django源码分析

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在python web开发方面，客户端请求服务端，服务端作出响应，返回数据。服务端涉及两部分：服务器(server)和应用程序(application)。WSGI 是python在server和application之间约定的协议。

application/应用程序 def simple_app(environ, start_response): """可能是最简单的处理了""" status = '200 OK' response_headers = [('Content-type', 'text/plain')] start_response(status, response_headers) return ['Hello world!\n'] # 返回结果必须可迭代

除了方法以外, 还可以用实现了 call 的类实现.

它会被服务器调用, environ 是一个字典, 包含了环境变量, REQUEST_METHOD,SCRIPT_NAME,QUERY_STRING 等; start_response 是一个回调函数, 会在 simple_app 中被调用, 主要用来开始响应 HTTP. start_response 原型大概是这样:

def start_response(status, response_headers, exc_info=None): ... return write # 返回这 write 函数只是为了兼容之前的 web 框架, 新的框架根本用不到.

参数有 status 即状态码; response_headers HTTP 头, 可以修改; exc_info 是与错误相关的信息, 在产生相应数据过程中可能发生错误, 这时需要更新 HTTP 头部, 通过再次调用 start_response 可以实现. 因此更为详尽的实现写法可能是这种:

def start_response(status, response_headers, exc_info=None): if exc_info: try: # do stuff w/exc_info here finally: exc_info = None # Avoid circular ref. return write Server/服务器

在服务器方面, 可以想象最简单的工作就是调用 simple_app(), 然后向客户端发送数据:

result = simple_app(environ, start_response) #名字不一定为 simple_app try: for data in result: if data: # don't send headers until body appears write(data) if not headers_sent: write('') # send headers now if body was empty finally: if hasattr(result, 'close'): result.close() python wsgiref 模块

Django 是如何实现 WSGI 的. Django 其内部已经自带了一个方便本地测试的小服务器, 所以在刚开始学习 Django 的时候并不需搭建 apache 或者 nginx 服务器. Django 自带的服务器基于 python wsgiref 模块实现, 它自带的测试代码:

# demo_app() 是 application def demo_app(environ,start_response): from StringIO import StringIO stdout = StringIO() print >>stdout, "Hello world!" print >>stdout h = environ.items(); h.sort() for k,v in h: print >>stdout, k,'=', repr(v) start_response("200 OK", [('Content-Type','text/plain')]) return [stdout.getvalue()] def make_server( host, port, app, server_class=WSGIServer, handler_class=WSGIRequestHandler ): """Create a new WSGI server listening on `host` and `port` for `app`""" server = server_class((host, port), handler_class) server.set_app(app) return server if __name__ == '__main__': httpd = make_server('', 8000, demo_app) sa = httpd.socket.getsockname() print "Serving HTTP on", sa[0], "port", sa[1], "..." import webbrowser webbrowser.open('http://localhost:8000/xyz?abc') httpd.handle_request() # serve one request, then exit

make_server() 中 WSGIServer 类已经作为服务器类, 负责接收请求, 调用 application 的处理, 返回相应;

WSGIRequestHandler 作为请求处理类, 并已经配置在 WSGIServer 中; 接着还设置了 WSGIServer.application 属性(set_app(app)); 返回 server 实例.

接着打开浏览器, 即发起请求. 服务器实例 WSGIServer httpd 调用自身 handle_request() 函数处理请求. handle_request() 的工作流程如下:请求–>WSGIServer 收到–>调用 WSGIServer.handle_request()–>调用 _handle_request_noblock()–>调用 process_request()–>调用 finish_request()–>finish_request() 中实例化 WSGIRequestHandler–>实例化过程中会调用 handle()–>handle() 中实例化 ServerHandler–>调用 ServerHandler.run()–>run() 调用 application() 这才是真正的逻辑.–>run() 中在调用 ServerHandler.finish_response() 返回数据–>回到 process_request() 中调用 WSGIServer.shutdown_request() 关闭请求(其实什么也没做)

ps: 明明 application 是 WSGIServer 的属性, 为什么会在 ServerHandler 中调用? 因为在实例化 WSGIRequestHandler 的时候 WSGIServer 把自己搭进去了, 所以在 WSGIRequestHandler 中实例化 ServerHandler 时候可以通过 WSGIRequestHandler.server.get_app() 得到真正的 application.

总结

从上面可以得到, 启动服务器的时候, 无论以什么方式都要给它传递一个 application(), 是一个函数也好, 一个实现了 call 的类也好; 当请求到达服务器的时候, 服务器自会调用 application(), 从而得到相应数据. 至于, 对请求的数据如何相应, application() 中可以细化.

确实, 其中的调用链太过长, 这期间还没有加入 HTTP 头的分析(提取 Cookie等). 如果只为响应一个 “helloworld”, 在 WSGIServer.finish_request() 中直接相应数据就好了, WSGIRequestHandler 和 ServerHandler 类可以直接省去, 而只需要你提供一个 application()! 但事实上, 并不只是相应 “helloworld” 那样简单…

关于 Django 中的 WSGI 如何, 下一节再说. Django 源码剖析从这里开始! 我已经在 github 备份了 Django 源码的注释: Decode-Django, 有兴趣的童鞋 fork 吧. 本文结合 python wsgiref, BaseHTTPServer.py, SocketServer.py 模块源码看更好.

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