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HuangYi; 50% |
那么小白决定进一步探索 python web开发更高级一点的技术了，行者建议他从基础入手。
当用户在浏览器中输入网址，浏览器便找到web服务器，向它发起http请求， web服务器再找到web应用程序执行之，并把结果返回给客户端浏览器。
那么做web开发之前首先要有web服务器才行，开发阶段最好使用一个简单方便的开发服务器。 等开发调试完毕，再将代码部署到 apache、lighttpd 等成熟高效的web服务器， 放心，使用python做web开发，最后部署的阶段是很轻松的，在本章的后面便会提到。
开发服务器
那么 python2.5 就自带了一个叫做 wsgiref 模块，它提供一些专业 web 开发所需要的一些基础工具，比如一
个开发服务器：
1 # -*- coding: utf-8 -*-
2 from wsgiref import simple_server
3
4 # 定义一个输出 hello world 和环境变量的简单web应用程序
5 def hello_app(environ, start_response):
6 # 输出 http 头
7 start_response('200 OK', [('Content-type','text/plain')])
8 # 准备输出的内容
9 content = []
10 content.append('Hello world')
11 for key, value in environ.items():
12 content.append('%s : %s' % (key, value))
13 # 输出，根据 wsgi 协议，返回的需要是一个迭代器，返回一个 list 就可以
14 return ['\n'.join(content)]
15
16 # 构造开发服务器对象，设置绑定的地址和端口，并把 hello world 应用程序传给他
17 server = simple_server.make_server('localhost', 8080, hello_app)
18 # 启动开发服务器
19 server.serve_forever()
把以上代码以utf-8编码保存成python程序，不妨命名为 main.py。然后执行上面这个程序后，打开浏览器，随
便访问一个以 http://localhost:8080 开头的网址即可看到 environ 所包含的内容。
wsgiref 带的这个开发服务器调用应用程序所使用的协议叫做 wsgi，wsgiref就是对wsgi协议的 一个参考实现，wsgi 协议内容可以参考：URL ，在这里你只需要知道，hello_app 的第一个参数environ 是包含web环境变量的字典，熟悉 cgi 的朋友可以看做是 cgi 里的环境变量， 里面包含了整个web请求有关的信息(从上面这个程序输出的内容就可以看得出来)，比如请求的路径
（PATH_INFO）， ，是get请求还是post请求（REQUEST_METHOD），cookie（HTTP_COOKIE），客户端的IP（REMOTE_ADDR）等等信
息。
第二个参数 start_response 是一个函数，在返回具体内容之前需要先调用它来输出 http 状态码和响应头。
web应用程序是要和用户进行交互的，意味着我们需要能够得到用户的输入，然后作出相应地 动作。 通常用户通过浏览器访问网站有两种方式，一种是 get 请求，就是直接访问一个URL，另一种是 post 请求，比如用户提交了一个表单。web应用程序可以通过 environ['REQUEST_METHOD'] 来判断是哪种类型
的请求。 get 请求的时候用户可以往URL的后面添加参数来向web应用程序传递数据， web应用程序可以通过 environ['QUERY_STRING'] 来获取这些参数，不过由于URL的长度往往是有限制的， 所以不建议使用get方法来传递的比较大的数据； post 请求的情况下用户通过填写表单来向服务器传递数据，post 提交的数据是没有大小限制的， web应用程序可以通过 environ['wsgi.input'].read() 来从 socket 中逐步读取这些数据。
显然，直接通过 environ 来处理用户输入还是有点麻烦的，小白很快就发现 python世界有一些专门的模块是可以帮忙简化这个事情的。
处理web请求和响应
小白发现有几个模块可以用来处理 web 请求和响应，webob 就是其中之一。
安装 webob 之前我们先安装 setuptools ，一个包管理的工具，到时候可以自动为我们搜索并下载想要的 软件包。 在这个页面 http://pypi.python.org/pypi/setuptools 下面，非windows平台可以下载 .egg 文件 ，然后修改权限直接执行之，或者下载源码包，解压后执行 python setup.py install ， windows平台的用户也可以直接下载 exe 后缀名的可执行安装程序，下载后直接执行就好。
安装完 setuptools 后，安装 webob 就很简单了，打开一个命令行窗口，执行 easy_install webob ， setuptools 能够自动找到最新的版本并自动下载安装。当然，如果嫌它单线程的下载速度有点慢，你也 可以直接到 http://pypi.python.org/pypi 搜到相应的包，手动下载， 然后加压并执行 python setup.py install ，后面的包的安装方法和这里一样。
安装完成后我们可以直接在 python shell 里对 webob 所提供的功能进行试验:
基本使用方法就是这样了，使用一个 Request 类来包装 environ ，然后通过 Request 对象的属性和方法， 对 environ 进行访问。由于只有在 web 环境下才能有一个完整的 environ 字典，为了方便在 python shell 里面进行试验，webob 还提供一种方法可以模拟一个默认的web环境，请看：
1 >>> from webob import Request
2 >>> req = Request.blank('http://localhost:8080/hello?name=python')
3 >>> from pprint import pprint
4 >>> # 自动构建的简易 web 环境
5 >>> pprint(req.environ)
6 {'HTTP_HOST': 'localhost:8080',
7 'PATH_INFO': '/hello',
8 'QUERY_STRING': 'name=python',
9 'REQUEST_METHOD': 'GET',
10 'SCRIPT_NAME': '',
11 'SERVER_NAME': 'localhost',
12 'SERVER_PORT': '8080',
13 'SERVER_PROTOCOL': 'HTTP/1.0',
14 'webob._parsed_query_vars': (MultiDict([('name', 'python')]), 'name=python'),
15 'wsgi.errors': <open file '<stderr>', mode 'w' at 0x00B6F0B0>,
16 'wsgi.input': <cStringIO.StringI object at 0x00B6A2F0>,
17 'wsgi.multiprocess': False,
18 'wsgi.multithread': False,
19 'wsgi.run_once': False,
20 'wsgi.url_scheme': 'http',
21 'wsgi.version': (1, 0),
22 'wsgiorg.routing_args': ((), {})}
23 >>> # 通过 Request 的属性可以更方便地进行访问
24 >>> req.method
25 'GET'
26 >>> req.host
27 'localhost:8080'
28 >>> req.path
29 '/hello'
30 >>> req.query_string
31 'name=python'
32 >>> # 可以通过字典的方式直接访问 get 参数
33 >>> req.GET['name']
34 'python'
35 >>> # 和 post 数据，显然，这不是一个 post 请求
36 >>> req.POST
37 <NoVars: Not a form request>
38 >>> # 不过我们仍然可以模拟一个 post 请求
39 >>> req.method = 'POST'
40 >>> # 手动设置模拟 post 的数据
41 >>> req.body = 'name=python'
42 >>> # 这下就可以了
43 >>> req.POST['name']
44 'python'
45 >>> # 还可以很方便获取 cookie 数据
46 >>> # 先模拟一段客户端请求带来的cookie
47 >>> req.headers['Cookie'] = 'name=python'
48 >>> # 同样，通过字典的方式对 cookie 进行访问
49 >>> req.cookies
50 {'name': 'python'}
同样，web应用程序的响应数据，比如状态码，响应头，设置 cookie 等， webob 都通过 Response 对象进行了包装：
1 >>> from webob import Response
2 >>> # 构造一个 Response对象
3 >>> res = Response(status=200, body='hello world')
4 >>> # 设置响应头
5 >>> res.headers['content-type'] = 'text/plain'
6 >>> # 设置 cookie
7 >>> res.set_cookie('name', 'python', max_age=360, path='/',
8 ... domain='example.org', secure=True)
9 >>> print res
10 200 OK
11 Content-Length: 11
12 content-type: text/plain
13 Set-Cookie: name=python; Domain=example.org; expires="Thu, 25-Sep-2008 14:28:07
14 GMT"; Max-Age=360; Path=/; secure
15
16 hello world
试完了基本功能，就试试把它加入我们的 web 应用程序吧，有个 webob， 那处理业务逻辑的代码就可以通过 Request、Response 对象来跟 web 服务器打交道， 这样我们可以把实现业务逻辑的代码分离开来：
1 # -*- coding: utf-8 -*-
2 from wsgiref import simple_server
3 from webob import Request, Response
4
5 # 专门实现业务的函数，现在简洁多了
6 def hello_app(request):
7 content = []
8 # 获取 get 请求的参数
9 content.append('Hello %s'%request.GET['name'])
10 # 输出所有 environ 变量
11 for key, value in request.environ.items():
12 content.append('%s : %s' % (key, value))
13
14 response = Response(body='\n'.join(content))
15 response.headers['content-type'] = 'text/plain'
16 return response
17
18 # 对请求和响应进行包装
19 def wrapper(environ, start_response):
20 request = Request(environ)
21 response = hello_app(request)
22 # response 对象本身也实现了与 wsgi 服务器之间通讯的协议，
23 # 所以可以帮我们处理与web服务器之间的交互。
24 return response(environ, start_response)
25
26 server = simple_server.make_server('localhost', 8080, wrapper)
27 server.serve_forever()
这样，执行这个程序后，当我们访问地址 http://localhost:8080/hello?name=python 时， 就可以看到 hello python 和后面跟的一串 wsgi 的环境变量了。
模板
但是 web程序大部分时候都是要返回一个 html 页面的，而把一个复杂的 html 页面 代码直接写到python代码里面就太丑陋了，应该把它放到一个模板里去，把页面展现与 业务逻辑分离开来。
python里面的模板引擎主要有mako、genshi、jinja等。mako 主要特点在于模板里面 可以比较方便的嵌入python代码，而且执行效率一流；genshi 的特点在于基于 xml， 非常简单易懂的模板语法，对于热爱xhtml的朋友来说是很好的选择，同时也可以嵌入python 代码，实现一些复杂的展现逻辑；jinja 和 genshi 一样拥有很简单的模板语法，只是不 依赖于 xml 的格式，同样很适合设计人员直接进行模板的制作，同时也可以嵌入python 代码实现一些复杂的展现逻辑。
小白看 mako 挺顺眼的，于是就钻研了它一把。 可以到这里 http://www.makotemplates.org/download.html 找到最新版本的下载地址，下载解压， 然后执行 python setup.py install 就可以了。
下面的代码就是写的一个简单的 mako 模板文件，里面使用 python 的 for 循环来把 data 这个字典的 内容填充到一个html列表（mako模板的详细语法请参考：URL）。
<html>
<head>
<title>简单mako模板</title>
</head>
<body>
<h5>Hello ${name}!</h5>
<ul>
% for key, value in data.items():
<li>
${key} - ${value}
<li>
% endfor
</ul>
</body>
</html>然后要做的就是给模板传递一个叫做 data 的字典对象了，可以编写如下三句代码实现：
执行以上程序，就可以看到通过模板输出的 html 代码了。 功能研究清楚了，小白开始试着把它整合到这个web应用中来， 这个时候小白发现，需要改动的部分主要集中在 hello_app 这个函数了， 因为核心的逻辑就是在这里进行的，小白决定进行一次小小的重构， 把 hello_app 给彻底独立出来，形成单独的模块 controller.py ， 这样 main.py 就变成这样了：
1 # -*- coding: utf-8 -*-
2 from wsgiref import simple_server
3 from webob import Request
4 from controller import hello_app
5
6 def wrapper(environ, start_response):
7 request = Request(environ)
8 response = hello_app(request)
9 return response(environ, start_response)
10
11 server = simple_server.make_server('localhost', 8080, wrapper)
12 server.serve_forever()
而 controller.py 和模板功能整合以后成为：
执行 python main.py ，并访问 http://localhost:8080/hello?name=python 你就可以看到通过模板输出的页
面了。
通过把 hello_app 分离开来， main.py 基本上就固定下来了，以后对业务逻辑的修改就只设计
controller.py 这个文件。
ORM
作为一个动态网站，有很多数据需要持久存储，关系数据库在这方面通常都是不二选择。 当小白向行者问道如何才能简化对数据库的访问时，行者郑重向小白推荐了 sqlalchemy 这个库。
sqlalchemy 是一个 ORM （对象-关系映射）库，提供python对象与关系数据库之间的映射， 可以通过 python 对象很方便地对关系数据库进行操纵，比如使用python代码描述数据库结构， 创建数据库，执行插入、查询、删除等数据库操作，非常方便。除了这些 ORM 的基本功能外， sqlalchemy 还支持Model的继承，自引用(Self-referential)、eager loading、lazy loading 等等， 还可以直接将 Model 映射到自定义的 SQL 语句。可以说既有不输于 Hibernate 的强大功能， 同时不失 Python 的优雅简洁。
在这里 http://www.sqlalchemy.org/download.html 找到最新版本的下载地址，下载解压， 然后执行 python setup.py install 进行安装。
代码胜千言，sqlalchemy 到底可以做什么，直接上代码展示下 sqlalchemy 的基本功能吧：
1 # -*- coding: utf-8 -*-
2 from sqlalchemy.ext.declarative import declarative_base
3
4 # 创建数据库引擎，这里我们直接使用 python2.5 自带的数据库引擎：sqlite，
5 # 直接在当前目录下建立名为 data.db 的数据库
6 engine = create_engine('sqlite:///data.db')
7 # sqlalchemy 中所有数据库操作都要由某个session来进行管理
8 # 关于 session 的详细信息请参考：http://www.sqlalchemy.org/docs/05/session.html
9 Session = scoped_session(sessionmaker(autocommit=False, autoflush=False, bind=engine))
10 Base = declarative_base()
11
12 class Dictionay(Base):
13 # python 对象对应关系数据库的表名
14 __tablename__ = 't_dictionay'
15 # 两个字段：
16 key = Column('key', String(255), primary_key=True)
17 value = Column('value', String(255))
18
19 # 创建数据库
20 Base.metadata.create_all(engine)
21
22 session = Session()
23 for item in ['python','ruby','java']:
24 dictionay = Dictionay(key=item, value=item.upper())
25 session.add(dictionay)
26
27 # 提交session，在这里才真正执行数据库的操作，添加三条记录到数据库
28 session.commit()
29
30 # 查询Dictionary类对应的数据
31 for dictionay in session.query(Dictionary):
32 print dictionay.name, dictionay.value
直接执行这个程序就可以了。 不过这是个单独的 demo，要把放到 web 应用里面，还需要先对它的结构重新组织一下。
先剥离出一个公用的 model.py 文件。
1 # -*- coding: utf-8 -*-
2 from sqlalchemy.ext.declarative import declarative_base
3
4 engine = create_engine('sqlite:///data.db')
5 Session = scoped_session(sessionmaker(autocommit=False, autoflush=False, bind=engine))
6 Base = declarative_base()
7
8 class Dictionay(Base):
9 __tablename__ = 't_dictionay'
10 key = Column('key', String(255), primary_key=True)
11 value = Column('value', String(255))
然后建立一个创建数据库并插入一些测试数据的单独的程序，创建数据库只需要一开始做一次就可以了。
1 # -*- coding: utf-8 -*-
2 # 导入公用的 model 模块
3 from model import Base, Session, Dictionary
4
5 # 创建数据库
6 Base.metadata.create_all(engine)
7
8 # 插入初始数据
9 session = Session()
10 for item in ['python','ruby','java']:
11 dictionay = Dictionay(key=item, value=item.upper())
12 session.add(dictionay)
13
14 session.commit()
最后再将这个功能加入到我们的 web 程序里面来，修改 controller.py 文件：
1 # -*- coding: utf-8 -*-
2 from webob import Response
3 from mako import Template
4 # 导入公用的 model 模块
5 from model import Session, Dictionary
6
7 def hello_app(request):
8 session = Session()
9 # 查询到所有 Dictionary 对象
10 dictionaries = session.Query(Dictionary)
11 # 然后根据 Dictionary 对象的 name、value 属性把列表转换成一个字典
12 data = dict([(dictionary.name, dictionary.value) for dictionary in dictionaries])
13
14 tmpl = Template('./simple.html.html')
15 content = tmpl.render(name=request.GET['name'], data=data)
16 return Response(body=content)
执行 python main.py ，并访问 http://localhost:8080/hello?name=python，就可以看到从数据库中 取出来的三条测试数据了。
TODO 其他组件的介绍
现在让我们回头看一下，我们最终得到了一个什么样的程序。
TODO 成熟 web 框架介绍