如何理解Nginx, WSGI, Flask之间的关系
IsaVarela
8年前
<h2>概览</h2> <p>之前对 Nginx，WSGI（或者 uWSGI，uwsgi），Flask(或者 Django），这几者的关系一存存在疑惑。通过查阅了些资料，总算把它们的关系理清了。</p> <p>总括来说，客户端从发送一个 HTTP 请求到 Flask 处理请求，分别经过了 web服务器层，WSGI层，web框架层，这三个层次。不同的层次其作用也不同，下面简要介绍各层的作用。</p> <p style="text-align:center"><img src="https://simg.open-open.com/show/123d611cd739011e5c26d1e8f72c7d66.jpg"></p> <p>图1：web服务器，web框架与 WSGI 的三层关系</p> <h2>Web服务器层</h2> <p>对于传统的客户端 – 服务器架构，其请求的处理过程是，客户端向服务器发送请求，服务器接收请求并处理请求，然后给客户端返回响应。在这个过程中，服务器的作用是：</p> <ol> <li>接收请求</li> <li>处理请求</li> <li>返回响应</li> </ol> <p>Web服务器是一类特殊的服务器，其作用是主要是接收 HTTP 请求并返回响应。提起 web服务器大家都不会陌生，常见的 web服务器有 Nginx，Apache，IIS等。在上图1的三层结构中，web服务器是最先接收用户请求的，并将响应结果返回给用户。</p> <h2>Web框架层</h2> <p>Web框架的作用主要是方便我们开发 web应用程序，HTTP请求的动态数据就是由 web框架层来提供的。常见的 web框架有Flask，Django等，我们以 Flask 框架为例子，展示 web框架的作用：</p> <pre> <code class="language-python">fromflaskimportFlask app = Flask(__name__) @app.route('/hello') defhello_world(): return 'Hello World!' if __name__ == '__main__': app.run(host='0.0.0.0', port=8080) </code></pre> <p>以上简单的几行代码，就创建了一个 web应用程序对象 app 。 app 监听机器所有 ip 的 8080 端口，接受用户的请求连接。我们知道，HTTP 协议使用 URL 来定位资源，上面的程序会将路径 /hello 的请求交由 hello_world 方法处理， hello_world 返回 ‘Hello World!’ 字符串。对于 web框架的使用者来说，他们并不关心如何接收 HTTP 请求，也不关心如何将请求路由到具体方法处理并将响应结果返回给用户。Web框架的使用者在大部分情况下，只需要关心如何实现业务的逻辑即可。</p> <h2>WSGI层</h2> <p>WSGI 不是服务器，也不是用于与程序交互的API，更不是真实的代码，WSGI 只是一种接口,它只适用于 Python 语言，其全称为 Web Server Gateway Interface，定义了 web服务器和 web应用之间的接口规范。也就是说，只要 web服务器和 web应用都遵守WSGI协议，那么 web服务器和 web应用就可以随意的组合。</p> <p>下面的代码展示了 web服务器是如何与 web应用组合在一起的。</p> <pre> <code class="language-python">defapplication(env, start_response): start_response('200 OK', [('Content-Type', 'text/html')]) return [b"Hello World"] </code></pre> <p>方法 application 由 web服务器调用，参数 env ， start_response 由 web服务器实现并传入。其中， env 是一个字典，包含了类似 HTTP_HOST，HOST_USER_AGENT，SERVER_PROTOCO 等环境变量。 start_response 则是一个方法，该方法接受两个参数，分别是 status ， response_headers 。 application 方法的主要作用是，设置 http 响应的状态码和 Content-Type 等头部信息，并返回响应的具体结果。</p> <p>上述代码就是一个完整的 WSGI 应用，当一个支持 WSGI 的 web服务器接收到客户端的请求后，便会调用这个 application 方法。WSGI 层并不需要关心 env ， start_response 这两个变量是如何实现的，就像在 application 里面所做的，直接使用这两个变量即可。</p> <p>值得指出的是，WSGI 是一种协议，需要区分几个相近的名词：</p> <ul> <li>uwsgi<br> 同 wsgi 一样也是一种协议，uWSGI服务器正是使用了 uwsgi 协议</li> <li>uWSGI<br> 实现了 uwsgi 和 WSGI 两种协议的web服务器。注意 uWSGI 本质上也是一种 web服务器，处于上面描述的三层结构中的 web服务器层。</li> <li>CGI<br> 通用网关接口，并不限于 Python 语言，定义了 web服务器是如何向客户端提供动态的内容。例如，规定了客户端如何将参数传递给 web服务器，web服务器如何将参数传递给 web应用，web应用如何将它的输出如何发送给客户端，等等。<br> 生产环境下的 web应用都不使用 CGI 了，CGI进程（类似 Python 解释器）针对每个请求创建，用完就抛弃，效率低下。WSGI 正是为了替代 CGI 而出现的。</li> </ul> <p>说到这，我们基本理清了 WSGI 在 web服务器与 web框架之间作用：WSGI 就像一条纽带，将 web服务器与 web框架连接起来。回到本文的题目，Nginx 属于一种 web服务器，Flask属于一种 web框架，因此，WSGI 与 Nginx、Flask 的作用就不明而喻了。</p> <p>最后以 Nginx，WSGI，Flask 之间的对话结束本文。</p> <p>Nginx：Hey，WSGI，我刚收到了一个请求，我需要你作些准备，然后由Flask来处理这个请求。</p> <p>WSGI：OK，Nginx。我会设置好环境变量，然后将这个请求传递给Flask处理。</p> <p>Flask：Thanks WSGI！给我一些时间，我将会把请求的响应返回给你。</p> <p>WSGI：Alright，那我等你。</p> <p>Flask：Okay，我完成了，这里是请求的响应结果，请求把结果传递给Nginx。</p> <p>WSGI：Good job！Nginx，这里是响应结果，已经按照要求给你传递回来了。</p> <p>Nginx：Cool，我收到了，我把响应结果返回给客户端。大家合作愉快~</p> <h2>参考资料：</h2> <ol> <li><a href="/misc/goto?guid=4959742228659834326" rel="nofollow,noindex">http://hackerxu.com/2015/05/10/flask011.html</a></li> <li><a href="/misc/goto?guid=4959742228750719560" rel="nofollow,noindex">https://www.quora.com/What-are-good-ways-to-understand-WSGI-flup-fastcgi-CGI-and-Django</a></li> <li><a href="/misc/goto?guid=4959742228839588693" rel="nofollow,noindex">https://en.wikipedia.org/wiki/Web_Server_Gateway_Interface</a></li> <li><a href="/misc/goto?guid=4959628149941926077" rel="nofollow,noindex">http://flask.pocoo.org/docs/0.10/quickstart/</a></li> <li><a href="/misc/goto?guid=4959742228950665605" rel="nofollow,noindex">http://stackoverflow.com/questions/219110/how-python-web-frameworks-wsgi-and-cgi-fit-together</a></li> <li><a href="/misc/goto?guid=4959632788892717652" rel="nofollow,noindex">https://www.python.org/dev/peps/pep-0333/</a></li> <li>《Python核心编程（第3版）》Wesley Chun著</li> </ol> <p> </p> <p>来自：http://python.jobbole.com/87502/</p> <p> </p>