第一篇web框架

http协议

web应用和web框架

主 文

http协议

HTTP简介

HTTP协议是Hyper Text Transfer Protocol（超文本传输协议）的缩写,是用于从万维网（WWW:World Wide Web ）服务器传输超文本到本地浏览器的传送协议。

HTTP是一个基于TCP/IP通信协议来传递数据（HTML 文件, 图片文件, 查询结果等）。

HTTP是一个属于应用层的面向对象的协议，由于其简捷、快速的方式，适用于分布式超媒体信息系统。它于1990年提出，经过几年的使用与发展，得到不断地完善和扩展。目前在WWW中使用的是HTTP/1.0的第六版，HTTP/1.1的规范化工作正在进行之中，而且HTTP-NG(Next Generation of HTTP)的建议已经提出。

HTTP协议工作于客户端-服务端架构为上。浏览器作为HTTP客户端通过URL向HTTP服务端即WEB服务器发送所有请求。Web服务器根据接收到的请求后，向客户端发送响应信息。

HTTP特点

1、简单快速：客户向服务器请求服务时，只需传送请求方法和路径。请求方法常用的有GET、HEAD、POST。每种方法规定了客户与服务器联系的类型不同。

由于HTTP协议简单，使得HTTP服务器的程序规模小，因而通信速度很快。

2、灵活：HTTP允许传输任意类型的数据对象。正在传输的类型由Content-Type加以标记。

3.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。

4.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。

HTTP请求协议

请求协议遵照以下格式：

请求首行；        // 协议和版本 请求路径  请求方式，例如：Http1.1/index.html /GET

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。

浏览器发送给服务器的内容就这个格式的，如果不是这个格式服务器将无法解读！在HTTP协议中，请求有很多请求方法，其中最为常用的就是GET和POST。　

get请求

HTTP/1.1/562f25980001b1b106000338.jpg/GET

Host    img.mukewang.com

User-Agent    Mozilla/5.0 (Windows NT 10.0; WOW64) AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko) Chrome/51.0.2704.106 Safari/537.36

Accept    image/webp,image/*,*/*;q=0.8

Referer    http://www.imooc.com/

Accept-Encoding    gzip, deflate, sdch

Accept-Language    zh-CN,zh;q=0.8

HTTP默认的请求方法就是GET
     * 没有请求体
     * 数据量有限制！
     * 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

1、Host

请求的web服务器域名地址

2、User-Agent

HTTP客户端运行的浏览器类型的详细信息。通过该头部信息，web服务器可以判断出http请求的客户端的浏览器的类型。

3、Accept

指定客户端能够接收的内容类型，内容类型的先后次序表示客户都接收的先后次序

4、Accept-Lanuage

指定HTTP客户端浏览器用来展示返回信息优先选择的语言

5、Accept-Encoding

指定客户端浏览器可以支持的web服务器返回内容压缩编码类型。表示允许服务器在将输出内容发送到客户端以前进行压缩，以节约带宽。

而这里设置的就是客户端浏览器所能够支持的返回压缩格式。

6、Accept-Charset

HTTP客户端浏览器可以接受的字符编码集

7、Content-Type

显示此HTTP请求提交的内容类型。一般只有post提交时才需要设置该属性

有关Content-Type属性值有如下两种编码类型：

（1）“application/x-www-form-urlencoded”： 表单数据向服务器提交时所采用的编码类型，默认的缺省值就是“application/x-www-form-urlencoded”。

     然而，在向服务器发送大量的文本、包含非ASCII字符的文本或二进制数据时这种编码方式效率很低。

（2）“multipart/form-data”： 在文件上载时，所使用的编码类型应当是“multipart/form-data”，它既可以发送文本数据，也支持二进制数据上载。

当提交为表单数据时，可以使用“application/x-www-form-urlencoded”；当提交的是文件时，就需要使用“multipart/form-data”编码类型。

post请求

POST / HTTP1.1

Host:www.wrox.com

User-Agent:Mozilla/4.0 (compatible; MSIE 6.0; Windows NT 5.1; SV1; .NET CLR 2.0.50727; .NET CLR 3.0.04506.648; .NET CLR 3.5.21022)

Content-Type:application/x-www-form-urlencoded

Content-Length:40

Connection: Keep-Alive

name=Professional%20Ajax&publisher=Wiley

HTTP响应协议

响应格式

一般情况下，服务器接收并处理客户端发过来的请求后会返回一个HTTP的响应消息。

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

http响应消息格式.jpg

例子:

HTTP/1.1 200 OK

Date: Fri, 22 May 2009 06:07:21 GMT

Content-Type: text/html; charset=UTF-8

<html>

      <head></head>

      <body>

            <!--body goes here-->

      </body>

</html>
第一部分：状态行，由HTTP协议版本号， 状态码， 状态消息 三部分组成。

第一行为状态行，（HTTP/1.1）表明HTTP版本为1.1版本，状态码为200，状态消息为（ok）

第二部分：消息报头，用来说明客户端要使用的一些附加信息

第二行和第三行为消息报头，
Date:生成响应的日期和时间；Content-Type:指定了MIME类型的HTML(text/html),编码类型是UTF-8

第三部分：空行，消息报头后面的空行是必须的
第四部分：响应正文，服务器返回给客户端的文本信息。

空行后面的html部分为响应正文

响应状态码

状态代码有三位数字组成，第一个数字定义了响应的类别，共分五种类别:

1xx：指示信息--表示请求已接收，继续处理

2xx：成功--表示请求已被成功接收、理解、接受

3xx：重定向--要完成请求必须进行更进一步的操作

4xx：客户端错误--请求有语法错误或请求无法实现

5xx：服务器端错误--服务器未能实现合法的请求

常见状态码：

200 OK                        //客户端请求成功

400 Bad Request               //客户端请求有语法错误，不能被服务器所理解

401 Unauthorized              //请求未经授权，这个状态代码必须和WWW-Authenticate报头域一起使用

403 Forbidden                 //服务器收到请求，但是拒绝提供服务

404 Not Found                 //请求资源不存在，eg：输入了错误的URL

500 Internal Server Error     //服务器发生不可预期的错误

503 Server Unavailable        //服务器当前不能处理客户端的请求，一段时间后可能恢复正常

GET和POST请求的区别

GET请求

GET /books/?sex=man&name=Professional HTTP/1.1

Host: www.wrox.com

User-Agent: Mozilla/5.0 (Windows; U; Windows NT 5.1; en-US; rv:1.7.6)

Gecko/20050225 Firefox/1.0.1

Connection: Keep-Alive

注意最后一行是空行

POST请求

POST / HTTP/1.1

Host: www.wrox.com

User-Agent: Mozilla/5.0 (Windows; U; Windows NT 5.1; en-US; rv:1.7.6)

Gecko/20050225 Firefox/1.0.1

Content-Type: application/x-www-form-urlencoded

Content-Length: 40

Connection: Keep-Alive

name=Professional%20Ajax&publisher=Wiley

1、GET提交，请求的数据会附在URL之后（就是把数据放置在HTTP协议头中），以?分割URL和传输数据，多个参数用&连接；例 如：login.action?name=hyddd&password=idontknow&verify=%E4%BD%A0 %E5%A5%BD。如果数据是英文字母/数字，原样发送，如果是空格，转换为+，如果是中文/其他字符，则直接把字符串用BASE64加密，得出如： %E4%BD%A0%E5%A5%BD，其中％XX中的XX为该符号以16进制表示的ASCII。

POST提交：把提交的数据放置在是HTTP包的包体中。上文示例中红色字体标明的就是实际的传输数据

因此，GET提交的数据会在地址栏中显示出来，而POST提交，地址栏不会改变。

2、传输数据的大小：首先声明：HTTP协议没有对传输的数据大小进行限制，HTTP协议规范也没有对URL长度进行限制。

而在实际开发中存在的限制主要有：

GET:特定浏览器和服务器对URL长度有限制，例如 IE对URL长度的限制是2083字节(2K+35)。对于其他浏览器，如Netscape、FireFox等，理论上没有长度限制，其限制取决于操作系 统的支持。

因此对于GET提交时，传输数据就会受到URL长度的 限制。

POST:由于不是通过URL传值，理论上数据不受 限。但实际各个WEB服务器会规定对post提交数据大小进行限制，Apache、IIS6都有各自的配置。

GET和POST的区别

    1. GET提交的数据会放在URL之后，以?分割URL和传输数据，参数之间以&相连，如EditPosts.aspx?name=test1&id=123456. POST方法是把提交的数据放在HTTP包的Body中.

    2. GET提交的数据大小有限制（因为浏览器对URL的长度有限制），而POST方法提交的数据没有限制.

    3. GET方式需要使用Request.QueryString来取得变量的值，而POST方式通过Request.Form来获取变量的值。

    4. GET方式提交数据，会带来安全问题，比如一个登录页面，通过GET方式提交数据时，用户名和密码将出现在URL上，如果页面可以被缓存或者其他人可以访问这台机器，就可以从历史记录获得该用户的账号和密码

web应用和web框架

1.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

import socket

sk = socket.socket()

sk.bind(('127.0.0.1', 8888))

sk.listen()

while True:

    conn, addr = sk.accept()

    data = conn.recv(8192)

    conn.send(b'OK')

    conn.close()

这种情况下，用浏览器是不能连接socket服务端的，引出第2点

2、增加HTTP协议响应头

import socket

sk = socket.socket()

sk.bind(('127.0.0.1', 8888))

sk.listen()

while True:

    conn, addr = sk.accept()

    data = conn.recv(8192)

    conn.send(b'HTTP/1.1 200 OK\r\n\r\n')

    conn.send(b'OK')

    conn.close()

3、根据用户请求不同的URL返回不同的内容

import socket

sk = socket.socket()

sk.bind(('127.0.0.1', 8888))

sk.listen()

# 将不同的页面封装成不同的函数

def index(url):

    page = "这是 {} 页面！".format(url)

    return bytes(page, encoding="utf8")

def home(url):

    page = "这是 {} 页面！".format(url)

    return bytes(page, encoding="utf8")

while True:

    conn, addr = sk.accept()

    data = conn.recv(8192)

    # 根据接收用户的信息获取url路径

    data = str(data, encoding='utf-8')

    data1 = data.split("\r\n")[0]

    url = data1.split()[1]

    # 根据不同的路径返回不同内容

    if url == "/index/":

        response = index(url)

    elif url == "/home/":

        response = home(url)

    else:

        response = b"404 NOT FOUND"

4、用反射优化请求不同URL返回不同内容

import socket

sk = socket.socket()

sk.bind(('127.0.0.1', 8888))

sk.listen()

# 将不同的页面封装成不同的函数

def index(url):

    page = "这是 {} 页面！".format(url)

    return bytes(page, encoding="utf8")

def home(url):

    page = "这是 {} 页面！".format(url)

    return bytes(page, encoding="utf8")

# 定义一个url和实际要执行的函数的对应关系

url_list = [

    ("/index/", index),

    ("/home/", home),

]

while True:

    conn, addr = sk.accept()

    data = conn.recv(8192)

    # 根据接收用户的信息获取url路径

    data = str(data, encoding="utf-8")

    data1 = data.split("\r\n")[0]

    url = data1.split()[1]

    # 根据不同的路径返回不同内容

    func = None

    for i in url_list:

        if i[0] == url:

            func = i[1]

            break

    if func:

        response = func(url)

    else:

        response = b"404 NOT FOUND"

    # 给客户端发送数据

    conn.send(b'HTTP/1.1 200 OK\r\nContent-Type: text/html; charset=utf-8\r\n\r\n')

    conn.send(response)

    conn.close()

5、返回完整的静态HTML

import socket

sk = socket.socket()

sk.bind(('127.0.0.1', 8888))

sk.listen()

# 将不同的页面封装成不同的函数

def index(url):

    with open("index.html", "r", encoding="utf8") as f:

        s = f.read()

    return bytes(s, encoding="utf8")

def home(url):

    with open("home.html", "r", encoding="utf8") as f:

        s = f.read()

    return bytes(s, encoding="utf8")

# 定义一个url和实际要执行的函数的对应关系

url_list = [

    ("/index/", index),

    ("/home/", home),

]

while True:

    conn, addr = sk.accept()

    data = conn.recv(8192)

    # 根据接收用户的信息获取url路径

    data = str(data, encoding="utf-8")

    data1 = data.split("\r\n")[0]

    url = data1.split()[1]

    # 根据不同的路径返回不同内容

    func = None

    for i in url_list:

        if i[0] == url:

            func = i[1]

            break

    if func:

        response = func(url)

    else:

        response = b"404 NOT FOUND"

    # 给客户端发送数据

    conn.send(b'HTTP/1.1 200 OK\r\nContent-Type: text/html; charset=utf-8\r\n\r\n')

    conn.send(response)

    conn.close()

6、返回动态的HTML，本质上就是HTML内容中利用一些特殊的符号来替换要展示的数据；

import time

import socket

sk = socket.socket()

sk.bind(('127.0.0.1', 8888))

sk.listen()

# 将不同的页面封装成不同的函数

def index(url):

    with open("index.html", "r", encoding="utf8") as f:

        s = f.read()

        now = str(time.asctime(time.localtime(time.time())))

        s = s.replace("@@oo@@", now)

    return bytes(s, encoding="utf8")

def home(url):

    with open("home.html", "r", encoding="utf8") as f:

        s = f.read()

    return bytes(s, encoding="utf8")

# 定义一个url和实际要执行的函数的对应关系

url_list = [

    ("/index/", index),

    ("/home/", home),

]

while True:

    conn, addr = sk.accept()

    data = conn.recv(8192)

    # 根据接收用户的信息获取url路径

    data = str(data, encoding="utf-8")

    data1 = data.split("\r\n")[0]

    url = data1.split()[1]

    # 根据不同的路径返回不同内容

    func = None

    for i in url_list:

        if i[0] == url:

            func = i[1]

            break

    if func:

        response = func(url)

    else:

        response = b"404 NOT FOUND"

    # 给客户端发送数据

    conn.send(b'HTTP/1.1 200 OK\r\nContent-Type: text/html; charset=utf-8\r\n\r\n')

    conn.send(response)

    conn.close()

模板渲染有个现成的工具：jinja2

7、返回动态的HTML，wsgiref版

import time

from wsgiref.simple_server import make_server

# 将不同的页面封装成不同的函数

def index(url):

    with open("index.html", "r", encoding="utf8") as f:

        s = f.read()

        now = str(time.asctime(time.localtime(time.time())))

        s = s.replace("@@oo@@", now)

    return bytes(s, encoding="utf8")

def home(url):

    with open("home.html", "r", encoding="utf8") as f:

        s = f.read()

    return bytes(s, encoding="utf8")

# 定义一个url和实际要执行的函数的对应关系

url_list = [

    ("/index/", index),

    ("/home/", home),

]

def run_server(environ, start_response):

    start_response('200 OK', [('Content-Type', 'text/html;charset=utf8'), ])  # 设置HTTP响应的状态码和头信息

    url = environ['PATH_INFO']  # 取到用户输入的url

    # 根据不同的路径返回不同内容

    func = None

    for i in url_list:

        if i[0] == url:

            func = i[1]

            break

    if func:

        response = func(url)

    else:

        response = b"404 NOT FOUND"

    return [response, ]

if __name__ == '__main__':

    httpd = make_server('127.0.0.1', 8888, run_server)

    print("Serving HTTP on port 8888...")

    httpd.serve_forever()

8、返回动态的HTML，wsgiref + jinja2 版

import time

import jinja2

from wsgiref.simple_server import make_server

# 将不同的页面封装成不同的函数

def index(url):

    with open("index.html", "r", encoding="utf8") as f:

        s = f.read()

        now = str(time.asctime(time.localtime(time.time())))

        s = s.replace("@@oo@@", now)

    return bytes(s, encoding="utf8")

def home(url):

    with open("home.html", "r", encoding="utf8") as f:

        s = f.read()

    return bytes(s, encoding="utf8")

def person(url):

    with open("person.html", "r", encoding="utf8") as f:

        s = f.read()

         # 生成一个jinja2的Template（模板）对象

        template = jinja2.Template(s)

        data = {"name": "Yang", "hobby_list": ["爱好1", "爱好2", "爱好3"]}

         # 本质上是完成了字符串的替换

        response = template.render(data)

    return bytes(response, encoding="utf8")

# 定义一个url和实际要执行的函数的对应关系

url_list = [

    ("/index/", index),

    ("/home/", home),

    ("/person/", person),

]

def run_server(environ, start_response):

    start_response('200 OK', [('Content-Type', 'text/html;charset=utf8'), ])  # 设置HTTP响应的状态码和头信息

    url = environ['PATH_INFO']  # 取到用户输入的url

    # 根据不同的路径返回不同内容

    func = None

    for i in url_list:

        if i[0] == url:

            func = i[1]

            break

    if func:

        response = func(url)

    else:

        response = b"404 NOT FOUND"

    return [response, ]

if __name__ == '__main__':

    httpd = make_server('127.0.0.1', 8888, run_server)

    print("Serving HTTP on port 8888...")

    httpd.serve_forever()

9、使用pymysql连接数据库

import time

import jinja2

import pymysql

from wsgiref.simple_server import make_server

# 将不同的页面封装成不同的函数

def index(url):

    with open("index.html", "r", encoding="utf8") as f:

        s = f.read()

        now = str(time.asctime(time.localtime(time.time())))

        s = s.replace("@@oo@@", now)

    return bytes(s, encoding="utf8")

def home(url):

    with open("home.html", "r", encoding="utf8") as f:

        s = f.read()

    return bytes(s, encoding="utf8")

def person(url):

    with open("person.html", "r", encoding="utf8") as f:

        s = f.read()

        # 生成一个jinja2的Template（模板）对象

        template = jinja2.Template(s)

        conn = pymysql.connect(

            host="127.0.0.1",

            port=3306,

            user="root",

            passwd="",

            db="userinfo",

            charset="utf8"

        )

        cursor = conn.cursor(cursor=pymysql.cursors.DictCursor)

        cursor.execute("SELECT name, hobby FROM user")

        user = cursor.fetchone()

        cursor.close()

        conn.close()

        hobby_list = user["hobby"].split()

        user["hobby_list"] = hobby_list

        # 本质上是完成了字符串的替换

        response = template.render(user)

    return bytes(response, encoding="utf8")

# 定义一个url和实际要执行的函数的对应关系

url_list = [

    ("/index/", index),

    ("/home/", home),

    ("/person/", person),

]

def run_server(environ, start_response):

    start_response('200 OK', [('Content-Type', 'text/html;charset=utf8'), ])  # 设置HTTP响应的状态码和头信息

    url = environ['PATH_INFO']  # 取到用户输入的url

    # 根据不同的路径返回不同内容

    func = None

    for i in url_list:

        if i[0] == url:

            func = i[1]

            break

    if func:

        response = func(url)

    else:

        response = b"404 NOT FOUND"

    return [response, ]

if __name__ == '__main__':

    httpd = make_server('127.0.0.1', 8888, run_server)

    print("Serving HTTP on port 8888...")

    httpd.serve_forever()

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