Python基础-29-静态服务器

1. Web静态服务器

1.1 显示固定的页面

  • 自己根据HTTP协议,返回响应内容
  • 通过浏览器访问即可 http://127.0.0.1:7890/
import socket


def service_client(new_socket):
    """为这个客户端返回数据"""

    # 1. 接收浏览器发送过来的请求 ,即http请求  
    # GET / HTTP/1.1
    # .....
    request = new_socket.recv(1024)
    print(request)

    # 2. 返回http格式的数据,给浏览器
    # 2.1 准备发送给浏览器的数据---header
    response = "HTTP/1.1 200 OKrn"
    response += "rn"
    # 2.2 准备发送给浏览器的数据---boy
    response += "hahahhah"
    new_socket.send(response.encode("utf-8"))

    # 关闭套接字
    new_socket.close()
    

def main():
    """用来完成整体的控制"""
    # 1. 创建套接字
    tcp_server_socket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
    tcp_server_socket.setsockopt(socket.SOL_SOCKET, socket.SO_REUSEADDR, 1)

    # 2. 绑定
    tcp_server_socket.bind(("127.0.0.1"7890))

    # 3. 变为监听套接字
    tcp_server_socket.listen(128)

    while True:
        # 4. 等待新客户端的链接
        new_socket, client_addr = tcp_server_socket.accept()

        # 5. 为这个客户端服务
        service_client(new_socket)

    # 关闭监听套接字
    tcp_server_socket.close()


if __name__ == "__main__":
    main()

1.2 显示指定的index.html

  • 把index.html的内容读取出来
  • 写入到response中返回给浏览器
import socket


def service_client(new_socket):
    """为这个客户端返回数据"""

    # 1. 接收浏览器发送过来的请求 ,即http请求  
    # GET / HTTP/1.1
    # .....
    request = new_socket.recv(1024)
    print(">>>"*50)
    print(request)

    # 2. 返回http格式的数据,给浏览器
    # 2.1 准备发送给浏览器的数据---header
    response = "HTTP/1.1 200 OKrn"
    response += "rn"
    # 2.2 准备发送给浏览器的数据---boy
    # response += "hahahhah"
    
    f = open("./html/index.html""rb")
    html_content = f.read()
    f.close()

    # 将response header发送给浏览器
    new_socket.send(response.encode("utf-8"))
    # 将response body发送给浏览器
    new_socket.send(html_content)

    # 关闭套接
    new_socket.close()
    

def main():
    """用来完成整体的控制"""
    # 1. 创建套接字
    tcp_server_socket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
    tcp_server_socket.setsockopt(socket.SOL_SOCKET, socket.SO_REUSEADDR, 1)

    # 2. 绑定
    tcp_server_socket.bind((""7890))

    # 3. 变为监听套接字
    tcp_server_socket.listen(128)

    while True:
        # 4. 等待新客户端的链接
        new_socket, client_addr = tcp_server_socket.accept()

        # 5. 为这个客户端服务
        service_client(new_socket)

    # 关闭监听套接字
    tcp_server_socket.close()


if __name__ == "__main__":
    main()

1.3 根据用户的需求返回响应的页面

这里输入的url为http://127.0.0.1:7890/,
使用正则,得到要请求的路径,然后根据这个路径拼接成服务器的文件名,把这个文件名的内容返回

import socket
import re


def service_client(new_socket):
    """为这个客户端返回数据"""

    # 1. 接收浏览器发送过来的请求 ,即http请求  
    # GET / HTTP/1.1
    # .....
    request = new_socket.recv(1024).decode("utf-8")
    # print(">>>"*50)
    # print(request)

    request_lines = request.splitlines()
    print("")
    print(">"*20)
    print(request_lines)

    # GET /index.html HTTP/1.1
    # get post put del
    file_name = ""
    ret = re.match(r"[^/]+(/[^ ]*)", request_lines[0])
    if ret:
        file_name = ret.group(1)
        # print("*"*50, file_name)
        if file_name == "/":
            file_name = "/index.html"




    # 2. 返回http格式的数据,给浏览器
    
    try:
        f = open("./html" + file_name, "rb")
    except:
        response = "HTTP/1.1 404 NOT FOUNDrn"
        response += "rn"
        response += "------file not found-----"
        new_socket.send(response.encode("utf-8"))
    else:
        html_content = f.read()
        f.close()
        # 2.1 准备发送给浏览器的数据---header
        response = "HTTP/1.1 200 OKrn"
        response += "rn"
        # 2.2 准备发送给浏览器的数据---boy
        # response += "hahahhah"

        # 将response header发送给浏览器
        new_socket.send(response.encode("utf-8"))
        # 将response body发送给浏览器
        new_socket.send(html_content)


    # 关闭套接
    new_socket.close()
    

def main():
    """用来完成整体的控制"""
    # 1. 创建套接字
    tcp_server_socket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
    tcp_server_socket.setsockopt(socket.SOL_SOCKET, socket.SO_REUSEADDR, 1)

    # 2. 绑定
    tcp_server_socket.bind(("127.0.0.1"7890))

    # 3. 变为监听套接字
    tcp_server_socket.listen(128)

    while True:
        # 4. 等待新客户端的链接
        new_socket, client_addr = tcp_server_socket.accept()

        # 5. 为这个客户端服务
        service_client(new_socket)

    # 关闭监听套接字
    tcp_server_socket.close()


if __name__ == "__main__":
    main()

2.  Web静态服务器-多进程

  • 在主进程中,等待客户端的连接
  • 当客户端连接到来后,主进程就创建一个子进程,然后把新来的连接socket给子进程,让子进程去处理
  • 主进程可以关闭自己的这个新来的socket,因为主线程复制了一份请求给了子进程,因为子进程已经去处理了
import socket
import re
import multiprocessing


def service_client(new_socket):
    """为这个客户端返回数据"""

    # 1. 接收浏览器发送过来的请求 ,即http请求  
    # GET / HTTP/1.1
    # .....
    request = new_socket.recv(1024).decode("utf-8")
    # print(">>>"*50)
    # print(request)

    request_lines = request.splitlines()
    print("")
    print(">"*20)
    print(request_lines)

    # GET /index.html HTTP/1.1
    # get post put del
    file_name = ""
    ret = re.match(r"[^/]+(/[^ ]*)", request_lines[0])
    if ret:
        file_name = ret.group(1)
        # print("*"*50, file_name)
        if file_name == "/":
            file_name = "/index.html"




    # 2. 返回http格式的数据,给浏览器
    
    try:
        f = open("./html" + file_name, "rb")
    except:
        response = "HTTP/1.1 404 NOT FOUNDrn"
        response += "rn"
        response += "------file not found-----"
        new_socket.send(response.encode("utf-8"))
    else:
        html_content = f.read()
        f.close()
        # 2.1 准备发送给浏览器的数据---header
        response = "HTTP/1.1 200 OKrn"
        response += "rn"
        # 2.2 准备发送给浏览器的数据---boy
        # response += "hahahhah"

        # 将response header发送给浏览器
        new_socket.send(response.encode("utf-8"))
        # 将response body发送给浏览器
        new_socket.send(html_content)


    # 关闭套接
    new_socket.close()
    

def main():
    """用来完成整体的控制"""
    # 1. 创建套接字
    tcp_server_socket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
    tcp_server_socket.setsockopt(socket.SOL_SOCKET, socket.SO_REUSEADDR, 1)

    # 2. 绑定
    tcp_server_socket.bind((""7890))

    # 3. 变为监听套接字
    tcp_server_socket.listen(128)

    while True:
        # 4. 等待新客户端的链接
        new_socket, client_addr = tcp_server_socket.accept()

        # 5. 为这个客户端服务
        p = multiprocessing.Process(target=service_client, args=(new_socket,))
        p.start()
        
        ## 6. 关闭主进程接收到的这个socket,因为已经让子进程来处理了
        new_socket.close()


    # 关闭监听套接字
    tcp_server_socket.close()


if __name__ == "__main__":
    main()

3. Web静态服务器-多线程

  • 在主进程中,等待客户端的连接
  • 当客户端连接到来后,主线程就创建一个子线程,然后把新来的连接socket给子线程,让子线程去处理
  • 主线程不能关闭这个新来的socket,因为父子线程共享这个socket
import socket
import re
import threading


def service_client(new_socket):
    """为这个客户端返回数据"""

    # 1. 接收浏览器发送过来的请求 ,即http请求  
    # GET / HTTP/1.1
    # .....
    request = new_socket.recv(1024).decode("utf-8")
    # print(">>>"*50)
    # print(request)

    request_lines = request.splitlines()
    print("")
    print(">"*20)
    print(request_lines)

    # GET /index.html HTTP/1.1
    # get post put del
    file_name = ""
    ret = re.match(r"[^/]+(/[^ ]*)", request_lines[0])
    if ret:
        file_name = ret.group(1)
        # print("*"*50, file_name)
        if file_name == "/":
            file_name = "/index.html"




    # 2. 返回http格式的数据,给浏览器
    
    try:
        f = open("./html" + file_name, "rb")
    except:
        response = "HTTP/1.1 404 NOT FOUNDrn"
        response += "rn"
        response += "------file not found-----"
        new_socket.send(response.encode("utf-8"))
    else:
        html_content = f.read()
        f.close()
        # 2.1 准备发送给浏览器的数据---header
        response = "HTTP/1.1 200 OKrn"
        response += "rn"
        # 2.2 准备发送给浏览器的数据---boy
        # response += "hahahhah"

        # 将response header发送给浏览器
        new_socket.send(response.encode("utf-8"))
        # 将response body发送给浏览器
        new_socket.send(html_content)


    # 关闭套接
    new_socket.close()
    

def main():
    """用来完成整体的控制"""
    # 1. 创建套接字
    tcp_server_socket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
    tcp_server_socket.setsockopt(socket.SOL_SOCKET, socket.SO_REUSEADDR, 1)

    # 2. 绑定
    tcp_server_socket.bind((""7890))

    # 3. 变为监听套接字
    tcp_server_socket.listen(128)

    while True:
        # 4. 等待新客户端的链接
        new_socket, client_addr = tcp_server_socket.accept()

        # 5. 为这个客户端服务
        p = threading.Thread(target=service_client, args=(new_socket,))
        p.start()

        # new_socket.close()


    # 关闭监听套接字
    tcp_server_socket.close()


if __name__ == "__main__":
    main()

4. gevent协程实现服务器

  • 在主线程中不能关闭得到的socket
import socket
import re
import gevent
from gevent import monkey

monkey.patch_all()


def service_client(new_socket):
    """为这个客户端返回数据"""

    # 1. 接收浏览器发送过来的请求 ,即http请求  
    # GET / HTTP/1.1
    # .....
    request = new_socket.recv(1024).decode("utf-8")
    # print(">>>"*50)
    # print(request)

    request_lines = request.splitlines()
    print("")
    print(">"*20)
    print(request_lines)

    # GET /index.html HTTP/1.1
    # get post put del
    file_name = ""
    ret = re.match(r"[^/]+(/[^ ]*)", request_lines[0])
    if ret:
        file_name = ret.group(1)
        # print("*"*50, file_name)
        if file_name == "/":
            file_name = "/index.html"




    # 2. 返回http格式的数据,给浏览器
    
    try:
        f = open("./html" + file_name, "rb")
    except:
        response = "HTTP/1.1 404 NOT FOUNDrn"
        response += "rn"
        response += "------file not found-----"
        new_socket.send(response.encode("utf-8"))
    else:
        html_content = f.read()
        f.close()
        # 2.1 准备发送给浏览器的数据---header
        response = "HTTP/1.1 200 OKrn"
        response += "rn"
        # 2.2 准备发送给浏览器的数据---boy
        # response += "hahahhah"

        # 将response header发送给浏览器
        new_socket.send(response.encode("utf-8"))
        # 将response body发送给浏览器
        new_socket.send(html_content)


    # 关闭套接
    new_socket.close()
    

def main():
    """用来完成整体的控制"""
    # 1. 创建套接字
    tcp_server_socket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
    tcp_server_socket.setsockopt(socket.SOL_SOCKET, socket.SO_REUSEADDR, 1)

    # 2. 绑定
    tcp_server_socket.bind((""7890))

    # 3. 变为监听套接字
    tcp_server_socket.listen(128)

    while True:
        # 4. 等待新客户端的链接
        new_socket, client_addr = tcp_server_socket.accept()

        # 5. 为这个客户端服务
        gevent.spawn(service_client, new_socket)

        # new_socket.close()


    # 关闭监听套接字
    tcp_server_socket.close()


if __name__ == "__main__":
    main()

5. Web静态服务器-非阻塞

5.1 单进程非堵塞模型

  • 设置为非阻塞后,如果accept时,刚好没有客户端connect,那么accpet会产生一个异常,此时需要用try来处理
#coding=utf-8
from socket import *
import time

# 用来存储所有的新链接的socket
g_socket_list = list()

def main():
    server_socket = socket(AF_INET, SOCK_STREAM)
    server_socket.setsockopt(SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR  , 1)
    server_socket.bind((''7890))
    server_socket.listen(128)
    # 将套接字设置为非堵塞
    # 设置为非堵塞后,如果accept时,恰巧没有客户端connect,那么accept会
    # 产生一个异常,所以需要try来进行处理
    server_socket.setblocking(False)

    while True:

        # 用来测试
        time.sleep(0.5)

        try:
            newClientInfo = server_socket.accept()
        except Exception as result:
            pass
        else:
            print("一个新的客户端到来:%s" % str(newClientInfo))
            newClientInfo[0].setblocking(False)  # 设置为非堵塞
            g_socket_list.append(newClientInfo)

        for client_socket, client_addr in g_socket_list:
            try:
                recvData = client_socket.recv(1024)
                if recvData:
                    print('recv[%s]:%s' % (str(client_addr), recvData))
                else:
                    print('[%s]客户端已经关闭' % str(client_addr))
                    client_socket.close()
                    g_socket_list.remove((client_socket,client_addr))
            except Exception as result:
                pass

        print(g_socket_list)  # for test

if __name__ == '__main__':
    main()

5.2 单线程 非阻塞

import socket
import time

tcp_server_tcp = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
tcp_server_tcp.bind((""7899))
tcp_server_tcp.listen(128)
tcp_server_tcp.setblocking(False)  # 设置套接字为非堵塞的方式

client_socket_list = list()

while True:

    # time.sleep(0.5)

    try:
        new_socket, new_addr = tcp_server_tcp.accept()
    except Exception as ret:
        print("---没有新的客户端到来---")
    else:
        print("---只要没有产生异常,那么也就意味着 来了一个新的客户端----")
        new_socket.setblocking(False)  # 设置套接字为非堵塞的方式
        client_socket_list.append(new_socket)
        
    for client_socket in client_socket_list:
        try:
            recv_data = client_socket.recv(1024)
        except Exception as ret:
            print(ret)
            print("----这个客户端没有发送过来数据----")
        else:
            print("-----没有异常-----")
            print(recv_data)
            if recv_data:
                # 对方发送过来数据
                print("----客户端发送过来了数据-----")
            else:
                # 对方调用close 导致了 recv返回
                client_socket.close()
                client_socket_list.remove(client_socket)
                print("---客户端已经关闭----")

5.3 单线程 非阻塞 长链接

import socket
import re


def service_client(new_socket, request):
    """为这个客户端返回数据"""

    # 1. 接收浏览器发送过来的请求 ,即http请求  
    # GET / HTTP/1.1
    # .....
    # request = new_socket.recv(1024).decode("utf-8")
    # print(">>>"*50)
    # print(request)

    request_lines = request.splitlines()
    print("")
    print(">"*20)
    print(request_lines)

    # GET /index.html HTTP/1.1
    # get post put del
    file_name = ""
    ret = re.match(r"[^/]+(/[^ ]*)", request_lines[0])
    if ret:
        file_name = ret.group(1)
        # print("*"*50, file_name)
        if file_name == "/":
            file_name = "/index.html"

    # 2. 返回http格式的数据,给浏览器
    
    try:
        f = open("./html" + file_name, "rb")
    except:
        response = "HTTP/1.1 404 NOT FOUNDrn"
        response += "rn"
        response += "------file not found-----"
        new_socket.send(response.encode("utf-8"))
    else:
        html_content = f.read()
        f.close()

        response_body = html_content

        response_header = "HTTP/1.1 200 OKrn"
        response_header += "Content-Length:%drn" % len(response_body)
        response_header += "rn"

        response = response_header.encode("utf-8") + response_body

        new_socket.send(response)


def main():
    """用来完成整体的控制"""
    # 1. 创建套接字
    tcp_server_socket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
    tcp_server_socket.setsockopt(socket.SOL_SOCKET, socket.SO_REUSEADDR, 1)

    # 2. 绑定
    tcp_server_socket.bind((""7890))

    # 3. 变为监听套接字
    tcp_server_socket.listen(128)
    tcp_server_socket.setblocking(False)  # 将套接字变为非堵塞

    client_socket_list = list()
    while True:
        # 4. 等待新客户端的链接
        try:
            new_socket, client_addr = tcp_server_socket.accept()
        except Exception as ret:
            pass
        else:
            new_socket.setblocking(False)
            client_socket_list.append(new_socket)


        for client_socket in client_socket_list:
            try:
                recv_data = client_socket.recv(1024).decode("utf-8")
            except Exception as ret:
                pass
            else:
                if recv_data:
                    service_client(client_socket, recv_data)
                else:
                    client_socket.close()
                    client_socket_list.remove(client_socket)

    # 关闭监听套接字
    tcp_server_socket.close()


if __name__ == "__main__":
    main()

6. Web静态服务器-epoll

6.1 IO 多路复用

  • 就是我们说的select,poll,epoll,有些地方也称这种IO方式为event driven IO。
  • select/epoll的好处就在于单个process就可以同时处理多个网络连接的IO。
  • 它的基本原理就是select,poll,epoll这个function会不断的轮询所负责的所有socket,当某个socket有数据到达了,就通知用户进程。

6.2 epoll简单模型

  • 说明
  • EPOLLIN (可读)
  • EPOLLOUT (可写)
  • EPOLLET (ET模式)
  • epoll对文件描述符的操作有两种模式:LT(level trigger)和ET(edge trigger)
  • LT模式是默认模式
  • LT模式与ET模式的区别如下:
  • LT模式:当epoll检测到描述符事件发生并将此事件通知应用程序,应用程序可以不立即处理该事件。下次调用epoll时,会再次响应应用程序并通知此事件。
  • ET模式:当epoll检测到描述符事件发生并将此事件通知应用程序,应用程序必须立即处理该事件。如果不处理,下次调用epoll时,不会再次响应应用程序并通知此事件。
mport socket
import select

# 创建套接字
s = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)

# 设置可以重复使用绑定的信息
s.setsockopt(socket.SOL_SOCKET, socket.SO_REUSEADDR,1)

# 绑定本机信息
s.bind(("",7788))

# 变为被动
s.listen(10)

# 创建一个epoll对象
epoll = select.epoll()

# 测试,用来打印套接字对应的文件描述符
# print(s.fileno())
# print(select.EPOLLIN|select.EPOLLET)

# 注册事件到epoll中
# epoll.register(fd[, eventmask])
# 注意,如果fd已经注册过,则会发生异常
# 将创建的套接字添加到epoll的事件监听中
epoll.register(s.fileno(), select.EPOLLIN|select.EPOLLET)

connections = {}
addresses = {}

# 循环等待客户端的到来或者对方发送数据
while True:

    # epoll 进行 fd 扫描的地方 -- 未指定超时时间则为阻塞等待
    epoll_list = epoll.poll()

    # 对事件进行判断
    for fd, events in epoll_list:

        # print fd
        # print events

        # 如果是socket创建的套接字被激活
        if fd == s.fileno():
            new_socket, new_addr = s.accept()

            print('有新的客户端到来%s' % str(new_addr))

            # 将 conn 和 addr 信息分别保存起来
            connections[new_socket.fileno()] = new_socket
            addresses[new_socket.fileno()] = new_addr

            # 向 epoll 中注册 新socket 的 可读 事件
            epoll.register(new_socket.fileno(), select.EPOLLIN|select.EPOLLET)

        # 如果是客户端发送数据
        elif events == select.EPOLLIN:
            # 从激活 fd 上接收
            recvData = connections[fd].recv(1024).decode("utf-8")

            if recvData:
                print('recv:%s' % recvData)
            else:
                # 从 epoll 中移除该 连接 fd
                epoll.unregister(fd)

                # server 侧主动关闭该 连接 fd
                connections[fd].close()
                print("%s---offline---" % str(addresses[fd]))
                del connections[fd]
                del addresses[fd]

6.3 epoll服务器

import socket
import re
import select


def service_client(new_socket, request):
    """为这个客户端返回数据"""

    # 1. 接收浏览器发送过来的请求 ,即http请求  
    # GET / HTTP/1.1
    # .....
    # request = new_socket.recv(1024).decode("utf-8")
    # print(">>>"*50)
    # print(request)

    request_lines = request.splitlines()
    print("")
    print(">"*20)
    print(request_lines)

    # GET /index.html HTTP/1.1
    # get post put del
    file_name = ""
    ret = re.match(r"[^/]+(/[^ ]*)", request_lines[0])
    if ret:
        file_name = ret.group(1)
        # print("*"*50, file_name)
        if file_name == "/":
            file_name = "/index.html"

    # 2. 返回http格式的数据,给浏览器
    
    try:
        f = open("./html" + file_name, "rb")
    except:
        response = "HTTP/1.1 404 NOT FOUNDrn"
        response += "rn"
        response += "------file not found-----"
        new_socket.send(response.encode("utf-8"))
    else:
        html_content = f.read()
        f.close()

        response_body = html_content

        response_header = "HTTP/1.1 200 OKrn"
        response_header += "Content-Length:%drn" % len(response_body)
        response_header += "rn"

        response = response_header.encode("utf-8") + response_body

        new_socket.send(response)


def main():
    """用来完成整体的控制"""
    # 1. 创建套接字
    tcp_server_socket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
    tcp_server_socket.setsockopt(socket.SOL_SOCKET, socket.SO_REUSEADDR, 1)

    # 2. 绑定
    tcp_server_socket.bind((""7890))

    # 3. 变为监听套接字
    tcp_server_socket.listen(128)
    tcp_server_socket.setblocking(False)  # 将套接字变为非堵塞

    # 创建一个epoll对象
    epl = select.epoll()

    # 将监听套接字对应的fd注册到epoll中
    epl.register(tcp_server_socket.fileno(), select.EPOLLIN)

    fd_event_dict = dict()

    while True:

        fd_event_list = epl.poll()  # 默认会堵塞,直到 os监测到数据到来 通过事件通知方式 告诉这个程序,此时才会解堵塞

        # [(fd, event), (套接字对应的文件描述符, 这个文件描述符到底是什么事件 例如 可以调用recv接收等)]
        for fd, event in fd_event_list:
            # 等待新客户端的链接
            if fd == tcp_server_socket.fileno():
                new_socket, client_addr = tcp_server_socket.accept()
                epl.register(new_socket.fileno(), select.EPOLLIN)
                fd_event_dict[new_socket.fileno()] = new_socket
            elif event==select.EPOLLIN:
                # 判断已经链接的客户端是否有数据发送过来
                recv_data = fd_event_dict[fd].recv(1024).decode("utf-8")
                if recv_data:
                    service_client(fd_event_dict[fd], recv_data)
                else:
                    fd_event_dict[fd].close()
                    epl.unregister(fd)
                    del fd_event_dict[fd]


    # 关闭监听套接字
    tcp_server_socket.close()


if __name__ == "__main__":
    main()


原文始发于微信公众号(Python之家):Python基础-29-静态服务器

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