Python高级——搞几个静态Web服务器

简介: Python高级——搞几个静态Web服务器

静态Web服务器-返回固定页面数据


1. 开发自己的静态Web服务器


实现步骤:


编写一个TCP服务端程序


获取浏览器发送的http请求报文数据


读取固定页面数据,把页面数据组装成HTTP响应报文数据发送给浏览器。


HTTP响应报文数据发送完成以后,关闭服务于客户端的套接字。


2. 静态Web服务器-返回固定页面数据的示例代码


import socket
if __name__ == '__main__':
    # 创建tcp服务端套接字
    tcp_server_socket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
    # 设置端口号复用, 程序退出端口立即释放
    tcp_server_socket.setsockopt(socket.SOL_SOCKET, socket.SO_REUSEADDR, True)
    # 绑定端口号
    tcp_server_socket.bind(("", 9000))
    # 设置监听
    tcp_server_socket.listen(128)
    while True:
        # 等待接受客户端的连接请求
        new_socket, ip_port = tcp_server_socket.accept()
        # 代码执行到此,说明连接建立成功
        recv_client_data = new_socket.recv(4096)
        # 对二进制数据进行解码
        recv_client_content = recv_client_data.decode("utf-8")
        print(recv_client_content)
        with open("static/index.html", "rb") as file:
            # 读取文件数据
            file_data = file.read()
        # 响应行
        response_line = "HTTP/1.1 200 OK\r\n"
        # 响应头
        response_header = "Server: PWS1.0\r\n"
        # 响应体
        response_body = file_data
        # 拼接响应报文
        response_data = (response_line + response_header + "\r\n").encode("utf-8") + response_body
        # 发送数据
        new_socket.send(response_data)
        # 关闭服务与客户端的套接字
        new_socket.close()


静态Web服务器-返回指定页面数据


1. 静态Web服务器的问题


问题


目前的Web服务器,不管用户访问什么页面,返回的都是固定页面的数据,接下来需要根据用户的请求返回指定页面的数据


返回指定页面数据的实现步骤:


获取用户请求资源的路径


根据请求资源的路径,读取指定文件的数据


组装指定文件数据的响应报文,发送给浏览器


判断请求的文件在服务端不存在,组装404状态的响应报文,发送给浏览器


2. 静态Web服务器-返回指定页面数据的示例代码


import socket
def main():
    # 创建tcp服务端套接字
    tcp_server_socket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
    # 设置端口号复用, 程序退出端口立即释放
    tcp_server_socket.setsockopt(socket.SOL_SOCKET, socket.SO_REUSEADDR, True)
    # 绑定端口号
    tcp_server_socket.bind(("", 9000))
    # 设置监听
    tcp_server_socket.listen(128)
    while True:
        # 等待接受客户端的连接请求
        new_socket, ip_port = tcp_server_socket.accept()
        # 代码执行到此,说明连接建立成功
        recv_client_data = new_socket.recv(4096)
        if len(recv_client_data) == 0:
            print("关闭浏览器了")
            new_socket.close()
            return
        # 对二进制数据进行解码
        recv_client_content = recv_client_data.decode("utf-8")
        print(recv_client_content)
        # 根据指定字符串进行分割, 最大分割次数指定2
        request_list = recv_client_content.split(" ", maxsplit=2)
        # 获取请求资源路径
        request_path = request_list[1]
        print(request_path)
        # 判断请求的是否是根目录,如果条件成立,指定首页数据返回
        if request_path == "/":
            request_path = "/index.html"
        try:
            # 动态打开指定文件
            with open("static" + request_path, "rb") as file:
                # 读取文件数据
                file_data = file.read()
        except Exception as e:
            # 请求资源不存在,返回404数据
            # 响应行
            response_line = "HTTP/1.1 404 Not Found\r\n"
            # 响应头
            response_header = "Server: PWS1.0\r\n"
            with open("static/error.html", "rb") as file:
                file_data = file.read()
            # 响应体
            response_body = file_data
            # 拼接响应报文
            response_data = (response_line + response_header + "\r\n").encode("utf-8") + response_body
            # 发送数据
            new_socket.send(response_data)
        else:
            # 响应行
            response_line = "HTTP/1.1 200 OK\r\n"
            # 响应头
            response_header = "Server: PWS1.0\r\n"
            # 响应体
            response_body = file_data
            # 拼接响应报文
            response_data = (response_line + response_header + "\r\n").encode("utf-8") + response_body
            # 发送数据
            new_socket.send(response_data)
        finally:
            # 关闭服务与客户端的套接字
            new_socket.close()
if __name__ == '__main__':
    main()


静态Web服务器-返回指定页面数据


1. 静态Web服务器的问题


返回指定页面数据的实现步骤:


获取用户请求资源的路径


根据请求资源的路径,读取指定文件的数据


组装指定文件数据的响应报文,发送给浏览器


判断请求的文件在服务端不存在,组装404状态的响应报文,发送给浏览器


2. 静态Web服务器-返回指定页面数据的示例代码


import socket
def main():
    # 创建tcp服务端套接字
    tcp_server_socket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
    # 设置端口号复用, 程序退出端口立即释放
    tcp_server_socket.setsockopt(socket.SOL_SOCKET, socket.SO_REUSEADDR, True)
    # 绑定端口号
    tcp_server_socket.bind(("", 9000))
    # 设置监听
    tcp_server_socket.listen(128)
    while True:
        # 等待接受客户端的连接请求
        new_socket, ip_port = tcp_server_socket.accept()
        # 代码执行到此,说明连接建立成功
        recv_client_data = new_socket.recv(4096)
        if len(recv_client_data) == 0:
            print("关闭浏览器了")
            new_socket.close()
            return
        # 对二进制数据进行解码
        recv_client_content = recv_client_data.decode("utf-8")
        print(recv_client_content)
        # 根据指定字符串进行分割, 最大分割次数指定2
        request_list = recv_client_content.split(" ", maxsplit=2)
        # 获取请求资源路径
        request_path = request_list[1]
        print(request_path)
        # 判断请求的是否是根目录,如果条件成立,指定首页数据返回
        if request_path == "/":
            request_path = "/index.html"
        try:
            # 动态打开指定文件
            with open("static" + request_path, "rb") as file:
                # 读取文件数据
                file_data = file.read()
        except Exception as e:
            # 请求资源不存在,返回404数据
            # 响应行
            response_line = "HTTP/1.1 404 Not Found\r\n"
            # 响应头
            response_header = "Server: PWS1.0\r\n"
            with open("static/error.html", "rb") as file:
                file_data = file.read()
            # 响应体
            response_body = file_data
            # 拼接响应报文
            response_data = (response_line + response_header + "\r\n").encode("utf-8") + response_body
            # 发送数据
            new_socket.send(response_data)
        else:
            # 响应行
            response_line = "HTTP/1.1 200 OK\r\n"
            # 响应头
            response_header = "Server: PWS1.0\r\n"
            # 响应体
            response_body = file_data
            # 拼接响应报文
            response_data = (response_line + response_header + "\r\n").encode("utf-8") + response_body
            # 发送数据
            new_socket.send(response_data)
        finally:
            # 关闭服务与客户端的套接字
            new_socket.close()
if __name__ == '__main__':
    main()


静态Web服务器-多任务版


1. 静态Web服务器的问题


目前的Web服务器,不能支持多用户同时访问,只能一个一个的处理客户端的请求,那么如何开发多任务版的web服务器同时处理 多个客户端的请求?


可以使用多线程,比进程更加节省内存资源。


多任务版web服务器程序的实现步骤:


当客户端和服务端建立连接成功,创建子线程,使用子线程专门处理客户端的请求,防止主线程阻塞。


把创建的子线程设置成为守护主线程,防止主线程无法退出。


2. 静态Web服务器-多任务版的示例代码


import socket
import threading
# 处理客户端的请求
def handle_client_request(new_socket):
    # 代码执行到此,说明连接建立成功
    recv_client_data = new_socket.recv(4096)
    if len(recv_client_data) == 0:
        print("关闭浏览器了")
        new_socket.close()
        return
    # 对二进制数据进行解码
    recv_client_content = recv_client_data.decode("utf-8")
    print(recv_client_content)
    # 根据指定字符串进行分割, 最大分割次数指定2
    request_list = recv_client_content.split(" ", maxsplit=2)
    # 获取请求资源路径
    request_path = request_list[1]
    print(request_path)
    # 判断请求的是否是根目录,如果条件成立,指定首页数据返回
    if request_path == "/":
        request_path = "/index.html"
    try:
        # 动态打开指定文件
        with open("static" + request_path, "rb") as file:
            # 读取文件数据
            file_data = file.read()
    except Exception as e:
        # 请求资源不存在,返回404数据
        # 响应行
        response_line = "HTTP/1.1 404 Not Found\r\n"
        # 响应头
        response_header = "Server: PWS1.0\r\n"
        with open("static/error.html", "rb") as file:
            file_data = file.read()
        # 响应体
        response_body = file_data
        # 拼接响应报文
        response_data = (response_line + response_header + "\r\n").encode("utf-8") + response_body
        # 发送数据
        new_socket.send(response_data)
    else:
        # 响应行
        response_line = "HTTP/1.1 200 OK\r\n"
        # 响应头
        response_header = "Server: PWS1.0\r\n"
        # 响应体
        response_body = file_data
        # 拼接响应报文
        response_data = (response_line + response_header + "\r\n").encode("utf-8") + response_body
        # 发送数据
        new_socket.send(response_data)
    finally:
        # 关闭服务与客户端的套接字
        new_socket.close()
# 程序入口函数
def main():
    # 创建tcp服务端套接字
    tcp_server_socket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
    # 设置端口号复用, 程序退出端口立即释放
    tcp_server_socket.setsockopt(socket.SOL_SOCKET, socket.SO_REUSEADDR, True)
    # 绑定端口号
    tcp_server_socket.bind(("", 9000))
    # 设置监听
    tcp_server_socket.listen(128)
    while True:
        # 等待接受客户端的连接请求
        new_socket, ip_port = tcp_server_socket.accept()
        print(ip_port)
        # 当客户端和服务器建立连接程,创建子线程
        sub_thread = threading.Thread(target=handle_client_request, args=(new_socket,))
        # 设置守护主线程
        sub_thread.setDaemon(True)
        # 启动子线程执行对应的任务
        sub_thread.start()
if __name__ == '__main__':
    main()


静态Web服务器-面向对象开发


1. 以面向对象的方式开发静态Web服务器


实现步骤:


把提供服务的Web服务器抽象成一个类(HTTPWebServer)


提供Web服务器的初始化方法,在初始化方法里面创建socket对象


提供一个开启Web服务器的方法,让Web服务器处理客户端请求操作。


2. 静态Web服务器-面向对象开发的示例代码


import socket
import threading
# 定义web服务器类
class HttpWebServer(object):
    def __init__(self):
        # 创建tcp服务端套接字
        tcp_server_socket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
        # 设置端口号复用, 程序退出端口立即释放
        tcp_server_socket.setsockopt(socket.SOL_SOCKET, socket.SO_REUSEADDR, True)
        # 绑定端口号
        tcp_server_socket.bind(("", 9000))
        # 设置监听
        tcp_server_socket.listen(128)
        # 保存创建成功的服务器套接字
        self.tcp_server_socket = tcp_server_socket
    # 处理客户端的请求
    @staticmethod
    def handle_client_request(new_socket):
        # 代码执行到此,说明连接建立成功
        recv_client_data = new_socket.recv(4096)
        if len(recv_client_data) == 0:
            print("关闭浏览器了")
            new_socket.close()
            return
        # 对二进制数据进行解码
        recv_client_content = recv_client_data.decode("utf-8")
        print(recv_client_content)
        # 根据指定字符串进行分割, 最大分割次数指定2
        request_list = recv_client_content.split(" ", maxsplit=2)
        # 获取请求资源路径
        request_path = request_list[1]
        print(request_path)
        # 判断请求的是否是根目录,如果条件成立,指定首页数据返回
        if request_path == "/":
            request_path = "/index.html"
        try:
            # 动态打开指定文件
            with open("static" + request_path, "rb") as file:
                # 读取文件数据
                file_data = file.read()
        except Exception as e:
            # 请求资源不存在,返回404数据
            # 响应行
            response_line = "HTTP/1.1 404 Not Found\r\n"
            # 响应头
            response_header = "Server: PWS1.0\r\n"
            with open("static/error.html", "rb") as file:
                file_data = file.read()
            # 响应体
            response_body = file_data
            # 拼接响应报文
            response_data = (response_line + response_header + "\r\n").encode("utf-8") + response_body
            # 发送数据
            new_socket.send(response_data)
        else:
            # 响应行
            response_line = "HTTP/1.1 200 OK\r\n"
            # 响应头
            response_header = "Server: PWS1.0\r\n"
            # 响应体
            response_body = file_data
            # 拼接响应报文
            response_data = (response_line + response_header + "\r\n").encode("utf-8") + response_body
            # 发送数据
            new_socket.send(response_data)
        finally:
            # 关闭服务与客户端的套接字
            new_socket.close()
    # 启动web服务器进行工作
    def start(self):
        while True:
            # 等待接受客户端的连接请求
            new_socket, ip_port = self.tcp_server_socket.accept()
            # 当客户端和服务器建立连接程,创建子线程
            sub_thread = threading.Thread(target=self.handle_client_request, args=(new_socket,))
            # 设置守护主线程
            sub_thread.setDaemon(True)
            # 启动子线程执行对应的任务
            sub_thread.start()
# 程序入口函数
def main():
    # 创建web服务器对象
    web_server = HttpWebServer()
    # 启动web服务器进行工作
    web_server.start()
if __name__ == '__main__':
    main()


静态Web服务器-命令行启动动态绑定端口号


1. 开发命令行启动动态绑定端口号的静态web服务器


实现步骤:


获取执行python程序的终端命令行参数


判断参数的类型,设置端口号必须是整型


给Web服务器类的初始化方法添加一个端口号参数,用于绑定端口号


2. 静态Web服务器-命令行启动动态绑定端口号的示例代码


import socket
import threading
import sys
# 定义web服务器类
class HttpWebServer(object):
    def __init__(self, port):
        # 创建tcp服务端套接字
        tcp_server_socket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
        # 设置端口号复用, 程序退出端口立即释放
        tcp_server_socket.setsockopt(socket.SOL_SOCKET, socket.SO_REUSEADDR, True)
        # 绑定端口号
        tcp_server_socket.bind(("", port))
        # 设置监听
        tcp_server_socket.listen(128)
        # 保存创建成功的服务器套接字
        self.tcp_server_socket = tcp_server_socket
    # 处理客户端的请求
    @staticmethod
    def handle_client_request(new_socket):
        # 代码执行到此,说明连接建立成功
        recv_client_data = new_socket.recv(4096)
        if len(recv_client_data) == 0:
            print("关闭浏览器了")
            new_socket.close()
            return
        # 对二进制数据进行解码
        recv_client_content = recv_client_data.decode("utf-8")
        print(recv_client_content)
        # 根据指定字符串进行分割, 最大分割次数指定2
        request_list = recv_client_content.split(" ", maxsplit=2)
        # 获取请求资源路径
        request_path = request_list[1]
        print(request_path)
        # 判断请求的是否是根目录,如果条件成立,指定首页数据返回
        if request_path == "/":
            request_path = "/index.html"
        try:
            # 动态打开指定文件
            with open("static" + request_path, "rb") as file:
                # 读取文件数据
                file_data = file.read()
        except Exception as e:
            # 请求资源不存在,返回404数据
            # 响应行
            response_line = "HTTP/1.1 404 Not Found\r\n"
            # 响应头
            response_header = "Server: PWS1.0\r\n"
            with open("static/error.html", "rb") as file:
                file_data = file.read()
            # 响应体
            response_body = file_data
            # 拼接响应报文
            response_data = (response_line + response_header + "\r\n").encode("utf-8") + response_body
            # 发送数据
            new_socket.send(response_data)
        else:
            # 响应行
            response_line = "HTTP/1.1 200 OK\r\n"
            # 响应头
            response_header = "Server: PWS1.0\r\n"
            # 响应体
            response_body = file_data
            # 拼接响应报文
            response_data = (response_line + response_header + "\r\n").encode("utf-8") + response_body
            # 发送数据
            new_socket.send(response_data)
        finally:
            # 关闭服务与客户端的套接字
            new_socket.close()
    # 启动web服务器进行工作
    def start(self):
        while True:
            # 等待接受客户端的连接请求
            new_socket, ip_port = self.tcp_server_socket.accept()
            # 当客户端和服务器建立连接程,创建子线程
            sub_thread = threading.Thread(target=self.handle_client_request, args=(new_socket,))
            # 设置守护主线程
            sub_thread.setDaemon(True)
            # 启动子线程执行对应的任务
            sub_thread.start()
# 程序入口函数
def main():
    print(sys.argv)
    # 判断命令行参数是否等于2,
    if len(sys.argv) != 2:
        print("执行命令如下: python3 xxx.py 8000")
        return
    # 判断字符串是否都是数字组成
    if not sys.argv[1].isdigit():
        print("执行命令如下: python3 xxx.py 8000")
        return
    # 获取终端命令行参数
    port = int(sys.argv[1])
    # 创建web服务器对象
    web_server = HttpWebServer(port)
    # 启动web服务器进行工作
    web_server.start()
if __name__ == '__main__':
    main()
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