服务器内存的使用率；

3、显示当前服务器硬盘的使用率；

4、显示当前服务器网络的收发情况；

5、显示CPU总核心数、总内存、总硬盘；

6、保存日志信息到log.txt文件中；

7、能够直接执行脚本，查看信息；

• 功能描述（升级版）

1、能够定时显示监控数据

• 如果是模块单独运行，就是__ name __== "__ __ main__"
• 如果是被当做模块导入，就不能执行main()
  

1.4.1 yagmail模块发送邮件

• yamail模块使用

实现自动发邮件功能

• （3）空行

  • 用来分离请求头和请求数据，请求头到此结束！！的标志！！

• （4）请求数据

  • 只有post方式提交的时候，才有请求数据！
    

• 2、请求报文格式总结
  

• 3、通过网络调试助手模拟TCP服务器，接收request请求

• 4、小结

  • 请求报文格式
    • （1）请求行
      • 请求方式 资源路径 协议及版本
    • （2）请求头
      • 协议项
      • 协议名：协议值
    • （3）请求空行
      • 分割请求头和请求的主体
    • （4）请求主体
      • 浏览器要发给服务端的内容
      • GET方式没有请求体，POST方式有请求体

3 基于TCP的Web服务器

3.1模拟浏览器实现

• 模拟浏览器请求web服务器的网页过程，使用TCP实现HTTP协议（请求报文格式和响应报文格式）；
  
  
  
• 返回的数据如下：（二进制）
  
• 使用decode()解码后，内容如下：
  
• 小结
  

3.2 模拟Web服务器：返回固定数据

• 目标

  • 实现简单的Web服务器并返回固定数据给浏览器；
    

• 整体功能：

  • 1、Web服务器能够绑定固定端口；

    2、Web服务器能够接收浏览器请求；

    3、Web服务器遵守HTTP协议，并返回“Hello World"字符串给浏览器；

    4、当浏览器关闭后，Web服务器能够显示断开连接；

    5、Web服务器短时间内重启，不会提示address already in use错误；

• 实现步骤

  • 1、导入socket模块；

    2、创建tcp套接字；

    3、设置地址重用；

    4、绑定端口bind；

    5、设置监听listen，最大允许客户端连接数128（套接字由主动变为被动)；

    6、等待客户端连接（能够接收多个客户端连接）；

    7、定义函数，实现客户端信息接收和响应；

    8、接收浏览器请求，并判断请求是否为空；

    9、拼接响应报文；

    10、定义变量保存响应报文内容；

    11、发送响应报文给客户端浏览器；

    12、关闭此次连接的套接字；

• 代码实现：
  
  

• 小结

  • 1、导入模块；
  • 2、创建套接字；
  • 3、设置地址重用

  tcp_server_socket.setsockopt(socket.SOL_SOCKET,socket.SO_REUSEADDR,True)
  

  • 4、绑定端口和IP；
  • 5、设置套接字为被动状态，listen；
  • 6、开始接收客户端连接；

  while True：
  	new_client_socket,ip_port=tcp_server_socket.accept()
      request_handler(new_client_socket,ip_port)
  

  • 7、接收客户端发送的请求协议；
  • 8、判断客户端是否已经下线；
  • 9、拼接响应报文（响应行+响应头+响应空行+响应主体）；
  • 10、发送响应报文；
  • 10、关闭和当前客户端连接；

3.3 模拟Web服务器：返回固定页面

• 目标
  • 实现返回一个固定的html页面给浏览器的Web服务器；
    
• 功能分析

1、Web服务器能够绑定固定端口；

2、Web服务器能够接收浏览器请求；

3、Web服务器遵守HTTP协议，并返回网页index.html的内容给浏览器；

4、当浏览器关闭后，Web服务器能够显示断开连接；

5、Web服务器短时间内重启，不会提示address already in use错误；

• 实现步骤

1、导入socket模块；

2、创建套接字；

3、设置地址重用；

4、绑定端口IP（服务器必须要做的）；

5、设置监听模式，最大允许客户端连接数128，套接字有主动变为被动；

6、等待客户端连接（能够接收多个客户端连接）

7、定义函数，实现客户端信息接收和响应；

8、接收浏览器请求，并判断请求是否为空；

9、拼接响应报文；

10、定义变量保存响应报文内容；

11、打开Index.html文件，并且读取其内容返回给客户端；

12、发送响应报文给客户端浏览器（注意转码问题）；

13、关闭此次连接的套接字；

• 代码实现
  
  

3.4 模拟Web服务器：返回指定页面

• 目标
  • 实现根据浏览器不同请求，返回对应网页资源的Web服务器
    *
    
    
• 功能分析

1、Web服务器能够绑定固定端口；

2、Web服务器端能够接收浏览器请求；

3、Web服务器遵守HTTP协议，根据请求返回指定的html内容给浏览器；

4、当浏览器关闭后，Web服务器能够显示断开连接；

5、Web服务器短时间内重启，不会提示address already in use错误；

• 实现思路

1、导入socket模块；

2、创建tcp套接字；

3、设置地址重用;

4、绑定端口ip地址；

5、设置监听，最大允许客户端连接数128（套接字主动变被动);

6、等待客户端连接（能够接收多个客户端连接）；

7、定义函数，实现客户端信息接收和响应；

8、接收浏览器请求，并判断请求是否为空；

9、拼接响应报文；

10、定义变量保存响应报文内容；

11、获取浏览器发送的请求头信息，分析得到请求html文件路径；

12、根据路径信息，打开指定html文件，并返回内容给客户端浏览器；

13、发送响应报文给客户端浏览器，注意转码问题；

14、关闭此次连接的套接字；

• 代码实现
  
  
  
• 默认首页判断
  

3.5 模拟Web服务器：返回指定页面存在的问题

• 目标
  • 解决资源访问过程中存在的问题
• 1、如果访问的页面不存在怎么办？
  
• 2、默认首页判断
  
• 小结
  

3.6 面向对象封装

• 目标

  • 使用面向对象思想，对Web服务器进行封装

• 功能分析

1、使用面向对象思想进行封装；

2、通过对象方法.start()启动web服务器；

• 实现思路

1、创建HttpServer类；

2、创建HttpServer类的构造方法，并在构造方法中对tcp_server_socket创建初始化；

3、创建start()方法，用来web服务器启动；

• 代码实现
  
  
  

3.7 服务端基础架构构建-1

• 目标

  • 优化代码，分模块开发

• 1、整体功能

1、创建框架构建相关的文件夹；

2、创建app模块文件；

3、在app模块文件中创建application函数（用于处理请求）；

4、将request_handler()中的处理逻辑交由app模块的application函数完成；

5、app模块的application函数返回响应报文；

• 逻辑关系
  
• 文件目录
• 2、代码实现
  
  
  
  

• 小结
  

3.8 服务端基础框架构建-2

• 目标
  • 优化代码，分模块开发
• 1、整体功能

1、创建框架构建相关的文件夹；

2、创建app模块文件；

3、在app模块文件中创建application函数（用于处理请求）；

4、将request_handler()中的处理逻辑交由app模块的application函数完成；

5、app模块的application函数响应数据；

6、创建utils模块，并且在该模块中创建create_http_response（）函数，专门用来拼接响应报文；

7、在app模块的application函数中调用utils模块中的create_http_response（）函数，得到完整的响应报文；

• 小结
  

3.9 使用终端中启动Web服务器

• 目标

  • 能够通过终端指定端口并启动Web服务器
  • 服务器没有pycharm,终端启动很重要！！！

• 1、功能分析
  

• 2、实现思路

1、导入sys模块；

2、通过sys.argv获取参数列表；

3、判断列表长度是否为2，如果不等于2要给出提示，Web服务器启动失败；

4、取出第二个参数，判断是否是一个数字，如果不是一个数组，给出提示，Web服务器启动失败；

5、接收启动参数端口号；

6、修改类构造方法，使用提供的端口号启动Web服务器；

• 3、准备工作
  

• 小结
  

3.10 案例：网游服务器

• 目标
  • 利用Web服务器选择发布Web项目
• 1、功能分析

1、使用浏览器打开指定地址；

2、游戏运行方启动服务器，选择要发布的游戏

3、客户端刷新浏览器即可畅玩新的游戏；

• 2、实现思路

1、定义初始化项目的方法；

2、定义字典保存项目路径 字典格式：key=项目名称 value=路径

3、循环获取字典中的所有Key；

4、根据Key获取游戏的主目录；

5、设置实例属性，保存主目录；

6、修改Web服务器的目录为实例属性保存的主目录；

• 3、核心代码
  

• enumerate会将列表变成一个带索引的元组数组

• 4、代码实现
  
  
  

• 小结