用标准库中的接口写一个python服务器

作者 Claymore 日期 2017-02-22
用标准库中的接口写一个python服务器

socket接口是实际上是操作系统提供的系统调用。socket的使用并不局限于Python语言，你可以用C或者JAVA来写出同样的socket服务器，而所有语言使用socket的方式都类似(Apache就是使用C实现的服务器)。而你不能跨语言的使用框架。框架的好处在于帮你处理了一些细节，从而实现快速开发，但同时受到Python本身性能的限制。我们已经看到，许多成功的网站都是利用动态语言(比如Python, Ruby或者PHP，比如twitter和facebook)快速开发，在网站成功之后，将代码转换成诸如C和JAVA这样一些效率比较高的语言，从而让服务器能更有效率的面对每天亿万次的请求。在这样一些时间，底层的重要性，就远远超过了框架。

TCP socket

在Python中，我们使用标准库中的socket包来进行底层的socket编程。

服务端：

import socket
# 地址
HOST=''
PORT=8000
reply='Yes'
#socket.socket()创建一个socket对象，并说明socket使用的是IPv4(AF_INET，IP version 4)和TCP协议(SOCK_STREAM)。
s=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)
# 被动监听，连接队列中最大有三个连接数
s.listen(3)
# 接受连接，并建立链接
conn,addr=s.accept()
# 接受消息
request=conn.recv(1024)
print('request is:',request)
print('Connet bu',addr)
#发送消息
conn.sendall(reply)
conn.close()

客户端：

# Written by Vamei
# Client side
import socket
# Address,没有两台计算机，用本地ip
HOST = '127.0.0.1'
PORT = 8000
request = 'can you hear me?'
# configure socket
s = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
s.connect((HOST, PORT))
# send message
s.sendall(request)
# receive message
reply  = s.recv(1024)
print('reply is: ',reply)
# close connection
s.close()

基于TCP socket的http服务器

上面的例子中，我们已经可以使用TCP socket来为两台远程计算机建立连接。然而，socket传输自由度太高，从而带来很多安全和兼容的问题。我们往往利用一些应用层的协议(比如HTTP协议)来规定socket 使用规则，以及所传输信息的格式。

HTTP协议利用请求-回应(request-response)的方式来使用TCP socket。客户端向服务器发一段文本作为request，服务器端在接收到request之后，向客户端发送一段文本作为response。在完成了这样一次request-response交易之后，TCP socket被废弃。下次的request将建立新的socket。request和response本质上说是两个文本，只是HTTP协议对这两个文本都有一定的格式要求。

import socket
# Address
HOST = ''
PORT = 8080
# Prepare HTTP response
text_content = '''HTTP/1.x 200 OK
Content-Type: text/html
<head>
<title>WOW</title>
</head>
<html>
<p>Wow, Python Server</p>
<IMG src="test.jpg"/>
</html>
'''
# Read picture, put into HTTP format
f = open('test.jpg','rb')#encoding='gbk',errors='ignore'
pic_content = '''
HTTP/1.x 200 OK
Content-Type: image/jpg
'''
# s=f.read()
# print(chardet.detect(s))
pic_content = pic_content.encode()+f.read()#.decode('utf-8',errors='ignore')
f.close()
# Configure socket
s= socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
s.bind((HOST, PORT))
# infinite loop, server forever
while True:
    # 3: maximum number of requests waiting
    s.listen(3)
    conn, addr = s.accept()
    request    = conn.recv(1024)
    temp=request.decode().split(' ')[0]
    method = temp
    temp2= request.decode().split(' ')[1]
    src =temp2
    # deal with GET method
    if method == 'GET':
        # ULR
        if src == '/test.jpg':
            content = pic_content
        else: content = text_content.encode()
        print('Connected by', addr)
        print('Request is:', request)
        conn.sendall(content)
    # close connection
    conn.close()

response

整个response分为起始行(start line), 头信息(head)和主体(body)三部分。

  • 起始行就是第一行:HTTP/1.x 200 OK

HTTP/1.x表示所使用的HTTP版本，200表示状态(status code)，200是HTTP协议规定的，表示服务器正常接收并处理请求，OK是供人来阅读的status code。

  • 头信息

Content-Type: text/html

用来表示主题信息的类型为html文本。头信息和主体要有一行空行.

而pic_content的头信息(Content-Type: image/jpg)说明主体的类型为jpg图片(image/jpg)。

request

尽管request也可以像response那样分为三部分，request的格式与response的格式并不相同。request由客户发送给服务器，比如下面是一个request：

GET /test.jpg HTTP/1.x
Accept: text/*

起始行可以分为三部分:

  • 第一部分为请求方法(request method)，第二部分是URL，第三部分为HTTP版本。request method可以有GET， PUT， POST， DELETE， HEAD。
  • 第二部分为URL，它通常指向一个资源(服务器上的资源或者其它地方的资源)。像现在这样，就是指向当前服务器的当前目录的test.jpg。

浏览器访问：

从终端，我们可以看到，浏览器实际上发出了两个请求。第一个请求为 (关键信息在起始行，这一个请求的主体为空)

我们的Python程序根据这个请求，发送给服务器text_content的内容。

浏览器接收到text_content之后，知道需要获得text.jpg文件来补充为图片，立即发出了第二个请求.

我们的Python程序分析过起始行之后，发现/test.jpg符合if条件，所以将pic_content发送给客户。

最后，浏览器根据html语言的语法，将html文本和图画以适当的方式显示出来。

FEATURED TAGS
FRIENDS