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PCS304 Python Web应用框架纵论

• Web ~ 互联网的泛称;
• Web应用 ~ 基于互联网的应用简称;
• 框架 ~ Framework,是整个或部分系统的可重用设计,表现为一组抽象构件及构件实例间交互的方法;另一种定义认为,框架是可被应用开发者定制的应用骨架;(前者是从应用方面而后者是从目的方面给出的定义)
  • 框架是可复用的设计构件库
  • 框架就是某种应用的半成品
  • 框架是一个可复用设计,由一组抽象类及其实例间协作关系来表达的
  • 框架是在一个给定的问题领域内,一个应用程序的一部分设计与实现
  • 框架是为解决代码复用问题的一个最靠谱的尝试
  • 框架是,,,
• Python Web应用框架 ~ 由Python实现的面向互联网应用开发的框架!
  • 对于开发者,就是一堆模块和使用这些模块的文档,基于这些框架,可以快速的完成有很高品质的互联网应用系统;而不用要求开发者有多么高深的相关领域经验;
  • 可以说,框架就是游戏里的组合技,掌握了,就立即可以从菜鸟变成高手!

• 不过,在Python 世界,仅仅针对互联网应用的专门框架,就有不下20种!以至有人专门研究:"[http://xlp223.yculblog.com/post.1634226.html 为何有如此多的Python Web实用框架?]"

{{{脚注: 访问地址:http://xlp223.yculblog.com/post.1634226.html 精巧地址:http://tinyurl.com/6yajuo }}}

• 原文出处:[http://bitworking.org/news/Why_so_many_Python_web_frameworks Why so many Python web frameworks?]

{{{脚注: 访问地址:http://bitworking.org/news/Why_so_many_Python_web_frameworks 精巧地址:http://tinyurl.com/6kv9j3 }}} 在此文章中,作者为了展示任何人可以通过Python快速创建自个儿的Web应用框架, 当场使用 8个文件(6个Python脚本,一个页面模板文件,一个服务器脚本)创建并运行了一个含有足够功能的应用框架! 以些来回答了为何有如此多的Python Web实用框架?:

• 因为,实现一个忒简单了!

Joe Gregorio的超级框架

组成

1. model.py ~ 数据库设计模板脚本

      1 from sqlalchemy import Table, Column, String
      2 import dbconfig
      3 
      4 entry_table = Table('entry', dbconfig.metadata,
      5              Column('id', String(100), primary_key=True),
      6              Column('title', String(100)),
      7              Column('content', String(30000)),
      8              Column('updated', String(20), index=True)
      9          )
   

2. dbconfig.py ~ 数据库连接配置脚本

      1 from sqlalchemy import *
      2 metadata = BoundMetaData('sqlite:///tutorial.db')
   

3. manage.py ~ 服务管理脚本

      1 import os, sys
      2 
      3 def create():
      4     from sqlalchemy import Table
      5     import model
      6     for (name, table) in vars(model).iteritems():
      7         if isinstance(table, Table):
      8             table.create()
      9 
     10 def run():
     11     '''使用WSGI模式启动服务
     12     '''
     13     import urls
     14     if os.environ.get("REQUEST_METHOD", ""):
     15         from wsgiref.handlers import BaseCGIHandler
     16         BaseCGIHandler(sys.stdin, sys.stdout, sys.stderr, os.environ).run(urls.urls)
     17     else:
     18         from wsgiref.simple_server import WSGIServer, WSGIRequestHandler
     19         httpd = WSGIServer(('', 8080), WSGIRequestHandler)
     20         httpd.set_app(urls.urls)
     21         print "Serving HTTP on %s port %s ..." % httpd.socket.getsockname()
     22         httpd.serve_forever()
     23 
     24 if __name__ == "__main__":
     25    if 'create' in sys.argv:
     26         create()
     27    if 'run' in sys.argv:
     28         run()
   

4. main.cgi ~ 服务器运行脚本

   import manage
   manage.run()

5. urls.py ~ 基于URL的对象选择器

      1 import selector
      2 import view
      3 
      4 urls = selector.Selector()
      5 urls.add('/blog/', GET=view.list)
      6 urls.add('/blog/{id}/', GET=view.member_get)
      7 urls.add('/blog/;create_form', POST=view.create, GET=view.list)
      8 urls.add('/blog/{id}/;edit_form', GET=view.member_get, POST=view.member_update)
   

6. view.py ~ 基于WSGI应用的多个视图

      1 import robaccia
      2 import model
      3 
      4 def list(environ, start_response):
      5     rows = model.entry_table.select().execute()
      6     return robaccia.render(start_response, 'list.html', locals())
      7 
      8 def member_get(environ, start_response):
      9     id = environ['selector.vars']['id']
     10     row = model.entry_table.select(model.entry_table.c.id==id).execute().fetchone()
     11     return robaccia.render(start_response, 'entry.html', locals())
     12 
     13 def create(environ, start_response):
     14     pass
     15 def create_form(environ, start_response):
     16     pass
     17 def member_edit_form(environ, start_response):
     18     pass
     19 def member_update(environ, start_response):
     20     pass
   

7. robaccia.py ~ 模板处置脚本

      1 import kid
      2 import os
      3 
      4 extensions = {
      5     'html': 'text/html',
      6     'atom': 'application/atom+xml'
      7 }
      8 
      9 def render(start_response, template_file, vars):
     10     ext = template_file.rsplit(".")
     11     contenttype = "text/html"
     12     if len(ext) > 1 and (ext[1] in extensions):
     13         contenttype = extensions[ext[1]]
     14 
     15     template = kid.Template(file=os.path.join('templates', template_file), **vars)
     16     body = template.serialize(encoding='utf-8')
     17 
     18     start_response("200 OK", [('Content-Type', contenttype)])
     19     return [body]
   

8. list.html ~ 页面应用模板

   <?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
   <html xmlns:py="http://purl.org/kid/ns#>">
   <head>
    <title>A Robaccia Blog</title> 
    </head>
   <div py:for="row in rows.fetchall()">
   <h2>${row.title}</h2>
   <div>${row.content}</div>
   <p><a href="./${row.id}/">${row.updated}</a></p>
   </div>
   </html>

使用

1. 创建数据库

   ~$ python manage.py create

2. 通过交互环境,初始化数据

   ~$ python
   Python 2.4.3 (#2, Apr 27 2006, 14:43:58)
   [GCC 4.0.3 (Ubuntu 4.0.3-1ubuntu5)] on linux2
   Type "help", "copyright", "credits" or "license" for more information.
   >>> import model
   >>> i = model.entry_table.insert()
   >>> i.execute(id='first-post', title="Some Title", content="Some pithy text...",  
      updated="2006-09-01T01:00:00Z")
   
   >>> i.execute(id='second-post', title="Moving On", content="Some not so pithy words...",  
      updated="2006-09-01T01:01:00Z")

3. 独立运行

   ~$ python manage.py run
   Serving HTTP on 0.0.0.0 port 8080 ...

   • 也可以部署前述 main.cgi 到各种Web服务器中运行发布应用

能力

• 通过 SQLAlchemy 进行高效对象化的数据库操作

  • SQLAlchemy官方网站 http://www.sqlalchemy.org/

• 使用 WSGI(Web 服务器网关接口)模式运行

  • WSGI官方网站: http://www.wsgi.org/wsgi/What_is_WSGI

  • 精巧地址: http://bit.ly/3IkgU4

• 可对URL进行映射管理
• 使用 Kid 模板系统,高效输出数据

  • Kid官方网站 http://www.kid-templating.org/

  • 精巧地址: http://bit.ly/2YDxPd

是一个完备的,全功能Web应用框架!通过极少的配置和开发,就可以完成一个动态数据展示页面!

现状

正是因为使用Python 能够轻易的将各种即有模块组合出一个Web应用框架来;

所以,不象其它语言世界,仅仅有唯一或是极少数Web应用框架,,,

在Python 世界,有太多太多的应用框架_{,以致于大家被选择哪个所深深困惑! 即怕选择错框架,带来开发的麻烦;又怕一但选定了框架,将来享受不到其它框架更加美妙的特性},患得患失中,痛苦渡日;-)

这里行者们根据一些使用过的框架,综合考虑各种因素,大致的给出比较靠谱的Python Web应用框架理解来,以便帮助大家面对异常丰厚的Python Web应用框架,如何保持"平常心",正确对待各种框架;

回顾

按照笔者接触到框架的时间顺序来排列大致是这样的:

1. Zope
2. Twisted
3. Snakelets

4. CherryPy

5. Quixote
6. Karrigell

7. WukooPy

8. web.py
9. Django

10. TurboGears

11. Pylons
12. Eurasia
13. Web2py
14. Uliweb 这里没有给出详细的开发社区情况,以及笔者体验框架的详细日期和情景,只是大致的列出先后接触/了解/应用框架的顺序;以此为基础,分享一点,对Python Web应用框架的体验:
15. 各个框架都有鲜明的个性! 关注的问题领域各不相同;
16. 各个框架都有明确的社区, 有专门的开发团队来维护~当然有的甚至于就是一个开发人员;
17. 各个框架都能在不同程度上和其它框架/模块联用(这是Python 的胶水特质决定的);

分类

进一步的,根据前述"Joe Gregorio的超级框架",可以明确一个功能完备的Web应用框架,至少应该包含以下方面的功能支持:

1. 服务发布
2. URL分发
3. 模板支持
4. 数据库处理

各种框架一般前三个方面都支持的不错,根据对第4个方面的态度,那么可以大致将所有Python Web应用框架分成以下几类:

平台性框架

这类框架,认为框架不应该依赖数据库,是关注应用的高效构建和运行平台的;Zope和Twisted属于这类,都是非常深遂的框架!

• Zope 开发时间长,引发的影响大,甚至于有人认为:"未来互联网就是Zope";开创了一系列Web应用开发的新技术和理念,形成了宏大的社区和模块树; 虽然学习曲线实在太陡,但是过来人都说:"只要是作Web应用开发,学到底就会发现,其实一切都在Zope 中实现过了!"
• Twisted 也是老牌社区的作品,关注网络应用底层支持,支持几乎所有网络协议,关注企业级的网络服务构建;只是缺少立等可取的应用框架,一切都得用Twisted 去现实,算是提供了成套工具的钻石级工具箱!

轻小型框架

这类框架,认为数据库不是应用的必要因素,是关注友好快速的简单任务型网站开发的;CherryPy/Quixote/Karrigell/web.py等等都属于这类框架,标志特性是没有内置的数据库(类似MySQL 的关系型主流数据库)支持模块;

• 突出的共同特色有:
  • 配置简便
  • 模板系统简单轻便,或是可以自由使用外部模板系统
  • 调试相对方便,有的甚至有专门的问题回溯机制

一站式框架

这类框架,认为数据库是应用的重要因素,是关注如何仅基于本身就可以快速独立的实现一个功能型网站;Django/TurboGears/Eurasia/UliWeb等等都属于这类框架;

• 突出的共同特色有:
  • 有内置的ORM模块支持数据库的对象化操作;
  • 有内置的事务性功能支持(比如说登录认证);
  • 有高级的模板系统,支持复杂的页面组合,有的甚至于有内置的Ajax 页面动态效果支持;

选择

好的,即使可以快速理解现有的Py框架,但是也无法保证永远不再出现新好框架;所以,如何理性的靠谱的为自个儿的应用选择一个合适的框架?

笔者推荐一个思路

• 根据项目面对的问题域特性来进行评定,取舍!
• 核心问题:

A. 项目是否需要长期运营?
B. 项目是否足够复杂多变?

• 就可以根据以下的判决矩阵进行决策:

• 是综合考虑到以下因素,而总结的决策矩阵:
  1. 长期运营时,关键成本在维护,这要求框架足够稳定和容易谅解;
  2. 业务复杂时,关键成本在开发,这要求框架有足够的内置支持,以便减少开发投入;
  3. 平台型框架都有浑厚的积累,可以满足一切要求,但是需要一定的学习成本,以便恰当的运用好这些特性;
  4. 轻小型框架由于代码精悍,一般都有很好的负载能力,而且代码简洁,容易定制和扩展;
  5. 一站式框架,又分两类:
     • 一则"All in one 式"的,任何方面功能都是自行开发内置包含的;
     • 二则"Mix-in 式"的,多数方面功能是直接包含外部模块来配合完成的;
     • "All in one 式"的胜在内部契合严密运行效率高！但是,一但有问题就非常难以清查,而且一般很难作到平滑的版本兼容;
     • "Mix-in 式"的胜在选择自由,可以使用各种类似的自己熟悉的功能组件来替代默认的,学习成本小,而且各个组件可以单独升级,版本兼容危机小;但是,由于要兼顾各种组件接口,隐含的问题要多些;
  6. 前端模板系统,也分两类:
     • 一则解释型的,需要动态加载Python 运行渲染出结果再输出;
     • 二则编译型的,事先编译成可执行中间代码了,输出时可以直接融合入数据;
     • 后者运行效率要高过前者,但是开发时,调试方面就是解释型的比编译型的要直观方便了;
     • 功能网站的运行效率,很大部分就是和模板效率以及数据库处理效率相关!

导读

基于以上对 Python Web应用框架的体验,笔者精选出非常有代表性的框架,特邀专家,分别撰写了技术文章,在此,笔者满怀敬意的先进行小小的导读:

Zope ~ 超浑厚框架

• 由中华Zope 推广第一人Jungyong Pan 亲笔撰写! 老Pan 对Zope 技术之痴迷到了职业水平,为推广Zope 技术组建了"润普科技"(http://zopen.cn)专职进行基于Zope 的企业信息化解决方案的实施;而且创建了 CZUG~中国Zope 用户组(http://czug.org)翻译/整理了大量的Zope 相关技术文档,为我们学习使用Zope 平台提供了丰厚的资源! 在这篇文章中,可以学习到Zope -- 这一从开始就冲着改造世界这一宏伟目标去的技术平台 -- 的基础思想和发展路线,从而树立信心,敢于跳入这一深海中;

Quxiote ~ 豆瓣动力核心

• 豆瓣网(http://www.douban.com) 已经成为全球流量最高的纯Python实现网站! 而使用的应用框架 ~Quxiote 却是个轻小型框架,豆瓣团队是怎么作到的呢?! QiangningHong 是豆瓣核心开发成员,由他撰写的介绍文章,从实际的开发体验出发道出了 Quxiote ~ 唐吉诃德,这一个性框架的本质思想和运用技法,非常难得!

Django ~ 最流行框架快速体验教程

• 黄毅是腾迅高工程师,兴趣广泛,不仅仅Python 很有水平,就连Erlang 这一分布式应用语言也很有见地;他在体验了一系列应用框架后,被 Django 完整严密高效的品质所征服,自发的不断撰文推广这一框架; 这里他给出了一个在最短时间里完成一个可用维基网站的 Dajngo 实作过程,大家可以通过这个实例,体验一下什么叫极速开发;-)

Eurasia ~ 关注高性能的原创框架

• 沈崴~ 人称沈游侠,因其涉猎之广已经到了传奇的地步!比如说,虽然身为网易的资深系统架构师,但是作历史研究,同时尝试有进行音乐发行,更加离谱的--还是位靠谱的投资人! 如此传奇的人物,一手打造的应用框架,也必然是传奇的! 仅仅从 Eruasia3的内部名称:Genhiskhan~ 成吉思汗 再结合本身的名称Eurasia(欧亚),就可以知道是有多么的自信和自豪了!这一切是源自StacklessPython 的变态能力,以及开发团队变态丰富的项目经验,再加上沈游侠变态的架构能力,最终将这一恶魔级别的框架带到了人间,大家可以从这篇流畅的短文中体验到 Eurasia 这一源自真实的大规模应用需求的高级框架的思想和个性;-)

UliWeb ~ 关注平衡感的自制框架

• 这又是一个中国人原创应用框架,作者是Limodou,实际上笔者体验过的各种框架,都是在Limodou 的带领下逐一进行的; Limodou 长期独自在业余时间进行Python 的学习和开发,先后完成了不少作品,其中最成功和知名的就是 UliPad(http://ulipad.appspot.com )~ 这是个纯Python 实现的编辑器,支持各种高级的辅助编程功能; 正是在丰富的开发和应用经验基础上,Limodou 逐渐发现了现有的所有Python Web应用框架,都不是完美的,都有这样那样的缺点;所以,Limodou 决定自个儿写出满足自己所有期望的好框架来,这就是UliWeb 的由来! 虽然现在UliWeb 还在开发中,但是已经可用,而且形成了独特的应用世界观,大家可以亲自从框架作者的简介中去感受这一世界观;-)

深入探索Python的Web开发

• HuangYi ~ 就是前面介绍 Django 的黄毅; 虽然黄毅还没有达到可以独立完成一个应用框架的水平,但是多年的积累,也足以站出来,以身作则的再次证明一下:为何有如此多的Python Web实用框架?; 在最后这一部分,黄毅带领大家快速拼接现有功能组件,形成一个可用的应用框架来;请大家共同感受一下,这种自在无碍的体验!

深入一下,先

在进入各个框架的精彩介绍前,再来展示一下 Python 世界的奇幻:

Eurasia3 中

已经用 895 行单文件实现了 ZODB

• 下载地址: http://code.google.com/p/eurasia/source/browse/trunk/Eurasia/shelve2.py

• 精巧地址: http://bit.ly/1yzuqZ

这次更过分了只用 377 行就完成了类似于 Mako 的增强模板系统, 可以直接读取 Mako 格式的模板解析并编译成 Python 程序(和 Mako 一样是编译型模板)

• 下载地址: http://code.google.com/p/eurasia/source/browse/trunk/Eurasia/template.py

• 精巧地址: http://bit.ly/1rjgdz

• 一个模板实例:

  from template import compile, Template
  
  s = '''\
  <%def name="test2(a, b)">
   ${caller.test3()} or ${context.get('test3', None)()}
  
   %if a:
    ${a}
   %elif b:
    ${b}
   %else:
    <%write('hello')%>
   %endif
  
   %for i in xrange(100):
    ${str(i)}
   %endfor
  </%def>
  
  <%def name="test(c, d)">
   <%call expr="test2(1, 2)">
    <%def name="test3()">
     <%
      x = 1
     %>
     hello world! in test3
    </%def>
   </%call>
  </%def>
  '''
  
  print compile(s)
  
  m = Template(s)
  print m.test('aaa', 'bbb')

以下是草稿

纵论框架

• Python Web应用框架纵论 ::
   
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      |  +-- Zope/Plone (请潘俊勇撰写)
      |  +-- Quixote (请 阿北或是朞其它豆瓣成员 撰写)
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创建 by -- ["kongove"] [DateTime(2008-11-15T07:58:33Z)]