python實現一個伺服器
A. 如何用 python 搭建一個郵件伺服器
有人說表示只學Python沒有用,必須學會一個框架(比如Django和web.py)才能找到工作。
其實掌握一個類似於框架的高級工具是有用的,但是基礎的東西可以讓你永遠不被淘汰,不要被工具限制了自己的發展。
今天不使用框架,也不使用Python標准庫中的高級包,只使用標准庫中的socket介面寫一個Python伺服器。
框架與底層
在當今Python伺服器框架 (framework, 比如Django, Twisted, web.py等等) 橫行的時代,從底層的socket開始寫伺服器似乎是一個出力不討好的笨方法。
框架的意義在於掩蓋底層的細節,提供一套對於開發人員更加友好的API,並處理諸如MVC的布局問題。
框架允許我們快速的構建一個成型而且成熟的Python伺服器。然而,框架本身也是依賴於底層(比如socket)。對於底層socket的了解,不僅可以幫助我們更好的使用框架,更可以讓我們明白框架是如何設計的。
更進一步,如果擁有良好的底層socket編程知識和其他系統編程知識,你完全可以設計並開發一款自己的框架。
如果你可以從底層socket開始,實現一個完整的Python伺服器,支持用戶層的協議,並處理好諸如MVC(Model-View-Control)、多線程(threading)等問題,並整理出一套清晰的函數或者類,作為介面(API)呈現給用戶,你就相當於設計了一個框架。
socket介面是實際上是操作系統提供的系統調用。
socket的使用並不局限於Python語言,你可以用C或者Java來寫出同樣的socket伺服器,而所有語言使用socket的方式都類似(Apache就是使用C實現的伺服器)。
但是你不能跨語言的使用框架。
框架的好處在於幫你處理了一些細節,從而實現快速開發,但同時受到Python本身性能的限制。
我們已經看到,許多成功的網站都是利用動態語言(比如Python, Ruby或者PHP,比如twitter和facebook)快速開發,在網站成功之後,將代碼轉換成諸如C和JAVA這樣一些效率比較高的語言,從而讓伺服器能更有效率的面對每天億萬次的請求。
在這種情況下,底層的重要性,就遠遠超過了框架。
TCP/IP和socket簡介
回到我們的任務。
我們需要對網路傳輸,特別是TCP/IP協議和socket有一定的了解。
socket是進程間通信的一種方法,它是基於網路傳輸協議的上層介面。
socket有許多種類型,比如基於TCP協議或者UDP協議(兩種網路傳輸協議),其中又以TCP socket最為常用。
TCP socket與雙向管道(plex PIPE)有些類似,一個進程向socket的一端寫入或讀取文本流,而另一個進程可以從socket的另一端讀取或寫入,比較特別是,這兩個建立socket通信的進程可以分別屬於兩台不同的計算機。
TCP協議,就是規定了一些通信的守則,以便在網路環境下能夠有效實現上述進程間通信過程。
雙向管道(plex PIPE)存活於同一台電腦中,所以不必區分兩個進程的所在計算機的地址,而socket必須包含有地址信息,以便實現網路通信。
一個socket包含四個地址信息: 兩台計算機的IP地址和兩個進程所使用的埠(port)。IP地址用於定位計算機,而port用於定位進程 (一台計算機上可以有多個進程分別使用不同的埠)。
TCP socket
在互聯網上,讓某台計算機作為伺服器。
伺服器開放自己的埠,被動等待其他計算機連接。
當其他計算機作為客戶,主動使用socket連接到伺服器的時候,伺服器就開始為客戶提供服務。
在Python中,我們使用標准庫中的socket包來進行底層的socket編程。
首先是伺服器端,我們使用bind()方法來賦予socket以固定的地址和埠,並使用listen()方法來被動的監聽該埠。
當有客戶嘗試用connect()方法連接的時候,伺服器使用accept()接受連接,從而建立一個連接的socket:
socket.socket()創建一個socket對象,並說明socket使用的是IPv4(AF_INET,IP version 4)和TCP協議(SOCK_STREAM)。
然後用另一台電腦作為客戶,我們主動使用connect()方法來搜索伺服器端的IP地址(在Linux中,你可以用$ifconfig來查詢自己的IP地址)和埠,以便客戶可以找到伺服器,並建立連接:
在上面的例子中,我們對socket的兩端都可以調用recv()方法來接收信息,調用sendall()方法來發送信息。
這樣,我們就可以在分處於兩台計算機的兩個進程間進行通信了。
當通信結束的時候,我們使用close()方法來關閉socket連接。
(如果沒有兩台計算機做實驗,也可以將客戶端IP想要connect的IP改為"127.0.0.1",這是個特殊的IP地址,用來連接當地主機。)
基於TCP socket的HTTP伺服器
上面的例子中,我們已經可以使用TCP socket來為兩台遠程計算機建立連接。
然而,socket傳輸自由度太高,從而帶來很多安全和兼容的問題。
我們往往利用一些應用層的協議(比如HTTP協議)來規定socket使用規則,以及所傳輸信息的格式。
HTTP協議利用請求-回應(request-response)的方式來使用TCP socket。
客戶端向伺服器發一段文本作為request,伺服器端在接收到request之後,向客戶端發送一段文本作為response。
在完成了這樣一次request-response交易之後,TCP socket被廢棄。
下次的request將建立新的socket。
request和response本質上說是兩個文本,只是HTTP協議對這兩個文本都有一定的格式要求。
Request <——> Response
現在,我們寫出一個HTTP伺服器端:
HTTP伺服器程序的解釋
如我們上面所看到的,伺服器會根據request向客戶傳輸的兩條信息text_content和pic_content中的一條,作為response文本。
整個response分為起始行(start line), 頭信息(head)和主體(body)三部分。起始行就是第一行:
它實際上又由空格分為三個片段,HTTP/1.x表示所使用的HTTP版本,200表示狀態(status code),200是HTTP協議規定的,表示伺服器正常接收並處理請求,OK是供人來閱讀的status code。
頭信息跟隨起始行,它和主體之間有一個空行。
這里的text_content或者pic_content都只有一行的頭信息,text_content用來表示主體信息的類型為html文本:
而pic_content的頭信息(Content-Type: image/jpg)說明主體的類型為jpg圖片(image/jpg)。
主體信息為html或者jpg文件的內容。
(注意,對於jpg文件,我們使用"rb"模式打開,是為了與windows兼容。因為在windows下,jpg被認為是二進制(binary)文件,在UNIX系統下,則不需要區分文本文件和二進制文件。)
我們並沒有寫客戶端程序,後面我們會用瀏覽器作為客戶端。
request由客戶端程序發給伺服器。
盡管request也可以像response那樣分為三部分,request的格式與response的格式並不相同。
request由客戶發送給伺服器,比如下面是一個request:
起始行可以分為三部分,第一部分為請求方法(request method),第二部分是URL,第三部分為HTTP版本。
request method可以有GET, PUT, POST, DELETE, HEAD。最常用的為GET和POST。
GET是請求伺服器發送資源給客戶,POST是請求伺服器接收客戶送來的數據。
當我們打開一個網頁時,我們通常是使用GET方法;當我們填寫表格並提交時,我們通常使用POST方法。
第二部分為URL,它通常指向一個資源(伺服器上的資源或者其它地方的資源)。像現在這樣,就是指向當前伺服器的當前目錄的test.jpg。
按照HTTP協議的規定,伺服器需要根據請求執行一定的操作。
正如我們在伺服器程序中看到的,我們的Python程序先檢查了request的方法,隨後根據URL的不同,來生成不同的response(text_content或者pic_content)。
隨後,這個response被發送回給客戶端。
使用瀏覽器實驗
為了配合上面的伺服器程序,我已經在放置Python程序的文件夾里,保存了一個test.jpg圖片文件。
我們在終端運行上面的Python程序,作為伺服器端,再打開一個瀏覽器作為客戶端。
(如果有時間,你也完全可以用Python寫一個客戶端。原理與上面的TCP socket的客戶端程序相類似。)
在瀏覽器的地址欄輸入:
(當然,你也可以用令一台電腦,並輸入伺服器的IP地址)
OK,我已經有了一個用Python實現的,並從socket寫起的伺服器了。
從終端,我們可以看到,瀏覽器實際上發出了兩個請求。
第一個請求為 (關鍵信息在起始行,這一個請求的主體為空):
我們的Python程序根據這個請求,發送給伺服器text_content的內容。
瀏覽器接收到text_content之後,發現正文的html文本中有<IMG src="text.jpg" />,知道需要獲得text.jpg文件來補充為圖片,立即發出了第二個請求:
我們的Python程序分析過起始行之後,發現/test.jpg符合if條件,所以將pic_content發送給客戶。
最後,瀏覽器根據html語言的語法,將html文本和圖畫以適當的方式顯示出來。
探索的方向
1) 在我們上面的伺服器程序中,我們用while循環來讓伺服器一直工作下去。
實際上,我們還可以根據多線程的知識,將while循環中的內容改為多進程或者多線程工作。
2) 我們的伺服器程序還不完善,我們還可以讓我們的Python程序調用Python的其他功能,以實現更復雜的功能。比如說製作一個時間伺服器,讓伺服器向客戶返回日期和時間。你還可以使用Python自帶的資料庫,來實現一個完整的LAMP伺服器。
3) socket包是比較底層的包。Python標准庫中還有高層的包,比如SocketServer,SimpleHTTPServer,CGIHTTPServer,cgi。這些都包都是在幫助我們更容易的使用socket。如果你已經了解了socket,那麼這些包就很容易明白了。利用這些高層的包,你可以寫一個相當成熟的伺服器。
4) 在經歷了所有的辛苦和麻煩之後,你可能發現,框架是那麼的方便,所以決定去使用框架。或者,你已經有了參與到框架開發的熱情。
B. 如何從零寫一個httpserver
從零開始編寫一個HTTP伺服器,需要具備基本的編程知識,尤其是對網路編程的理解。首先要明確HTTP伺服器的基本原理:接收客戶端請求,處理請求,最後返回響應。基於此,可以選擇合適的編程語言,如Python、Node.js、Go等。
以Python為例,可以利用其標准庫中的socket模塊來搭建基本的HTTP伺服器。具體步驟如下:首先,定義一個處理請求的函數,根據請求的URL和方法執行相應的邏輯;然後,使用socket創建伺服器端的套接字,綁定埠並開始監聽;接著,循環接收客戶端的連接請求,調用處理函數並返回響應;最後,確保資源釋放和異常處理。
在實際實現中,可以進一步優化HTTP伺服器的功能,例如增加路由、中間件、錯誤處理等功能。同時,還可以考慮使用現代的Web框架,如Flask、Django等,它們提供了更高級的抽象和功能,簡化了HTTP伺服器的開發過程。
總結,從零開始編寫一個HTTP伺服器是一個既有趣又能提升技能的項目。根據個人的編程語言偏好和需求,可以選擇合適的語言和工具。通過實踐,不僅可以掌握HTTP伺服器的核心概念,還能深入了解網路編程和Web開發的基本知識。
C. 手把手教你如何從零開始部署一個Python項目到伺服器
Python的安裝及配置
首先,確保已安裝Python3並添加必要的庫,創建安裝目錄並進入,下載安裝包後解壓並進入安裝包,指定安裝目錄並執行編譯和安裝步驟,創建Python3軟連接。
安裝pip3,創建文件夾進入,下載源代碼並解壓,使用Python3安裝,創建pip3軟連接並升級。
Nginx的安裝與啟動
Nginx是一個高性能的HTTP和反向代理伺服器,訪問nginx.org獲取更多信息。安裝前先確保有必要的依賴,下載nginx安裝包,解壓後進入根目錄並編譯安裝,運行nginx程序。
Mysql的下載與上傳數據
下載mysql安裝包,安裝倉庫源並查看當前擁有的倉庫,安裝mysql服務後啟動。修改臨時密碼並執行資料庫導入命令,確保後端項目中的資料庫連接地址同步更新。
Redis的安裝與啟動
訪問下載.redis.io獲取Redis版本庫,下載安裝包,解壓後進入目錄執行安裝命令,啟動Redis,頁面顯示成功代表Redis運行成功。
下載輔助工具
通常,上傳或下載文件到伺服器可通過SCRT輔助工具實現。此工具提供多種方法,適用於伺服器間文件傳輸。
Gunicorn的安裝與啟動
在虛擬環境中安裝項目所需依賴,使用pip安裝Gunicorn,並啟動服務。虛擬環境前的(venv)表示已進入虛擬環境。
前端項目的上傳
前端項目編譯生成dist文件夾,將dist文件夾上傳至伺服器,設置反向代理在nginx的配置文件中(vim /usr/local/nginx/conf/nginx.conf)。若頁面無法訪問,檢查防火牆狀態並關閉防火牆。
D. 如何用python搭建一個最簡單的Web伺服器
用Python建立最簡單的web伺服器
利用Python自帶的包可以建立簡單的web伺服器。在DOS里cd到准備做伺服器根目錄的路徑下,輸入命令:
python -mWeb伺服器模塊[埠號,默認8000]
python -m SimpleHTTPServer 8080
http://localhost:埠號/路徑
http://localhost:8080/index.htm(當然index.htm文件得自己創建)
BaseHTTPServer: 提供基本的Web服務和處理器類,分別是HTTPServer和BaseHTTPRequestHandler。
SimpleHTTPServer: 包含執行GET和HEAD請求的SimpleHTTPRequestHandler類。
CGIHTTPServer: 包含處理POST請求和執行CGIHTTPRequestHandler類。
例如:
然後就可以在瀏覽器中輸入
來訪問伺服器資源。
例如:
其他機器也可以通過伺服器的IP地址來訪問。
這里的「Web伺服器模塊」有如下三種:
E. 如何用python在PC上搭建web伺服器
要使用Python在個人電腦上搭建一個簡單的Web伺服器,可以遵循以下步驟。首先,你需要安裝Python環境,確保已經安裝了最新版本的Python。接下來,打開命令行工具,輸入以下代碼:
import sys
from BaseHTTPServer import HTTPServer
from SimpleHTTPServer import SimpleHTTPRequestHandler
Handler = SimpleHTTPRequestHandler
Server = HTTPServer
Protocol = "HTTP/1.0"
接下來,你需要設置伺服器埠。如果你的命令行中沒有參數,伺服器將在埠8000上運行。如果有參數,它將使用給定的埠號。接著輸入以下代碼來設置伺服器地址和埠:
if sys.argv[1:]:
port = int(sys.argv[1])
else:
port = 8000
server_address = ('127.0.0.1', port)
接下來,定義HTTP協議版本:
Handler.protocol_version = Protocol
然後,創建伺服器實例:
httpd = Server(server_address, Handler)
最後,啟動伺服器:
print("Serving HTTP")
httpd.serve_forever()
這將啟動一個Web伺服器,你可以通過訪問http://127.0.0.1:8000來查看伺服器內容。這個伺服器非常適合用於測試和開發,你可以通過它來快速共享文件或提供簡單的Web服務。
需要注意的是,這個伺服器只能在本地網路中訪問,因為它使用了127.0.0.1地址。如果你想讓其他設備訪問這個伺服器,需要使用外部IP地址和正確的埠。
此外,這個簡單的Web伺服器沒有安全措施,不適合用於生產環境。在部署任何生產系統之前,建議使用更安全和功能更強大的Web伺服器,如Nginx或Apache,並配置SSL證書以確保數據傳輸的安全。