开放架构功能开放式框架协议

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lgmyxbjfu 2023-10-27 14:10:42

文章标签 开放架构功能服务器 HTTP html 文章分类 架构后端开发

一、框架

1、什么是框架

2、为什么要用框架

3、为什么要进行框架开发

4、采用框架进行软件开发的特点

5、框架本质

二、HTTP协议

1、HTTP概述

2、HTTP请求协议

3、GET请求

4、 POST请求

5、响应协议

6、HTTP请求状态码

三、web服务器

1、简介

2、HTTP协议

四、WSGI

1、简介

2、应用

五、WEB服务器，WEB框架，WSGI之间的关系

六、框架模型

A、MVC

B、 MTV

一、框架

1、什么是框架

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。
简单理解就是：框架，即framework。其实就是某种应用的半成品，就是一组组件，供你选用完成你自己的系统。简单说就是使用别人搭好的舞台，你来做表演。而且，框架一般是成熟的，不断升级的软件

2、为什么要用框架

因为软件系统发展到今天已经很复杂了，特别是服务器端软件，设计到的知识，内容，问题太多。在某些方面使用别人成熟的框架，就相当于让别人帮你完成一些基础工作，你只需要集中精力完成系统的业务逻辑设计。而且框架一般是成熟，稳健的，他可以处理系统很多细节问题，比如，事物处理，安全性，数据流控制等问题。还有框架一般都经过很多人使用，所以结构很好，所以扩展性也很好，而且它是不断升级的，你可以直接享受别人升级代码带来的好处。

框架一般处在低层应用平台（如J2EE）和高层业务逻辑之间的中间层。

3、为什么要进行框架开发

框架的最大好处就是重用。面向对象系统获得的最大的复用方式就是框架，一个大的应用系统往往可能由多层互相协作的框架组成。
由于框架能重用代码，因此从一已有构件库中建立应用变得非常容易，因为构件都采用框架统一定义的接口，从而使构件间的通信简单。
框架能重用设计。它提供可重用的抽象算法及高层设计，并能将大系统分解成更小的构件，而且能描述构件间的内部接口。这些标准接口使在已有的构件基础上通过组装建立各种各样的系统成为可能。只要符合接口定义，新的构件就能插入框架中，构件设计者就能重用构架的设计。
框架还能重用分析。所有的人员若按照框架的思想来分析事务，那么就能将它划分为同样的构件，采用相似的解决方法，从而使采用同一框架的分析人员之间能进行沟通。

4、采用框架进行软件开发的特点

- 建立更加开放的系统；
- 重用代码大大增加，软件生产效率和质量也得到了提高
- 软件设计人员要专注于对领域的了解，使需求分析更充分；
- 存储了经验，可以让那些经验丰富的人员去设计框架和领域构件，而不必限于低层编程；
- 允许采用快速原型技术；
- 粒度的重用使得平均开发费用降低，开发速度加快，开发人员减少，维护费用降低，而参数化框架使得适应性、灵活性增强。

5、框架本质

对于所有的Web应用，本质上其实就是一个socket服务端，用户的浏览器其实就是一个socket客户端。

# ！/usr/bin/env python
# -*- coding:utf-8 -*-

 
 
import socket
   
def handle_request(client):
    buf = client.recv(1024)
    client.send("HTTP/1.1 200 OK\r\n\r\n")
    client.send("Hello, Seven")
   
def main():
    sock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
    sock.bind(('localhost',8080))
    sock.listen(5)
   
    while True:
        connection, address = sock.accept()
        handle_request(connection)
        connection.close()
   
if __name__ == '__main__':
    main()

上述通过socket来实现了其本质，而对于真实开发中的python web程序来说，一般会分为两部分：服务器程序和应用程序。服务器程序负责对socket服务器进行封装，并在请求到来时，对请求的各种数据进行整理。应用程序则负责具体的逻辑处理。为了方便应用程序的开发，就出现了众多的Web框架，例如：Django、Flask、web.py 等。不同的框架有不同的开发方式，但是无论如何，开发出的应用程序都要和服务器程序配合，才能为用户提供服务。这样，服务器程序就需要为不同的框架提供不同的支持。这样混乱的局面无论对于服务器还是框架，都是不好的。对服务器来说，需要支持各种不同框架，对框架来说，只有支持它的服务器才能被开发出的应用使用。这时候，标准化就变得尤为重要。我们可以设立一个标准，只要服务器程序支持这个标准，框架也支持这个标准，那么他们就可以配合使用。一旦标准确定，双方各自实现。这样，服务器可以支持更多支持标准的框架，框架也可以使用更多支持标准的服务器。

二、HTTP协议

1、HTTP概述

HTTP（hypertext transport protocol），即超文本传输协议。这个协议详细规定了浏览器和万维网服务器之间互相通信的规则。

HTTP就是一个通信规则，通信规则规定了客户端发送给服务器的内容格式，也规定了服务器发送给客户端的内容格式。其实我们要学习的就是这个两个格式！客户端发送给服务器的格式叫“请求协议”；服务器发送给客户端的格式叫“响应协议”。

特点

- HTTP叫超文本传输协议，基于请求/响应模式的！
HTTP是无连接：无连接的含义是限制每次连接只处理一个请求。服务器处理完客户的请求，并收到客户的应答后，即断开连接。采用这种方式可以节省传输时间。
HTTP是无状态：HTTP协议是无状态协议。无状态是指协议对于事务处理没有记忆能力。缺少状态意味着如果后续处理需要前面的信息，则它必须重传，这样可能导致每次连接传送的数据量增大。另一方面，在服务器不需要先前信息时它的应答就较快。

URL：统一资源定位符，就是一个网址：协议名://域名:端口/路径

2、HTTP请求协议

请求首行；  // 请求方式 请求路径 协议和版本，例如：GET /index.html HTTP/1.1
请求头信息；// 请求头名称:请求头内容，即为key:value格式，例如：Host:localhost
空行；     // 用来与请求体分隔开
请求体。   // GET没有请求体，只有POST有请求体。

3、GET请求

HTTP默认的请求方法就是GET
特点

- 没有请求体
- 数据必须在1K之内！
- GET请求数据会暴露在浏览器的地址栏中

GET请求常用的操作：

1. 在浏览器的地址栏中直接给出URL，那么就一定是GET请求
2. 点击页面上的超链接也一定是GET请求
3. 提交表单时，表单默认使用GET请求，但可以设置为POST

如在一个网页中右击检查点击network，可以看到一些请求信息并作出一些解释

GET 127.0.0.1:8080/login  HTTP/1.1：GET请求，请求服务器路径为  127.0.0.1:8080/login ，协议为1.1；
Host:localhost：请求的主机名为localhost；
*User-Agent: Mozilla/5.0 (Windows NT 5.1; rv:5.0) Gecko/20100101 Firefox/5.0：与浏览器和OS相关的信息。有些网站会显示用户的系统版本和浏览器版本信息，这都是通过获取User-Agent头信息而来的；
 Accept: text/html,application/xhtml+xml,application/xml;q=0.9,*/*;q=0.8：告诉服务器，当前客户端可以接收的文档类型，其实这里包含了*/*，就表示什么都可以接收；
Accept-Language: zh-cn,zh;q=0.5：当前客户端支持的语言，可以在浏览器的工具?选项中找到语言相关信息；
Accept-Encoding: gzip, deflate：支持的压缩格式。数据在网络上传递时，可能服务器会把数据压缩后再发送；
Accept-Charset: GB2312,utf-8;q=0.7,*;q=0.7：客户端支持的编码；
Connection: keep-alive：客户端支持的链接方式，保持一段时间链接，默认为3000ms；
Cookie: JSESSIONID=369766FDF6220F7803433C0B2DE36D98：因为不是第一次访问这个地址，所以会在请求中把上一次服务器响应中发送过来的Cookie在请求中一并发送去过；这个Cookie的名字为JSESSIONID，然后在讲会话是讲究它！

4、 POST请求

特点：

1. 数据不会出现在地址栏中
2. 数据的大小没有上限
3. 有请求体
4. 请求体中如果存在中文，会使用URL编码！

GET请求和POST请求的比较:
页面使用GET,这样加载速度比较快；
对于安全方式请求的用POST请求方式

5、响应协议

HTTP响应也由四个部分组成，分别是：状态行、消息报头、空行和响应正文。

开放架构功能开放式框架协议_开放架构功能

HTTP/1.1 200 OK：响应协议为HTTP1.1，状态码为200，表示请求成功，OK是对状态码的解释；
Server:WSGIServer/0.2 CPython/3.5.2：服务器的版本信息；
Content-Type: text/html;charset=UTF-8：响应体使用的编码为UTF-8；
Content-Length: 724：响应体为724字节；
Set-Cookie: JSESSIONID=C97E2B4C55553EAB46079A4F263435A4; Path=/hello：响应给客户端的Cookie；
Date: Wed, 25 Sep 2012 04:15:03 GMT：响应的时间，这可能会有8小时的时区差；

6、HTTP请求状态码

A、响应头对浏览器来说很重要，它说明了响应的真正含义。例如200表示响应成功了，302表示重定向，这说明浏览器需要再发一个新的请求。

200：请求成功，浏览器会把响应体内容（通常是html）显示在浏览器中；
404：请求的资源没有找到，说明客户端错误的请求了不存在的资源；
500：请求资源找到了，但服务器内部出现了错误；
302：重定向，当响应码为302时，表示服务器要求浏览器重新再发一个请求，服务器会发送一个响应头Location，它指定了新请求的URL地址；
304：

当用户第一次请求index.html时，服务器会添加一个名为Last-Modified响应头，这个头说明了
  index.html的最后修改时间，浏览器会把index.html内容，以及最后响应时间缓存下来。当用户第
  二次请求index.html时，在请求中包含一个名为If-Modified-Since请求头，它的值就是第一次请
  求时服务器通过Last-Modified响应头发送给浏览器的值，即index.html最后的修改时间，
  If-Modified-Since请求头就是在告诉服务器，我这里浏览器缓存的index.html最后修改时间是这个,
  您看看现在的index.html最后修改时间是不是这个，如果还是，那么您就不用再响应这个index.html
  内容了，我会把缓存的内容直接显示出来。而服务器端会获取If-Modified-Since值，与index.html
  的当前最后修改时间比对，如果相同，服务器会发响应码304，表示index.html与浏览器上次缓存的相
  同，无需再次发送，浏览器可以显示自己的缓存页面，如果比对不同，那么说明index.html已经做了修
  改，服务器会响应200。

开放架构功能开放式框架协议_开放架构功能_02

状态码更详细的介绍

B、其它响应头

告诉浏览器不要缓存的响应头：

Expires: -1；
Cache-Control: no-cache；
Pragma: no-cache；

自动刷新响应头，浏览器会在3秒之后请求http://www.baidu.com：

Refresh: 3;url=http://www.baidu.com

C、HTML中指定响应头

在HTMl页面中可以使用<meta http-equiv="" content="">来指定响应头，例如在index.html页面中给出<meta http-equiv="Refresh" content="3;url=http://www.baidu.com">，表示浏览器只会显示index.html页面3秒，然后自动跳转到http://www.baidu.com.

三、web服务器

1、简介

WEB服务器也称为WWW(WORLD WIDE WEB)服务器，主要功能是提供网上信息浏览服务。 WWW 是 Internet 的多媒体信息查询工具，是 Internet 上近年才发展起来的服务，也是发展最快和目前用的最广泛的服务。正是因为有了WWW工具，才使得近年来 Internet 迅速发展，且用户数量飞速增长

Web服务器是指驻留于因特网上某种类型计算机的程序。当Web浏览器（客户端）连到服务器上并请求文件时，服务器将处理该请求并将文件反馈到该浏览器上，附带的信息会告诉浏览器如何查看该文件（即文件类型）。服务器使用HTTP（超文本传输协议）与客户机浏览器进行信息交流，这就是人们常把它们称为HTTP服务器的原因。

2、HTTP协议

1. 应用层使用HTTP协议。
2. HTML（标准通用标记语言下的一个应用）文档格式。
3. 浏览器统一资源定位器（URL）。
4. 为了解决HTTP协议的这一缺陷，需要使用另一种协议：安全套接字层超文本传输协议HTTPS。为了数据传输的安全，HTTPS在HTTP的基础上加入了SSL协议，SSL依靠证书来验证服务器的身份，并为浏览器和服务器之间的通信加密

四、WSGI

1、简介

WSGI(Web Server Gateway Interface),是作为Web服务器与Web应用程序或应用框架之间的一种低级别的接口，以提升可移植Web应用开发的共同点。WSGI是基于现存的CGI标准而设计的。
WSGI区分为两个部分：一为“服务器”或“网关”，
另一为“应用程序”或“应用框架”。
在处理一个WSGI请求时，服务器会为应用程序提供环境信息及一个回调函数（Callback Function）。当应用程序完成处理请求后，通过前述的回调函数，将结果回传给服务器。

2、应用

WSGI（Web Server Gateway Interface）是一种规范，它定义了使用python编写的web app与web server之间接口格式，实现web app与web server间的解耦。

python标准库提供的独立WSGI服务器称为wsgiref

！/usr/bin/env python
# -*- coding:utf-8 -*-
# __Author__ Aaron
 
from wsgiref.simple_server import make_server
 
 
def application(request_info,response_info):
    print(request_info)  # 包装了请求的诸多信息
    response_info('200 OK',[('Content-Type','text/html')])  # 反馈响应信息
    return [b'<h1>Hello World</h1>']
 
httpd = make_server("127.0.0.1", 8080, application)
 
# 开启循环监听http请求

自定制Web框架

通过python标准库提供的独立WSGI服务器可以定制一个简单的小型Web框架完整代码

from wsgiref.simple_server import make_server
import time


def fun1(req):
    with open("index1.html","rb")as f:
        data = f.read()
        return data

def fun2(req):
    with open("index2.html","rb")as f:
        data = f.read()
        return data


###################第1种##################
# def application(environ, start_response):
#     #响应头
#     start_response('200 OK', [('Content-Type','text/html')])
#
#     # print(environ)
#     path = environ['PATH_INFO'] #取出路由
#
#     if path == '/Aarom':
#         # return [b'<h1>Hello, Aarom!</h1>']
#         return [fun1()]
#     elif path == '/Ping':
#         # return [b'<h1>Hello, Peng!</h1>']
#         return [fun2()]
#     else:
#         return [b'<h1>404</h1>']
#
#     # 响应体
#     # return  [b'<h1>Hello, web!</h1>']

###################路由分发#################################

def login(req):
    # print("req:", req['QUERY_STRING'])  # req: user=2434&pwd=2233
    return b'welcome!'

def signup(req):
    pass

#增加一个时间显示
def show_time(req):
    times = time.ctime()

    #静态方法
    # return ("<h1>time:%s</h1>" %str(times)).encode("utf-8")
    # 动态加载html方法
    with open("show_time.html", "rb") as f:
        data = f.read()
        data = data.decode("utf8")
        data = data.replace("{{time}}",str(times))

        return data.encode("utf8")


def router():
    url_patterns=[

        ("/login",login),
        ("/signup",signup),
        ("/Aarom",fun1),
        ("/Ping",fun2),
        ("/show_time", show_time),

    ]
    return url_patterns;


def application(environ, start_response):
    #响应头
    start_response('200 OK', [('Content-Type','text/html')])
    path = environ['PATH_INFO']  # 取出路由

    # print(environ)
    patterns = router();

    func = None
    for item in patterns:
        if item[0] == path:
            func = item[1]
            break
    if func:
        return [func(environ)]
    else:
        return [b'<h1>404</h1>']

if __name__ == '__main__':

   httpd = make_server('', 8080, application)

   print('Serving HTTP on port 8080....')

   httpd.serve_forever()

五、WEB服务器，WEB框架，WSGI之间的关系

客户端从发送一个 HTTP 请求到框架处理请求，分别经过了 web服务器层，WSGI层，web框架层，这三个层次。不同的层次其作用也不同，下面简要介绍各层的作用。

开放架构功能开放式框架协议_HTTP_03

WEB服务器层

对于传统的客户端 - 服务器架构，其请求的处理过程是，客户端向服务器发送请求，服务器接收请求并处理请求，然后给客户端返回响应。在这个过程中，服务器的主要作用是：

接收请求
处理请求
返回响应

常见的 web服务器有 Nginx，Apache，IIS等。在上图1的三层结构中，web服务器是最先接收用户请求的，并将响应结果返回给用户。

WEB框架层

Web框架的作用主要是方便我们开发 web应用程序，HTTP请求的动态数据就是由 web框架层来提供的。常见的 web框架有Flask，Django等

WSGI层

WSGI 不是服务器，也不是用于与程序交互的API，更不是真实的代码，WSGI 只是一种接口,它只适用于 Python 语言，其全称为 Web Server Gateway Interface，定义了 web服务器和 web应用之间的接口规范。也就是说，只要 web服务器和 web应用都遵守WSGI协议，那么 web服务器和 web应用就可以随意的组合。

六、框架模型

A、MVC

MVC（Model View Controller 模型-视图-控制器）是一种Web架构的模式
它把业务逻辑、模型数据、用户界面分离开来，让开发者将数据与表现解耦，前端工程师可以只改页面效果部分而不用接触后端代码，DBA可以重新命名数据表并且只需更改一个地方，无需从一大堆文件中进行查找和替换。MVC模式甚至还可以提高代码复用能力。现在几乎所有的Web开发框架都建立在MVC模式之上。当然，最近几年也出现了一些诸如MVP, MVVM之类的新的设计模式。但从技术的成熟程度和使用的广泛程度来讲，MVC仍是主流。

MVC三要素：

Model（数据模型）。是对客观事物的抽象。比如上篇我们说到的知乎Live，Live就是一个模型，可以用Live类来表示。而一个模型通常还带有很多的和业务相关的逻辑，比如添加，更新，获取Live主讲人信息等等，这些组成了模型的方法。对于开发者模型的表示方法非常易懂和清晰，可以通过非常便捷的代码来做CURD操作而无需写一条又一条的SQL语句。
View（视图）。呈现给用户的效果，呈现的内容是基于Model，它也是收集用户输入的地方。比如看到一篇Live，数据是一个Live.get(live_id).to_dict()的结果，效果是通过对应的模板和样式把这个数据展示出来。
Contorller（控制器）。是Model和View之间的沟通者。因为View中不会对Model作任何操作，Model不会输出任何用于表现的东西，如HTML代码或者某种效果等，它就是点数据。而Contorller用于决定使用哪些Model，对Model执行什么操作，为视图准备哪些数据，是MVC中沟通的桥梁。

B、 MTV

DJango的MTV模式MTV（Model Templates View 模型-模板-视图）

Model（数据模型）。和MVC的Model一样，处理与数据相关的所有事务：如何存取、如何确认有效性、包含哪些行为以及数据之间的关系等。
Template（模板）。处理与表现相关的决定：如何在页面或其他类型文档中进行显示出来。
View。处理业务逻辑，视图就是一个特定URL的回调函数，回调函数中描述数据：从Model取出对应的数据，调用相关的模板。它就是Contorller要调用的那个用来做Model和View之间的沟通函数，从而完成控制。

注意啦：MVC中的View的目的是「呈现哪一个数据」，而MTV的View的目的是「数据如何呈现」。

也就是把MVC中的View分成了视图（展现哪些数据）和模板（如何展现）2个部分，而Contorller这个要素由框架自己来实现了，我们需要做的就是把（带正则表达式的）URL对应到视图就可以了，通过这样的URL配置，系统将一个请求发送到一个合适的视图。

开放架构功能开放式框架协议_服务器_04

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