“不要重新发明轮子”是我们每天听到的最常见的咒语之一。但是如果我想了解更多有关车轮的信息怎么办？如果我想学习如何制作这个该死的车轮怎么办？我认为为了学习而重新发明它是一个好主意。因此，在这些系列中，我们将编写自己的 Python Web 框架，以了解在 Flask，Django 和其他框架中如何完成所有这些魔术。
在本系列的第一部分中，我们将构建框架中最重要的部分。最后，我们将有请求处理程序(request handlers)（类似 Django 视图 views）和路由(routing)：既有简单（如/books/）请求也有参数化（如/greet/{name}）请求。
在我开始做新事物之前，我想考虑最终结果。在这种情况下，在一天结束时，我们希望能够在生产中使用此框架，因此我们希望我们的框架由快速，轻量级的生产级应用程序服务器提供服务。在过去的几年里，我一直在我的所有项目中使用 gunicorn，我对结果非常满意。那么，让我们一起来用gunicorn 吧。
Gunicorn是一个 WSGI HTTP 服务器，因此它需要应用程序的特定入口点。如果你不知道什么WSGI 是什么, 可以阅读这篇文章，我会等待。否则，你无法理解这篇博文的大部分内容。
您是否了解了 WSGI 是什么？如果了解了。那我们就继续吧。
要与 WSGI 兼容，我们需要一个可调用的对象（函数或类），它需要两个参数（environ和start_response）并返回一个 WSGI 兼容的响应。那么，让我们开始写代码。
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译者注:
编程环境: Linux 或 MacOS (windows 系统不适用该教程)
想一个框架的名称并创建具有该名称的文件夹。我把它命名为bumbo：
mkdir bumbo SHELL |
进入此文件夹，创建一个虚拟环境并激活它：
cd bumbo python3.6 -m venv venv source venv/bin/activate SHELL |
现在，创建一个名为 app.py 的文件，我们将在这个文件里存储我们的gunicorn 入口点：
touch app.py SHELL |
在这个 app.py 内部，让我们编写一个简单的函数来查看它是否可以和 gunicorn 一起工作：
# app.py def app(environ, start_response): response_body = b"Hello, World!" status = "200 OK" start_response(status, headers=[]) return iter([response_body]) PYTHON |
如上所述，这个可调用的入口点接收两个参数。其中之一 environ 是存储有关请求的各种信息，例如请求方法，URL，查询参数等。第二个 start_response 顾名思义是开始响应的。现在，让我们尝试用 gunicorn 运行此代码。对于 gunicorn 安装和运行如下：
pip install gunicorn gunicorn app:app STATA |
第一个 app 是我们创建的文件，第二个 app 是我们刚刚编写的函数的名称。如果一切都很好，您将在输出中看到如下内容：
[2019-02-09 17:58:56 +0500] [30962] [INFO] Starting gunicorn 19.9.0 [2019-02-09 17:58:56 +0500] [30962] [INFO] Listening at: http://127.0.0.1:8000 (30962) [2019-02-09 17:58:56 +0500] [30962] [INFO] Using worker: sync [2019-02-09 17:58:56 +0500] [30966] [INFO] Booting worker with pid: 30966 LESS |
如果您看到此内容，请打开浏览器并转到 http://localhost:8000。你应该看到我们的老朋友：Hello, World! 信息。真棒！
现在，让我们将这个函数变成一个类，因为我们需要很多辅助方法，并且它们更容易在类中编写。创建一个 api.py 文件：
touch api.py SHELL |
在此文件中，创建以下 API 类。我会解释一下它的作用：
# api.py class API: def __call__(self, environ, start_response): response_body = b"Hello, World!" status = "200 OK" start_response(status, headers=[]) return iter([response_body]) PYTHON |
现在，删除 app.py 里面的所有内容并编写以下内容：
# app.py from api import API app = API() PYTHON |
重新启动 gunicorn 并在浏览器中检查结果。它应该和以前一样，因为我们只是简单地将我们的 app 函数改为一个被调用的类 API 并在调用此类实例时覆盖它的 __call__ 方法：
app = API() app() # this is where __call__ is called KOTLIN |
现在我们创建了我们的类，我希望使代码更加优雅，因为所有这些字节（b"Hello World"）和 start_response 似乎让我感到困惑。值得庆幸的是，有一个名为 WebOb 的酷包，它通过包装 WSGI 请求环境和响应状态，标题和正文来为 HTTP 请求和响应提供对象。通过使用这个包，我们可以通过此包中提供的类传递 environ 和start_response，而不必自己处理。在我们继续之前，我建议你看一下 WebOb 的文档 来理解我在说什么以及 WebOb 更多的 API 。
以下是我们将如何重构此代码。首先，安装WebOb：
pip install webob CMAKE |
在 api.py 文件开头导入 Request 和Response类：
# api.py from webob import Request, Response ... PYTHON |
现在我们可以在 __call__ 方法中使用它们：
# api.py from webob import Request, Response class API: def __call__(self, environ, start_response): request = Request(environ) response = Response() response.text = "Hello, World!" return response(environ, start_response) PYTHON |
看起来好多了！重新启动 gunicorn，您应该看到与以前相同的结果。最好的部分是我不必解释这里正在做什么。这一切都是不言自明的。我们正在创建一个请求，一个响应，然后返回该响应。真棒！我必须注意到request 这里还没有使用，因为我们没有对它做任何事情。所以，让我们利用这个机会来使用请求对象。另外，让我们将 response 创建重构为它自己的方法。我们稍后会看到为什么这么做会更好：
# api.py from webob import Request, Response class API: def __call__(self, environ, start_response): request = Request(environ) response = self.handle_request(request) return response(environ, start_response) def handle_request(self, request): user_agent = request.environ.get("HTTP_USER_AGENT", "No User Agent Found") response = Response() response.text = f"Hello, my friend with this user agent: {user_agent}" return response PYTHON |
重启你的gunicorn，你应该在浏览器中看到这条新消息。你看见了吗？酷。我们继续。
此时，我们以相同的方式处理所有请求。无论我们收到什么请求，我们只返回在 handle_request 方法中创建的相同响应。最终，我们希望它是动态的。也就是说，我们希望提供的来自 /home/ 的请求不同于来自 /about/ 的。
为此，在 app.py 内部，让我们创建两个处理这两个请求的方法：
# app.py from api.py import API app = API() def home(request, response): response.text = "Hello from the HOME page" def about(request, response): response.text = "Hello from the ABOUT page" PYTHON |
现在，我们需要以某种方式将这两种方法与上述路径联系起来：/home/和/about/。我喜欢 Flask 的做法，看起来像这样：
# app.py from api.py import API app = API() @app.route("/home") def home(request, response): response.text = "Hello from the HOME page" @app.route("/about") def about(request, response): response.text = "Hello from the ABOUT page" PYTHON |
你觉得怎么样？看起来不错？然后让我们实现这个 bad boy 吧！
如您所见，该 route 方法是一个装饰器，接受一个路径并包装方法。实施起来应该不会太难：
# api.py class API: def __init__(self): self.routes = {} def route(self, path): def wrapper(handler): self.routes[path] = handler return handler return wrapper ... PYTHON |
这是我们在这里所做的。在该 __init__ 方法中，在被调用的 self.routes 的地方我们简单地定义了一个dict，我们将路径存储为键, 处理程序 handlers 作为值。它看起来像这样：
print(self.routes) { "/home": <function home at 0x1100a70c8>, "/about": <function about at 0x1101a80c3> } PYTHON |
在该 route 方法中，我们将路径作为参数，并且在装饰器方法中，只需将 self.routes 路径作为键放在字典中，将处理程序作为值。
在这一点上，我们有所有的拼图。我们有处理程序和与之关联的路径。现在，当一个请求进来时，我们需要检查它的path，找到一个合适的处理程序，调用该处理程序并返回一个适当的响应。我们这样做：
# api.py from webob import Request, Response class API: ... def handle_request(self, request): response = Response() for path, handler in self.routes.items(): if path == request.path: handler(request, response) return response ... PYTHON |
不是太难了，是吗？我们简单地迭代self.routes，将路径与请求的路径进行比较，如果存在匹配，则调用与该路径关联的处理程序。
重新启动 gunicorn 并在浏览器中尝试这些路径。首先，访问http://localhost:8000/home/，然后去http://localhost:8000/about/。您应该看到相应的消息。很酷，对吗？
下一步，我们可以回答“如果找不到路径会怎么样？”的问题。让我们创建一个返回“Not found.”的简单 HTTP 响应的方法。状态代码为 404：
# api.py from webob import Request, Response class API: ... def default_response(self, response): response.status_code = 404 response.text = "Not found." ... PYTHON |
现在，让我们在我们的 handle_request 方法中使用它：
# api.py from webob import Request, Response class API: ... def handle_request(self, request): response = Response() for path, handler in self.routes.items(): if path == request.path: handler(request, response) return response self.default_response(response) return response ... PYTHON |
重新启动 gunicorn 并尝试一些不存在的路由。你应该看到这个可爱的“Not found.” 页。现在，为了便于阅读，让我们重构一下找到自己方法的处理程序：
# api.py from webob import Request, Response class API: ... def find_handler(self, request_path): for path, handler in self.routes.items(): if path == request_path: return handler ... PYTHON |
就像之前一样，它只是迭代 self.route，将路径与请求路径进行比较，如果路径相同则返回对应处理程序。如果没有找到处理程序，则返回None。现在，我们可以在我们的handle_request 方法中使用它：
# api.py from webob import Request, Response class API: ... def handle_request(self, request): response = Response() handler = self.find_handler(request_path=request.path) if handler is not None: handler(request, response) else: self.default_response(response) return response ... PYTHON |
我认为它看起来好多了，并且非常容易解释。重启gunicorn，看看一切都像以前一样有效。
此时，我们有路由和处理程序。它非常棒，但我们的路径很简单。它们不支持 url 路径中的关键字参数。如果我们想拥有 @app.route("/hello/{person_name}") 这条路径并且能够在我们的处理程序中使用 person_name 这样的内容：
def say_hello(request, response, person_name): response.text = f"Hello, {person_name}" PYTHON |
为此，如果有人访问 /hello/Matthew/，我们需要能够将/hello/{person_name}/ 路径与已注册的路径匹配并找到适当的处理程序。值得庆幸的是，已经有一个名为 parse 的包正确地为我们做了。让我们继续安装它：
pip install parse CMAKE |
让我们试一下:
>>> from parse import parse >>> result = parse("Hello, {name}", "Hello, Matthew") >>> print(result.named) {'name': 'Matthew'} PYTHON |
如您所见，它解析了字符串 Hello, Matthew，并能够识别出Matthew 是与我们提供的字符串 {name} 相对应的字符串。
让我们在我们的 find_handler 方法中使用它，不仅可以找到与路径对应的方法，还可以找到提供的关键字参数：
# api.py from webob import Request, Response from parse import parse class API: ... def find_handler(self, request_path): for path, handler in self.routes.items(): parse_result = parse(path, request_path) if parse_result is not None: return handler, parse_result.named return None, None ... PYTHON |
我们仍在迭代 self.routes，现在不是比较请求路径的路径，而是尝试解析它，如果有结果，我们将处理程序和关键字参数作为字典返回。现在，我们可以在handle_request 内部使用这个将这些参数传递给处理程序，如下所示：
# api.py from webob import Request, Response from parse import parse class API: ... def handle_request(self, request): response = Response() handler, kwargs = self.find_handler(request_path=request.path) if handler is not None: handler(request, response, **kwargs) else: self.default_response(response) return response ... PYTHON |
唯一的变化是，我们得到了两个 handler 和kwargs从 self.find_handler，并传递一个kwargs 像这样的处理**kwargs。
让我们用这种类型的路径编写一个处理程序并试一试：
# app.py ... @app.route("/hello/{name}") def greeting(request, response, name): response.text = f"Hello, {name}" ... PYTHON |
重启你的 gunicorn 访问 http://localhost:8000/hello/Matthew/。你应该有这个美妙的信息: Hello, Matthew。太棒了吧？再添加几个这样的处理程序。您还可以指出给定参数的类型。例如，您可以将处理程序内的@app.route("/tell/{age:d}") 参数 age 作为数字。
结论
这是一个漫长的旅程，但我认为这很棒。我写这篇文章时亲自学到了很多东西。如果你喜欢这篇博文，请在评论中告诉我们我们应该在框架中实现的其他功能。我在考虑基于类的处理程序，支持模板和静态文件。
Fight on!
