HTTP格式
HTTP协议是基于TCP和IP协议的。HTTP协议是一种文本协议。
每个HTTP请求和响应都遵循相同的格式，一个HTTP包含Header和Body两部分，其中Body是可选的。
HTTP请求格式：
GET：
GET /path HTTP/1.1
Header1: Value1
Header2: Value2
Header3: Value3
POST：
POST /path HTTP/1.1
Header1: Value1
Header2: Value2
Header3: Value3
body data goes here...
Header部分每行用\r\n换行，每行里键名和键值之间以: 分割，注意冒号后有个空格。
当遇到\r\n\r\n时，Header部分结束，后面的数据全部是Body。
HTTP响应格式：
200 OK
Header1: Value1
Header2: Value2
Header3: Value3
body data goes here...
HTTP响应如果包含body，也是通过\r\n\r\n来分隔的。
请再次注意，Body的数据类型由
Content-Type头来确定，如果是网页，Body就是文本，如果是图片，Body就是图片的二进制数据。
Body数据是可以被压缩的，如果看到Content-Encoding，说明网站使用了压缩。最常见的压缩方式是gzip。
WSGI接口
了解了HTTP协议的格式后，我们可以理解一个Web应用的本质：
1、浏览器发送HTTP请求给服务器；
2、服务器接收请求后，生成HTML；
3、服务器把生成的HTML作为HTTP响应的body返回给浏览器；
4、浏览器接收到HTTP响应后，解析HTTP里body并显示。
接受HTTP请求、解析HTTP请求、发送HTTP响应实现起来比较复杂，有专门的服务器软件来实现，例如Nginx，Apache。我们要做的就是专注于生成HTML文档。
Python里也提供了一个比较底层的WSGI（Web Server Gateway Interface）接口来实现TCP连接、HTTP原始请求和响应格式。实现了该接口定义的内容，就可以实现类似Nginx、Apache等服务器的功能。
WSGI接口定义要求Web开发者实现一个函数，就可以响应HTTP请求，示例：
def application(environ, start_response):
start_response('200 OK', [('Content-Type', 'text/html')])
return [b'<h1>Hello, web!</h1>']
这是一个简单的文本版本的Hello, web!。
上面的application()函数就是符合WSGI标准的一个HTTP处理函数，它接收两个参数：
environ：一个包含所有HTTP请求信息的dict对象；
start_response：一个发送HTTP响应的函数。
有了WSGI，我们关心的就是如何从environ这个dict对象拿到HTTP请求信息，然后构造HTML，通过start_response()发送Header，最后返回Body。
整个application()函数本身没有涉及到任何解析HTTP的部分，即底层代码不需要自己编写，只负责在更高层次上考虑如何响应请求就可以了。
但是，application()函数由谁来调用呢？因为这里的参数environ、start_response我们没法提供，返回的bytes也没法发给浏览器。
application()函数必须由WSGI服务器来调用。
有很多符合WSGI规范的服务器，Python提供了一个最简单的WSGI服务器，可以把我们的Web应用程序跑起来。这个模块叫wsgiref，它是用纯Python编写的WSGI服务器的参考实现。所谓“参考实现”是指该实现完全符合WSGI标准，但是不考虑任何运行效率，仅供开发和测试使用。
运行WSGI服务
有了wsgiref，我们可以非常快的实现一个简单的web服务器：
# coding: utf-8
from wsgiref.simple_server import make_server
def application(environ, start_response):
print(environ)
start_response('200 OK', [('Content-Type', 'text/html')])
return [b'<h1>Hello web!</h1>']
print('HTTP server is running on http://127.0.0.1:9999')
# 创建一个服务器，IP地址可以为空，端口是9999，处理函数是application:
httpd = make_server('', 9999, application)
httpd.serve_forever()
运行后访问http://127.0.0.1:9999/，会看到：
Hello web!
扩展知识：
make_server()里第一个参数如果为空，实际等效于0.0.0.0，表示监听本地所有ip地址（包括127.0.0.1）。
通过Chrome浏览器的控制台，我们可以查看到浏览器请求和服务器响应信息：
# 请求信息：
GET / HTTP/1.1
Host: 127.0.0.1:9999
Connection: keep-alive
Cache-Control: max-age=0
Accept: text/html,application/xhtml+xml,application/xml;q=0.9,image/webp,*/*;q=0.8
Upgrade-Insecure-Requests: 1
User-Agent: Mozilla/5.0 (Windows NT 6.1; WOW64) AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko) Chrome/50.0.2661.102 Safari/537.36
Accept-Encoding: gzip, deflate, sdch
Accept-Language: zh-CN,zh;q=0.8,en;q=0.6
Cookie: _ga=GA1.1.948200530.1463673425
# 响应信息：
HTTP/1.0 200 OK
Date: Sun, 12 Feb 2017 05:20:31 GMT
Server: WSGIServer/0.2 CPython/3.4.3
Content-Type: text/html
Content-Length: 19
<h1>Hello web!</h1>
我们再看终端的输出信息：
$ python user_wsgiref_server.py
HTTP server is running on http://127.0.0.1:9999
127.0.0.1 - - [12/Feb/2017 13:18:38] "GET / HTTP/1.1" 200 19
127.0.0.1 - - [12/Feb/2017 13:18:39] "GET /favicon.ico HTTP/1.1" 200 19
如果我们打印environ参数信息，会看到如下值：
{
"SERVER_SOFTWARE": "WSGIServer/0.1 Python/2.7.5",
"SCRIPT_NAME": "",
"REQUEST_METHOD": "GET",
"SERVER_PROTOCOL": "HTTP/1.1",
"HOME": "/root",
"LANG": "en_US.UTF-8",
"SHELL": "/bin/bash",
"SERVER_PORT": "9999",
"HTTP_HOST": "dev.banyar.cn:9999",
"HTTP_UPGRADE_INSECURE_REQUESTS": "1",
"XDG_SESSION_ID": "64266",
"HTTP_ACCEPT": "text/html,application/xhtml+xml,application/xml;q=0.9,image/webp,*/*;q=0.8",
"wsgi.version": "0",
"wsgi.errors": "",
"HOSTNAME": "localhost",
"HTTP_ACCEPT_LANGUAGE": "zh-CN,zh;q=0.8,en;q=0.6",
"PATH_INFO": "/",
"USER": "root",
"QUERY_STRING": "",
"PATH": "/usr/local/php/bin:/usr/local/php/sbin:/usr/local/sbin:/usr/local/bin:/usr/sbin:/usr/bin:/root/bin",
"HTTP_USER_AGENT": "Mozilla/5.0 (Windows NT 6.1; WOW64) AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko) Chrome/50.0.2661.102 Safari/537.36",
"HTTP_CONNECTION": "keep-alive",
"SERVER_NAME": "localhost",
"REMOTE_ADDR": "192.168.0.101",
"wsgi.url_scheme": "http",
"CONTENT_LENGTH": "",
"GATEWAY_INTERFACE": "CGI/1.1",
"CONTENT_TYPE": "text/plain",
"REMOTE_HOST": "",
"HTTP_ACCEPT_ENCODING": "gzip, deflate, sdch"
}
为显示方便，已精简部分信息。有了环境变量信息，我们可以对程序做些修改，可以动态显示内容：
def application(environ, start_response):
print(environ['PATH_INFO'])
start_response('200 OK', [('Content-Type', 'text/html')])
body = '<h1>Hello %s!</h1>' % (environ['PATH_INFO'][1:] or 'web' )
return [body.encode('utf-8')]
以上使用了environ里的PATH_INFO的值。我们在浏览器输入http://127.0.0.1:9999/python，浏览器会显示：
Hello python!
终端的输出信息：
$ python user_wsgiref_server.py
HTTP server is running on http://127.0.0.1:9999
/python
127.0.0.1 - - [12/Feb/2017 13:54:57] "GET /python HTTP/1.1" 200 22
/favicon.ico
127.0.0.1 - - [12/Feb/2017 13:54:58] "GET /favicon.ico HTTP/1.1" 200 27
web框架
实际项目开发中，我们不可能使用swgiref来实现服务器，因为WSGI提供的接口虽然比HTTP接口高级了不少，但和Web App的处理逻辑比，还是比较低级。我们需要使用成熟的web框架。
由于用Python开发一个Web框架十分容易，所以Python有上百个开源的Web框架。部分流行框架：
Flask：轻量级Web应用框架；
Django：全能型Web框架；
web.py：一个小巧的Web框架；
Bottle：和Flask类似的Web框架；
Tornado：Facebook的开源异步Web框架
Flask
Flask是一个使用 Python 编写的轻量级 Web 应用框架。其 WSGI 工具箱采用 Werkzeug ，模板引擎则使用 Jinja2 。
安装非常简单：
pip install flask
控制台输出：
Collecting flask
Downloading Flask-0.12-py2.py3-none-any.whl (82kB)
100% |████████████████████████████████| 92kB 163kB/s
Collecting itsdangerous>=0.21 (from flask)
Downloading itsdangerous-0.24.tar.gz (46kB)
100% |████████████████████████████████| 51kB 365kB/s
Collecting click>=2.0 (from flask)
Downloading click-6.7-py2.py3-none-any.whl (71kB)
100% |████████████████████████████████| 71kB 349kB/s
Collecting Jinja2>=2.4 (from flask)
Downloading Jinja2-2.9.5-py2.py3-none-any.whl (340kB)
100% |████████████████████████████████| 348kB 342kB/s
Collecting Werkzeug>=0.7 (from flask)
Downloading Werkzeug-0.11.15-py2.py3-none-any.whl (307kB)
100% |████████████████████████████████| 317kB 194kB/s
Collecting MarkupSafe>=0.23 (from Jinja2>=2.4->flask)
Downloading MarkupSafe-0.23.tar.gz
Building wheels for collected packages: itsdangerous, MarkupSafe
Running setup.py bdist_wheel for itsdangerous ... done
Successfully built itsdangerous MarkupSafe
Installing collected packages: itsdangerous, click, MarkupSafe, Jinja2, Werkzeug, flask
Successfully installed Jinja2-2.9.5 MarkupSafe-0.23 Werkzeug-0.11.15 click-6.7 flask-0.12 itsdangerous-0.24
安装完flask会同时安装依赖模块：itsdangerous, click, MarkupSafe, Jinja2, Werkzeug。
现在我们来写个简单的登录功能，主要是三个页面：
- 首页，显示
home字样； - 登录页，地址
/login，有登录表单； - 登录后的欢迎页面，如果登录成功，提示欢迎语，否则提示用户名不正确。
那么一共有3个URL：
- GET /：首页，返回Home；
- GET /login：登录页，显示登录表单；
- POST /login：处理登录表单，显示登录结果。
user_flask_app.py
# coding: utf-8
from flask import Flask
from flask import request
app = Flask(__name__)
# 首页
@app.route('/', methods=['GET', 'POST'])
def home():
return '<h1>Home</h1><p><a href="/login">去登录</a></p>'
# 登录页
@app.route('/login', methods=['get'])
def login():
return '''<form action="/login" method="post">
<p>用户名：<input name="username"></p>
<p>密码：<input name="password" type="password"></p>
<p><button type="submit">登录</button></p>
</form>'''
# 登录页处理
@app.route('/login', methods=['post'])
def do_login():
# 从request对象读取表单内容：
param = request.form
if(param['username'] == 'yjc' and param['password'] == 'yjc'):
return '欢迎您 %s !' % param['username']
else:
return '用户名或密码不正确。'
pass
if __name__ == '__main__':
# run()方法参数可以都为空，使用默认值
app.run('', 5000)
我们可以打开：http://localhost:5000/ 看效果。实际的Web App应该拿到用户名和口令后，去数据库查询再比对，来判断用户是否能登录成功。
通过代码我们可以发现，Flask通过Python的装饰器在内部自动地把URL和函数给关联起来。
注意代码里同一个URL/login分别有GET和POST两种请求，可以映射到两个处理函数中。
使用模板
Web框架让我们从编写底层WSGI接口拯救出来了，极大的提高了我们编写程序的效率。
但代码里嵌套太多的html让整个代码易读性变差，使程序变得复杂。我们需要将后端代码逻辑与前端html分离出来。这就是传说中的MVC：Model-View-Controller，中文名“模型-视图-控制器”。
Controller负责业务逻辑，比如检查用户名是否存在，取出用户信息等等；
View负责显示逻辑，通过简单地替换一些变量，View最终输出的就是用户看到的HTML。
'Model'负责数据的获取，如从数据库查询用户信息等。Model简单可以理解为数据。
那么就是：Model获取数据，Controlle处理业务逻辑，View显示数据。
现在，我们把上次直接输出字符串作为HTML的例子用MVC模式改写一下：
# coding: utf-8
from flask import Flask,request,render_template
app = Flask(__name__)
# 首页
@app.route('/', methods=['GET', 'POST'])
def home():
return render_template('home.html')
# 登录页
@app.route('/login', methods=['get'])
def login():
return render_template('login.html', param = [])
# 登录页处理
@app.route('/login', methods=['post'])
def do_login():
param = request.form
if(param['username'] == 'yjc' and param['password'] == 'yjc'):
return render_template('welcome.html', username = param['username'])
else:
return render_template('login.html', msg = '用户名或密码不正确。', param = param)
pass
if __name__ == '__main__':
app.run('', 5000)
Flask通过render_template()函数来实现模板的渲染。和Web框架类似，Python的模板也有很多种。Flask默认支持的模板是jinja2。
模板页面：
home.html
<h1>Home</h1><p><a href="/login">去登录</a></p>
login.html
{% if msg %}
<p style="color:red;">{{ msg }}</p>
{% endif %}
<form action="/login" method="post">
<p>用户名：<input name="username" value="{{ param.username }}"></p>
<p>密码：<input name="password" type="password"></p>
<p><button type="submit">登录</button></p>
</form>
welcome.html
<p>欢迎您， {{ username }} !</p>
项目目录：
user_flask_app
|-- templates
|-- home.html
|-- login.html
|-- welcome.html
|-- user_flask_app.py
render_template()函数第一个参数是模板名，默认是templates目录下。后面的参数是传给模板的变量。变量的值可以是数字、字符串、列表等等。
在Jinja2模板中，我们用{{ name }}表示一个需要替换的变量。很多时候，还需要循环、条件判断等指令语句，在Jinja2中，用{% ... %}表示指令。
比如循环输出页码：
{% for i in page_list %}
<a href="/page/{{ i }}">{{ i }}</a>
{% endfor %}
除了Jinja2，常见的模板还有：
Mako：用<% ... %>和${xxx}的一个模板；
Cheetah：也是用<% ... %>和${xxx}的一个模板；
Django：Django是一站式框架，内置一个用{% ... %}和{{ xxx }}的模板。