Python開發【第十五篇】：Web框架之Tornado

時間 2019-11-19 標籤 python 開發第十五篇 web 框架 tornado

概述

Tornado 是 FriendFeed 使用的可擴展的非阻塞式 web 服務器及其相關工具的開源版本。這個 Web 框架看起來有些像web.py 或者 Google 的 webapp，不過爲了能有效利用非阻塞式服務器環境，這個 Web 框架還包含了一些相關的有用工具和優化。javascript

Tornado 和如今的主流 Web 服務器框架（包括大多數 Python 的框架）有着明顯的區別：它是非阻塞式服務器，並且速度至關快。得利於其非阻塞的方式和對 epoll 的運用，Tornado 每秒能夠處理數以千計的鏈接，這意味着對於實時 Web 服務來講，Tornado 是一個理想的 Web 框架。咱們開發這個 Web 服務器的主要目的就是爲了處理 FriendFeed 的實時功能 ——在 FriendFeed 的應用裏每個活動用戶都會保持着一個服務器鏈接。（關於如何擴容服務器，以處理數以千計的客戶端的鏈接的問題，請參閱 C10K problem。）html

下載安裝：java

 
         pip3 install tornado 
        
         源碼安裝 
        
         https: 
         / 
         / 
         pypi.python.org 
         / 
         packages 
         / 
         source 
         / 
         t 
         / 
         tornado 
         / 
         tornado 
         - 
         4.3 
         .tar.gz

框架使用

1、快速上手python

執行過程：jquery

第一步：執行腳本，監聽 8888 端口
第二步：瀏覽器客戶端訪問 /index --> http://127.0.0.1:8888/index
第三步：服務器接受請求，並交由對應的類處理該請求
第四步：類接受到請求以後，根據請求方式（post / get / delete ...）的不一樣調用並執行相應的方法
第五步：方法返回值的字符串內容發送瀏覽器

異步非阻塞示例

2、路由系統git

路由系統其實就是 url 和類的對應關係，這裏不一樣於其餘框架，其餘不少框架均是 url 對應函數，Tornado中每一個url對應的是一個類。github

Tornado中原生支持二級域名的路由，如：web

3、模板引擎算法

Tornao中的模板語言和django中相似，模板引擎將模板文件載入內存，而後將數據嵌入其中，最終獲取到一個完整的字符串，再將字符串返回給請求者。django

Tornado 的模板支持「控制語句」和「表達語句」，控制語句是使用 {% 和 %} 包起來的例如 {% if len(items) > 2 %}。表達語句是使用 {{ 和 }} 包起來的，例如 {{ items[0] }}。

控制語句和對應的 Python 語句的格式基本徹底相同。咱們支持 if、for、while 和 try，這些語句邏輯結束的位置須要用 {% end %} 作標記。還經過 extends 和 block 語句實現了模板繼承。這些在 template 模塊的代碼文檔中有着詳細的描述。

注：在使用模板前須要在setting中設置模板路徑："template_path" : "tpl"

一、基本使用

app.py

index.html

其餘方法

二、母版

layout.html

index.html

三、導入

header.html

index.html

四、自定義UIMethod以UIModule

a. 定義

uimethods.py

uimodules.py

b. 註冊

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c. 使用

View Code

4、靜態文件

對於靜態文件，能夠配置靜態文件的目錄和前段使用時的前綴，而且Tornaodo還支持靜態文件緩存。

app.py

index.html

注：靜態文件緩存的實現

View Code

5、cookie

Tornado中能夠對cookie進行操做，而且還能夠對cookie進行簽名以放置僞造。

一、基本操做

View Code

二、加密cookie（簽名）

Cookie 很容易被惡意的客戶端僞造。加入你想在 cookie 中保存當前登錄用戶的 id 之類的信息，你須要對 cookie 做簽名以防止僞造。Tornado 經過 set_secure_cookie 和 get_secure_cookie 方法直接支持了這種功能。要使用這些方法，你須要在建立應用時提供一個密鑰，名字爲 cookie_secret。你能夠把它做爲一個關鍵詞參數傳入應用的設置中：

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內部算法

簽名Cookie的本質是：

寫cookie過程：

將值進行base64加密

對除值之外的內容進行簽名，哈希算法（沒法逆向解析）

拼接簽名 + 加密值

讀cookie過程：

讀取簽名 + 加密值

對簽名進行驗證

base64解密，獲取值內容

注：許多API驗證機制和安全cookie的實現機制相同。

基於Cookie實現用戶驗證-Demo

基於簽名Cookie實現用戶驗證-Demo

三、JavaScript操做Cookie

因爲Cookie保存在瀏覽器端，因此在瀏覽器端也可使用JavaScript來操做Cookie。

 
         /* 
        
         設置cookie，指定秒數過時 
        
         */ 
        
         function  
         setCookie(name,value,expires){ 
        
         var  
         temp = []; 
        
         var  
         current_date =  
         new  
         Date(); 
        
         current_date.setSeconds(current_date.getSeconds() + 5); 
        
         document.cookie = name +  
         "= " 
         + value + 
         ";expires="  
         + current_date.toUTCString(); 
        
         }

對於參數：

domain 指定域名下的cookie
path 域名下指定url中的cookie
secure https使用

注：jQuery中也有指定的插件 jQuery Cookie 專門用於操做cookie，猛擊這裏

6、CSRF

Tornado中的誇張請求僞造和Django中的類似，跨站僞造請求(Cross-site request forgery)

配置

使用 - 普通表單

使用 - AJAX

注：Ajax使用時，本質上就是去獲取本地的cookie，攜帶cookie再來發送請求

7、上傳文件

一、Form表單上傳

HTML

Python

二、AJAX上傳

HTML - XMLHttpRequest

HTML - jQuery

HTML - iframe

Python

擴展：基於iframe實現Ajax上傳示例

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其餘

8、驗證碼

驗證碼原理在於後臺自動建立一張帶有隨機內容的圖片，而後將內容經過img標籤輸出到頁面。

安裝圖像處理模塊：

 
         pip3 install pillow

示例截圖：

驗證碼Demo源碼下載：猛擊這裏

9、異步非阻塞

一、基本使用

裝飾器 + Future 從而實現Tornado的異步非阻塞

 
         class  
         AsyncHandler(tornado.web.RequestHandler): 
        
         @gen 
         .coroutine 
        
         def  
         get( 
         self 
         ): 
        
         future  
         =  
         Future() 
        
         future.add_done_callback( 
         self 
         .doing) 
        
         yield  
         future 
        
         # 或 
        
         # tornado.ioloop.IOLoop.current().add_future(future,self.doing) 
        
         # yield future 
        
         def  
         doing( 
         self 
         , 
         * 
         args,  
         * 
         * 
         kwargs): 
        
         self 
         .write( 
         'async' 
         ) 
        
         self 
         .finish()

當發送GET請求時，因爲方法被@gen.coroutine裝飾且yield 一個 Future對象，那麼Tornado會等待，等待用戶向future對象中放置數據或者發送信號，若是獲取到數據或信號以後，就開始執行doing方法。

異步非阻塞體如今當在Tornaod等待用戶向future對象中放置數據時，還能夠處理其餘請求。

注意：在等待用戶向future對象中放置數據或信號時，此鏈接是不斷開的。

二、同步阻塞和異步非阻塞對比

同步阻塞

異步非阻塞

三、httpclient類庫

Tornado提供了httpclient類庫用於發送Http請求，其配合Tornado的異步非阻塞使用。

 
         #!/usr/bin/env python 
        
         # -*- coding:utf-8 -*- 
        
         import  
         tornado.web 
        
         from  
         tornado  
         import  
         gen 
        
         from  
         tornado  
         import  
         httpclient 
        
         # 方式一： 
        
         class  
         AsyncHandler(tornado.web.RequestHandler): 
        
         @gen 
         .coroutine 
        
         def  
         get( 
         self 
         ,  
         * 
         args,  
         * 
         * 
         kwargs): 
        
         print 
         ( 
         '進入' 
         ) 
        
         http  
         =  
         httpclient.AsyncHTTPClient() 
        
         data  
         =  
         yield  
         http.fetch( 
         "http://www.google.com" 
         ) 
        
         print 
         ( 
         '完事' 
         ,data) 
        
         self 
         .finish( 
         '6666' 
         ) 
        
         # 方式二： 
        
         # class AsyncHandler(tornado.web.RequestHandler): 
        
         #     @gen.coroutine 
        
         #     def get(self): 
        
         #         print('進入') 
        
         #         http = httpclient.AsyncHTTPClient() 
        
         #         yield http.fetch("http://www.google.com", self.done) 
        
         # 
        
         #     def done(self, response): 
        
         #         print('完事') 
        
         #         self.finish('666') 
        
         application  
         =  
         tornado.web.Application([ 
        
         (r 
         "/async" 
         , AsyncHandler), 
        
         ]) 
        
         if  
         __name__  
         = 
         =  
         "__main__" 
         : 
        
         application.listen( 
         8888 
         ) 
        
         tornado.ioloop.IOLoop.instance().start()

基於異步非阻塞和Tornado-MySQL實現用戶登陸示例

自定義Web組件

1、Session

一、面向對象基礎

面向對象中經過索引的方式訪問對象，須要內部實現 __getitem__ 、__delitem__、__setitem__方法

二、Tornado擴展

Tornado框架中，默認執行Handler的get/post等方法以前默認會執行 initialize方法，因此能夠經過自定義的方式使得全部請求在處理前執行操做...

三、session

session其實就是定義在服務器端用於保存用戶回話的容器，其必須依賴cookie才能實現。

自定義Session

四、分佈式Session

一致性哈西

session

2、表單驗證

在Web程序中每每包含大量的表單驗證的工做，如：判斷輸入是否爲空，是否符合規則。

HTML

Python

因爲驗證規則能夠代碼重用，因此能夠如此定義：

View Code