Python Web 开发
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HTTP协议简介

在Web应用中，服务器把网页传给浏览器，实际上就是把网页的HTML代码发送给浏览器，让浏览器显示出来。而浏览器和服务器之间的传输协议是HTTP，所以：

HTTP请求流程

Web采用的HTTP协议采用了非常简单的请求-响应模式，从而大大简化了开发。当我们编写一个页面时，我们只需要在HTTP响应中把HTML发送出去，不需要考虑如何附带图片、视频等，浏览器如果需要请求图片和视频，它会发送另一个HTTP请求，因此， 一个HTTP请求只处理一个资源 。

HTTP格式

每个HTTP请求和响应都遵循相同的格式，一个HTTP包含Header和Body两部分，其中Body是可选的。

HTTP协议是一种文本协议，所以，它的格式也非常简单。HTTP GET请求的格式：

GET /path HTTP/1.1
Header1: Value1
Header2: Value2
Header3: Value3

每个Header一行一个，换行符是 \r\n 。

HTTP POST请求的格式：

POST /path HTTP/1.1
Header1: Value1
Header2: Value2
Header3: Value3

body data goes here...

当遇到连续两个\r\n时，Header部分结束，后面的数据全部是Body。

HTTP响应的格式：

200 OK
Header1: Value1
Header2: Value2
Header3: Value3

body data goes here...

HTTP响应如果包含body，也是通过\r\n\r\n来分隔的。请再次注意，Body的数据类型由Content-Type头来确定，如果是网页，Body就是文本，如果是图片，Body就是图片的二进制数据。

当存在Content-Encoding时，Body数据是被压缩的，最常见的压缩方式是gzip，所以，看到 Content-Encoding: gzip 时，需要将Body数据先解压缩，才能得到真正的数据。压缩的目的在于减少Body的大小，加快网络传输。

HTML CSS JavaScript 简介

HTML 不是编程语言，是标记语言。

HTML定义了一套语法规则，来告诉浏览器如何把一个丰富多彩的页面显示出来。

CSS是Cascading Style Sheets（层叠样式表）的简称，CSS用来控制HTML里的所有元素如何展现。

JavaScript虽然名称有个Java，但它和Java真的一点关系没有。JavaScript是 为了让HTML具有交互性而作为脚本语言添加的 ，JavaScript既可以内嵌到HTML中，也可以从外部链接到HTML中。

要学习Web开发，首先要对HTML、CSS和JavaScript作一定的了解。HTML定义了页面的内容，CSS来控制页面元素的样式，而JavaScript负责页面的交互逻辑。

WSGI：Web Server Gateway Interface

一个Web应用的工作流程：

最简单的Web应用就是先把HTML用文件保存好，用一个现成的HTTP服务器软件，接收用户请求，从文件中读取HTML，返回。Apache、Nginx、Lighttpd等这些常见的静态服务器就是干这件事情的。

如果要动态生成HTML，就需要把上述步骤自己来实现。不过，接受HTTP请求、解析HTTP请求、发送HTTP响应都是苦力活，如果我们自己来写这些底层代码，还没开始写动态HTML呢，就得花个把月去读HTTP规范。

正确的做法是 底层代码由专门的服务器软件实现 ，我们用Python专注于生成HTML文档。因为我们不希望接触到TCP连接、HTTP原始请求和响应格式，所以，需要一个统一的接口，让我们专心用Python编写Web业务。

这个接口就是WSGI：Web Server Gateway Interface。

WSGI接口定义非常简单，它只要求Web开发者实现一个函数，就可以响应HTTP请求。我们来看一个最简单的Web版本的“Hello, web!”：

def application(environ, start_response):
    start_response('200 OK', [('Content-Type', 'text/html')])
    return [b'<h1>Hello, web!</h1>']

Python内置了一个WSGI服务器，这个模块叫wsgiref，它是用纯Python编写的WSGI服务器的参考实现。所谓“参考实现”是指该实现完全符合WSGI标准，但是不考虑任何运行效率，仅供开发和测试使用。

无论多么复杂的Web应用程序，入口都是一个WSGI处理函数。HTTP请求的所有输入信息都可以通过 environ 获得，HTTP响应的输出都可以通过 start_response() 加上函数返回值作为Body。

复杂的Web应用程序，光靠一个WSGI函数来处理还是太底层了，我们需要在WSGI之上再抽象出 Web框架 ，进一步简化Web开发。

Web框架

Python 有很多 Web 框架，如 Django, Tornado, Flask 等。Flask 很轻量，适合快速入门。下面简单介绍 Flask。

我们用 Flask 写一个 app.py，处理3个URL，分别是：

注意，同一个URL /signin 分别有GET和POST两种请求，映射到两个处理函数中。

Flask通过Python的装饰器在内部自动地把URL和函数给关联起来。

from flask import Flask
from flask import request

app = Flask(__name__)

@app.route('/', methods=['GET', 'POST'])
def home():
    return '<h1>Home</h1>'

@app.route('/signin', methods=['GET'])
def signin_form():
    return '''<form action="/signin" method="post">
              <p><input name="username"></p>
              <p><input name="password" type="password"></p>
              <p><button type="submit">Sign In</button></p>
              </form>'''

@app.route('/signin', methods=['POST'])
def signin():
    # 需要从request对象读取表单内容：
    if request.form['username']=='admin' and request.form['password']=='password':
        return '<h3>Hello, admin!</h3>'
    return '<h3>Bad username or password.</h3>'

if __name__ == '__main__':
    app.run()

常见的Python Web框架：

--

使用模板

Web App不仅仅是处理逻辑，展示给用户的页面也非常重要。在函数中返回一个包含HTML的字符串，简单的页面还可以，但是，想想新浪首页的6000多行的HTML，你确信能在Python的字符串中正确地写出来么？

使用模板，我们 需要预先准备一个HTML文档，这个HTML文档不是普通的HTML，而是嵌入了一些变量和指令，然后，根据我们传入的数据，替换后，得到最终的HTML，发送给用户 。

这是一种 MVC 模式：MVC：Model-View-Controller，中文名“模型-视图-控制器”。

from flask import Flask, request, render_template

app = Flask(__name__)

# 使用 render_template 渲染模板
@app.route('/', methods=['GET', 'POST'])
def home():
    return render_template('home.html')

@app.route('/signin', methods=['GET'])
def signin_form():
    return render_template('form.html')

@app.route('/signin', methods=['POST'])
def signin():
    username = request.form['username']
    password = request.form['password']
    if username=='admin' and password=='password':
        return render_template('signin-ok.html', username=username)
    # 传入参数 message, username 到对应模板中
    return render_template('form.html', message='Bad username or password', username=username)

if __name__ == '__main__':
    app.run()

Flask默认支持的模板是 jinja2。

home.html :

<html>
<head>
  <title>Home</title>
</head>
<body>
  <h1 style="font-style:italic">Home</h1>
</body>
</html>

form.html：

<html>
<head>
  <title>Please Sign In</title>
</head>
<body>
  {% if message %}
  <p style="color:red">{{ message }}</p>
  {% endif %}
  <form action="/signin" method="post">
    <legend>Please sign in:</legend>
    <p><input name="username" placeholder="Username" value="{{ username }}"></p>
    <p><input name="password" placeholder="Password" type="password"></p>
    <p><button type="submit">Sign In</button></p>
  </form>
</body>
</html>

signin-ok.html :

<html>
<head>
  <title>Welcome, {{ username }}</title>
</head>
<body>
  <p>Welcome, {{ username }}!</p>
</body>
</html>

Flask 文件组织结构：

.
|____app.py
|____templates/
        |____form.html
        |____home.html
        |____signin-ok.html

在Jinja2模板中，我们用 {{ name }} 表示一个需要替换的变量。很多时候，还需要循环、条件判断等指令语句，在Jinja2中，用 {% ... %} 表示指令。

比如循环输出页码：

{% for i in page_list %}
    <a href="/page/{{ i }}">{{ i }}</a>
{% endfor %}

常用其他模板：

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