Python进阶：何为WSGI协议

简介

面试Python web相关岗位时，最容易被问到的问题，WSGI协议是什么？

这篇文章就简单解释一下WSGI并实现一个满足WSGI协议的服务。

WSGI协议

WSGI(Python Web Server Gateway Interface, Python Web服务器网关接口)由PEP333提出，它是一种指定Web服务器与Python Web应用程序之间通信的一种标准，目的就是将Web服务器与Python Web应用解耦。

我们熟悉的Django、Flask、Trondao等Python web框架其实都是满足WSGI协议的Web应用，而uWSGI、Gunicorn等都是满足WSGI协议的Web服务。

以部署Flask为例，常见的部署方法为Nginx+uWSGI+Flask，其中Nginx接受客户端的请求后，会将数据传递给uWSGI，uWSGI服务接受到数据后，会依据WSGI协议，将数据解析成相应的格式传递给Flask，Flask调用相应的逻辑后，同样依据WSGI协议将要方法的数据组织成相应的格式返回给uWSGI，uWSGI再次组织后，将其回传给Nginx。

WSGI工作原理

从PEP333中可以看出，WSGI协议的主要目的就是规范数据解析格式，如果一个Web服务满足WSGI协议，那么它的作用就是将原始的socket数据解析为environ对象(使用时，就是一个字典对象)，environ数据包含Web服务自身的信息和请求的header与body等信息。当Web应用处理完后，可以通过start_response()方法进行回调，形象如下图：

整个过程比较清晰，不多赘述。

实现一个满足WSGI协议的Web服务

要纯手撸一个WSGI其实还要注意很多细节与规则，繁杂却没有特别大的技术难度，这里直接使用wsgiref内置库来实现满足WSGI协议的Web服务，wsgiref帮我们实现了socket数据解析的过程，从而可以直接获得envireon与start_response回调方法。

from wsgiref.simple_server import make_server
# web应用
def web_app(environ, start_response):
    start_response('200 OK', [('Content-Type', 'text/html')])
    return [b'<h1>Hello, HackPython!</h1>']

if __name__ == '__main__':
    # web服务
    server = make_server('127.0.0.1', 8888, web_app)
    print("Serving HTTP on port 8888...")
    server.serve_forever()

利用make_server()方法轻松构建了满足WSGI协议的web服务，运行后，通过浏览器访问则可。

make_server()背后究竟做了什么？简单阅读一下它的源码.

def make_server(
    host, port, app, server_class=WSGIServer, handler_class=WSGIRequestHandler
):
    """Create a new WSGI server listening on `host` and `port` for `app`"""
    server = server_class((host, port), handler_class)
    server.set_app(app)
    return server

发现关键是WSGIServer，而WSGIServer继承自HTTPServer，而HTTPServer继承自socketserver.TCPServer，TCPServer类主要就是处理TCP网络连接的逻辑，比如它激活服务的逻辑其实就是监听socket。

# Lib/socketserver/TCPServer

    def server_activate(self):
        """Called by constructor to activate the server.

        May be overridden.

        """
        self.socket.listen(self.request_queue_size)

通过层层继承，到WSGIServer这一层，就完成了 Socket数据 --> HTTP数据 --> 符合WSGI协议数据格式这样的过程，运行的本质就是启动socket监听进程，监听相应端口的网络请求。

除了通过方法形式，以类的方式也可以，通过__call__的形式去实现。

class Web:
    def __init__(self):
        # init params
        pass

    def __call__(self, environ, start_response):
        start_response('200 OK', [('Content-Type', 'text/html')])
        return [b'<h1>Hello, HackPython!</h1>']

    def listen(self,host='127.0.0.1',port=8888):
        from wsgiref.simple_server import make_server
        server = make_server(host, port, self)
        print(f'serve on {host}:{port}')
        server.serve_forever()

if __name__ == '__main__':
    web = Web()
    web.listen()

如果想深究WSGI协议的细节，可以阅读wsgiref的实现，这里不再深究。

uWSGI与WSGI的关系

uWSGI是一个Web服务，它实现了WSGI协议，此外还实现了uwsgi协议与http协议。

需要区分一下WSGI、uWSGI与uwsgi三者的差别。

WSGI是一种协议
uwsgi同样也是一种协议，与WSGI没有什么关系
uWSGI是Web服务，它实现了WSGI协议与uwsgi协议

uwsgi协议是uWSGI特有的，它用于定义传输信息的类型，每个uwsgi包的前4字节都用于记录传输信息类型的描述。

那有了uWSGI这个web服务后，为什么还需要Nginx？

因为Nginx有优秀的静态内容处理能力，当客户端请求静态内容时，Nginx层直接返回，如果请求动态内容，Nginx才会转发给uWSGI，uWSGI才更加WSGI协议解析信息传递给Flask、Django这类Python Web应用。

尾

感谢大家阅读，后面将会写点自然语言处理方面的入门内容，来看一下Python究竟是怎么玩转语言的。

最后如果文字对你有帮助，麻烦点击「在看」，叩谢豪恩。