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Tornado

时间:2018-11-06 11:19:27      阅读:196      评论:0      收藏:0      [点我收藏+]

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1、介绍

Tornado 是一个Python web框架和异步网络库 起初由 FriendFeed 开发. 通过使用非阻塞网络I/O, Tornado 可以支持上万级的连接,处理 长连接, WebSockets, 和其他 需要与每个用户保持长久连接的应用。

Tornado 大体上可以被分为4个主要的部分:

  1. web框架 (包括创建web应用的RequestHandler类,还有很多其他支持的类)
  2. HTTP的客户端和服务端实现 (HTTPServer and AsyncHTTPClient).
  3. 异步网络库 (IOLoop and IOStream), 为HTTP组件提供构建模块,也可以用来实现其他协议.
  4. 协程库 (tornado.gen) 允许异步代码写的更直接而不用链式回调的方式.

2、web框架

  1. tornado.web 提供了一种带有异步功能并允许它扩展到大量开放连接的 简单的web 框架,可以处理长连接(long polling)

    ##简单示例
    import tornado.ioloop
    import tornado.web
    
    class MainHandler(tornado.web.RequestHandler):
        def get(self):
            self.write("Hello, world")
    
    if __name__ == "__main__":
        application = tornado.web.Application([
            (r"/", MainHandler),
        ])
        application.listen(8888)
        tornado.ioloop.IOLoop.current().start()
  2. RequestHandler:HTTP请求处理的基类。

  3. RequestHandler.get_argument(name, default=[], strip=True):

    返回指定的name参数的值.

    如果没有提供默认值, 那么这个参数将被视为是必须的, 并且当 找不到这个参数的时候我们会抛出一个 MissingArgumentError.

    如果一个参数在url上出现多次, 我们返回最后一个值.

    返回值永远是unicode.

  4. RequestHandler.get_arguments(name, strip=True):

    返回指定name的参数列表.

    如果参数不存在, 返回一个空列表.

    返回值永远是unicode.

  5. RequestHandler.get_query_argument(name, default=[], strip=True):

    从请求的query string返回给定name的参数的值.

    如果没有提供默认值, 这个参数将被视为必须的, 并且当找不到这个 参数的时候我们会抛出一个 MissingArgumentError 异常.

    如果这个参数在url中多次出现, 我们将返回最后一次的值.

    返回值永远是unicode.

  6. RequestHandler.get_query_arguments(name, strip=True):

    返回指定name的参数列表.

    如果参数不存在, 将返回空列表.

    返回值永远是unicode.

  7. RequestHandler.get_body_argument(name, default=[], strip=True)

    返回请求体中指定name的参数的值.

    如果没有提供默认值, 那么这个参数将被视为是必须的, 并且当 找不到这个参数的时候我们会抛出一个 MissingArgumentError.

    如果一个参数在url上出现多次, 我们返回最后一个值.

    返回值永远是unicode.

  8. RequestHandler.get_body_arguments(name, strip=True)

    返回由指定请求体中指定name的参数的列表.

    如果参数不存在, 返回一个空列表.

    返回值永远是unicode.

  9. RequestHandler.request属性和方法:(除非另有说明,所有属性都是str)

    method:请求方法,例如:“GET” or “POST”

    uri:请求的uri,例如:"/get?type=1&page=1"

    path:uri中的path,例如:/get

    query:uri中的query,例如:type=1&page=1

    version:请求中指定的HTTP版本,例如:HTTP/1.1

    headers:请求的headers

    body:请求的body,返回类型是字节串

    remote_ip:客户端IP

    protocol:协议类型,例如: “http” or “https”
    host:请求的主机名,例如:127.0.0.1:8008

    arguments:获得GET/POST参数,例如:{‘type‘:[b‘1‘],‘page‘: [b‘1‘]}

    cookies:cookies,以字典形式出现== RequestHandler.cookies

    full_url():重构url,例如:http://127.0.0.1:8008/get?type=1&page=1

    request_time():返回执行此请求所需的时间

    get_ssl_certificate:返回客户端的SSL证书(如果有的话)

    query_arguments,body_arguments,files,connection

  10. tornado.httputil.url_concat(url, args):组合URL和参数

  11. tornado.httputil.format_timestamp(ts):以HTTP使用的格式格式化时间戳。 例子:

    format_timestamp(1359312200)

    ‘Sun, 27 Jan 2013 18:43:20 GMT‘

  12. RequestHandler.set_status(status_code, reason=None):
    设置响应的状态码:reason (string) –用人类可读的原因短语来描述状态码

  13. RequestHandler.set_header(name, value):给响应设置指定的头部和对应的值.

  14. RequestHandler.add_header(name, value):添加指定的响应头和对应的值.

  15. RequestHandler.clear_header(name):清除输出头, 取消之前的 set_header 调用,不适用于被 add_header 设置了多个值的头.

  16. RequestHandler.write(chunk):把给定块写到输出buffer

  17. RequestHandler.flush(include_footers=False, callback=None):将当前输出缓冲区写到网络.

  18. RequestHandler.finish(chunk=None):完成响应, 结束HTTP 请求.

  19. RequestHandler.render(template_name, **kwargs):使用给定参数渲染模板并作为响应.

  20. RequestHandler.render_string(template_name, **kwargs):使用给定的参数生成指定模板.返回生成的字节字符串(以utf8). 为了生成并写一个模板 作为响应, 使用上面的render()

  21. RequestHandler.get_template_namespace():返回一个字典被用做默认的模板命名空间.

  22. RequestHandler.redirect(url, permanent=False, status=None):重定向到给定的URL(可以选择相对路径).

  23. RequestHandler.send_error(status_code=500, **kwargs)给浏览器发送指定的HTTP错误码

  24. RequestHandler.clear():重置这个响应的所有头部和内容.

  25. RequestHandler.get_cookie(name, default=None):获取给定name的cookie值, 如果未获取到则返回默认值.

  26. RequestHandler.set_cookie(name, value, domain=None, expires=None, path=‘/‘, expires_days=None, **kwargs):设置给定的cookie 名称/值,和其他

  27. RequestHandler.clear_cookie(name, path=‘/‘, domain=None):删除给定名称的cookie

  28. RequestHandler.clear_all_cookies(path=‘/‘, domain=None):删除用户在本次请求中所有携带的cookie.

  29. RequestHandler.set_secure_cookie(name, value, expires_days=30, version=None, **kwargs):给cookie签名和时间戳以防被伪造.

  30. RequestHandler.get_secure_cookie(name, value=None, max_age_days=31, min_version=None):如果给定的签名过的cookie是有效的,则返回,否则返回None.

  31. tornado.httputil.parse_request_start_line(line):例子:

>parse_request_start_line("GET /foo HTTP/1.1")<br>
RequestStartLine(method=‘GET‘, path=‘/foo‘, version=‘HTTP/1.1‘)
  1. tornado.httputil.parse_response_start_line(line):例子:
> parse_response_start_line("HTTP/1.1 200 OK")<br>
ResponseStartLine(version=‘HTTP/1.1‘, code=200, reason=‘OK‘)

tornado.httpserver — 非阻塞 HTTP server

  1. tornado.httpserver.HTTPServer(*args, **kwargs):非阻塞,单线程 HTTP server。

  2. 简单的单进程:

    server = HTTPServer(app)
    server.listen(8888)
    IOLoop.current().start()
  3. 简单的多进程

    server = HTTPServer(app)
    server.bind(8888)
    server.start(0)  # Fork 多个子进程
    IOLoop.current().start()
  4. 高级多进程

    sockets = tornado.netutil.bind_sockets(8888)
    tornado.process.fork_processes(0)
    server = HTTPServer(app)
    server.add_sockets(sockets)
    IOLoop.current().start()

    tornado.httpclient — 异步 HTTP 客户端

  5. tornado.httpclient.HTTPClient(async_client_class=None, **kwargs)一个阻塞的 HTTP 客户端.

close():关闭该 HTTPClient, 释放所有使用的资源.

fetch(request, **kwargs):执行一个请求, 返回一个 HTTPResponse 对象.

  1. class tornado.httpclient.AsyncHTTPClient:一个非阻塞 HTTP 客户端.

close():销毁该 HTTP 客户端, 释放所有被使用的文件描述符.

fetch(request, callback=None, raise_error=True, **kwargs)
执行一个请求, 并且异步的返回 HTTPResponse.

?```
##使用示例
def handle_request(response):
    if response.error:
        print "Error:", response.error
    else:
        print response.body

http_client = AsyncHTTPClient()
http_client.fetch("http://www.google.com/", handle_request)
?```

协同程序和并发

##基于回调的异步处理程序
class AsyncHandler(RequestHandler):
    @asynchronous
    def get(self):
        http_client = AsyncHTTPClient()
        http_client.fetch("http://example.com",
                          callback=self.on_fetch)

    def on_fetch(self, response):
        do_something_with_response(response)
        self.render("template.html")
        
##改为协程
class GenAsyncHandler(RequestHandler):
    @gen.coroutine
    def get(self):
        http_client = AsyncHTTPClient()
        response = yield http_client.fetch("http://example.com")
        do_something_with_response(response)
        self.render("template.html")
        
##生成一个列表或词典Futures的写法
@gen.coroutine
def get(self):
    http_client = AsyncHTTPClient()
    response1, response2 = yield [http_client.fetch(url1),
                                  http_client.fetch(url2)]
    response_dict = yield dict(response3=http_client.fetch(url3),
                               response4=http_client.fetch(url4))
    response3 = response_dict[‘response3‘]
    response4 = response_dict[‘response4‘]

Future对象:在tornado中大多数的异步操作返回一个Future对象

  • 包含了很多属性,包括_result 以及 _callbacks,分别用来存储异步操作的结果以及回调函数
  • 包含了很多方法,比如添加回调函数,设置异步操作结果等。
  • Future对象对应的异步操作完成后,该对象会被set_done,然后遍历并运行_callbacks中的回调函数。

tornado.ioloop.IOLoop类

  • 利用epoll (Linux) 或者 kqueue (BSD and Mac OS X)水平触发I/O循环

IOLoop的方法:

  • IOLoop.current(instance=True):返回当前线程的IOLoop
  • IOLoop.make_current()没有当前 IOLoop 时创建的 IOLoop 并自动绑定这个IOLoop
  • IOLoop.clear_current() 在当前线程中清除IOLoop
  • IOLoop.start()启动当前IOLoop
  • IOLoop.stop()停止当前IOLoop
  • IOLoop.close(all_fds = False )关闭IOLoop,释放所有使用的资源

IO多路复用

  1. 文件描述符
  • 在unix(like)世界中,一切皆文件(一串二进制流),不管是socket还是管道,都是文件。在信息交换过程中都是对这些二进制流进行数据的收发操作,简称I/O操作,而描述我们操作的哪个流用的是文件描述符(fd)
  1. 阻塞
  • 非阻塞忙轮询:数据没来,进程就不停地去检测数据,直到数据来
  • 阻塞:数据没来,啥都不做,直到数据来,才进行下一步处理。
  1. 多个I/O的阻塞
  • 如果想同时处理多个socket,可以用非阻塞忙轮询的方式,只要把所有流从头到尾查询一遍,就可以处理多个流了,但是如果所有流都没有I/O事件,就白白浪费CPU时间片。解决方案是不让这个线程亲自去检查是否有I/O事件,而是加一个代理,这个代理检查很多I/O事件,如果没有事件,代理就阻塞,线程就不会轮询了。(select,poll,epoll,kqueue[BSD])
  1. 文件描述符个数限制
  • select最大的缺陷就是单个进程所打开的FD是有一定限制的,它由FD_SETSIZE设置,默认值是1024。不能满足拥有万个TCP连接的大型服务器。
  • epoll并没有这个限制,它所支持的FD上限是操作系统的最大文件句柄数
  1. I/O效率不会随着FD数目的增加而线性下降的问题
  • select/poll每次调用都会线性扫描全部集合,导致效率呈现线性下降,在socket的FD个数很多,活跃的socket很少的情况下效率很低。
  • epoll只会对“活跃”的socket进行操作,所以不存在这个问题。
  1. 什么是IO多路复用
  • 把多个I/O的阻塞复用到同一个select的阻塞上,从而使得系统在单线程的情况下可以同时处理多个客户端请求。与传统的多线程/多进程模型比,I/O多路复用的最大优势是系统开销小,系统不需要创建新的额外进程或者线程,也不需要维护这些进程和线程的运行,降底了系统的维护工作量,节省了系统资源。
  1. tornado中的事件池:
  • ioloop的configurable_default():就是根据不同的操作系统返回不同的事件池(linux 就是 epoll, mac 返回 kqueue,其他就返回普通的) select。
  • ioloop 实际上是对 epoll的封装,并加入了一些对上层事件的处理和 server 相关的底层处理。

Tornado

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原文地址:https://www.cnblogs.com/chu03/p/9913100.html

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