之前用 Django 做過一個小的站點，感覺Django太過笨重，于是就準備換一個比較輕量級的 Web 架構來玩玩。Web.py 作者已經挂掉，項目好久沒有更新，是以不準備用它。而 Flask 也是一個成熟的輕量級 Web 架構，在 github 上有衆多的 Star 和 Fork，文檔和擴充也很豐富，值得學習。
學習一個架構最好的方式就是用架構做一個項目，在實戰中了解掌握架構。這裡我用 Flask 架構，使用 Mysql 資料庫做了一個 論壇系統 。麻雀雖小，五髒俱全，論壇效果圖如下：
論壇系統截圖
下面是論壇的基本功能：
完整的使用者子產品(注冊、登入，更改、找回密碼、資訊修改、站内消息通知); 豐富的論壇子產品(建立、回複話題，站内搜尋，markdown支援，@user 提醒); 強大的背景管理，支援屏蔽使用者、話題、評論，支援各種條件搜尋話題、評論;
本部落格将會用一系列文章，記錄論壇系統搭建的過程，希望對剛入門Web開發的同學有所幫助。
我們經常聽說 Django, Flask 這些 python 語言的Web 架構，那麼架構到底是什麼，Web架構和Web伺服器(Nginx, Apache等)有什麼差別?離開架構還能用 Python 搭建Web站點嗎?要解決這些疑問，我們有必要來了解下 Web 伺服器的工作原理，以及 Web 架構的本質。
Web 伺服器
當我們在浏覽器輸入URL後，浏覽器會先請求 DNS伺服器，獲得請求站點的 IP 位址 。然後發送一個HTTP Request(請求)給擁有該 IP 的主機，接着就會接收到伺服器給我們的 HTTP Response(響應)，浏覽器經過渲染後，以一種較好的效果呈現給我們。這個過程中，正是Web伺服器在幕後默默做貢獻。
簡單來說，Web伺服器是在運作在實體伺服器上的一個程式，它永久地等待用戶端(主要是浏覽器，比如Chrome，Firefox等)發送請求。當收到請求之後，它會生成相應的響應并将其傳回至用戶端。Web伺服器通過HTTP協定與用戶端通信，是以也被稱為HTTP伺服器。
Web 伺服器
Web伺服器的工作原理并不複雜，一般可分成如下4個步驟：建立連接配接、請求過程、應答過程以及關閉連接配接。
建立連接配接：客戶機通過TCP/IP協定建立到伺服器的TCP連接配接。 請求過程：用戶端向伺服器發送HTTP協定請求包，請求伺服器裡的資源文檔。 應答過程：伺服器向客戶機發送HTTP協定應答包，如果請求的資源包含有動态語言的内容，那麼伺服器會調用動态語言的解釋引擎負責處理“動态内容”，并将處理得到的資料傳回給用戶端。由用戶端解釋HTML文檔，在用戶端螢幕上渲染圖形結果。 關閉連接配接：客戶機與伺服器斷開。
下面我們實作一個簡單的 Web 伺服器。運作示例程式後，會監聽本地端口 8000，在浏覽器通路 http://www.php.cn/:8000 就能看到響應内容。而我們的程式也能夠列印出用戶端發來的請求内容，如下圖：
簡單Web伺服器
這裡Request 和 Response 都需要遵守 HTTP 協定，關于 HTTP 協定的詳細内容，可以讀讀《HTTP 權威指南》，或者看我整理的HTTP 部分内容。
雖然說web伺服器的主要工作是根據request傳回response，但是實際中的 Web 伺服器遠遠比上面示例的複雜的多，因為要考慮的因素實在是太多了，比如：
緩存機制：講一些經常被通路的頁面緩存起來，提高響應速度; 安全：防止黑客的各種攻擊，比如 SYN Flood 攻擊; 并發處理：如何響應不同用戶端同時發起的請求; 日志：記錄通路日至，友善做一些分析。
目前在UNIX和LINUX平台下使用最廣泛的免費 Web 伺服器有Apache和 Nginx 。
Web 應用程式
Web 伺服器接受 Http Request，傳回 Response，很多時候 Response 并不是靜态檔案，是以需要有一個應用程式根據 Request 生成相應的 Response。這裡的應用程式主要用來處理相關業務邏輯，讀取或者更新資料庫，根據不同 Request 傳回相應的 Response。注意這裡并不是 Web 伺服器本身來做這件事，它隻負責 Http 協定層面和一些諸如并發處理，安全，日志等相關的事情。
應用程式可以用各種語言編寫(Java, PHP, Python, Ruby等)，這個應用程式會從Web伺服器接收用戶端的請求，處理完成後，再傳回響應給Web伺服器，最後由Web伺服器傳回給用戶端。整個架構如下：
Web應用程式
以 Python 為例，使用Python開發Web，最原始和直接的辦法是使用CGI标準，在1998年這種方式很流行。首先確定 Web 伺服器支援CGI及已經配置了CGI的處理程式，然後設定好CGI目錄，在目錄裡面添加相應的 python 檔案，每一個 python 檔案處理相應輸入，生成一個 html 檔案即可，如下例：
# !/usr/bin/python
# -*- coding: UTF-8 -*-
print "Content-type:text/html"
print # 空行，告訴伺服器結束頭部
print ''
print '
'
print ''
print ''
print '
'
print '
Hello Word! 我是一個CGI程式
'
print ''
print ''
這樣在浏覽器通路該檔案就可以得到一個簡單的 Hello World 網頁内容。直接通過 CGI 寫 Web 應用程式看起來很簡單，每一個檔案處理輸入，生成html。但是實際開發中，可能會遇到許多不友善的地方。比如：
每個獨立的CGI腳本可能會重複寫資料庫連接配接，關閉的代碼; 後端開發者會看到一堆 Content-Type 等和自己無關的 html 頁面元素; Web 架構
早期開發站點确做了許多重複性勞動，後來為了減少重複，避免寫出龐雜，混亂的代碼，人們将 Web 開發的關鍵性過程提取出來，開發出了各種 Web 架構。有了架構，就可以專注于編寫清晰、易維護的代碼，無需關心資料庫連接配接之類的重複性工作。
其中一種比較經典的Web架構采用了 MVC 架構，如下圖所示：
MVC 架構
使用者輸入 URL，用戶端發送請求，控制器(Controller)首先會拿到請求，然後用模型(Models)從資料庫取出所有需要的資料，進行必要的處理，将處理後的結果發送給 視圖(View)，視圖利用擷取到的資料，進行渲染生成 Html Response傳回給用戶端。
以 python web 架構 flask 為例，架構本身并不限定我們用哪種架構來組織我們的應用，不過 flask 可以很好地支援以 MVC 方式組織應用。
控制器：flask 可以用裝飾器來添加路由項，如下：
@app.route('/')
def main_page():
pass
模型：主要用來取出需要的資料，如下面函數中操作：
@app.route('/')
def main_page():
"""Searches the database for entries, then displays them."""
db = get_db()
cur = db.execute('select * from entries order by id desc')
entries = cur.fetchall()
return render_template('index.html', entries=entries)
視圖：flask 利用 jinja2 來渲染頁面，下面的模版檔案指定了頁面的樣式：
{% for entry in entries %}
{{ entry.title }}
{{ entry.text|safe }}
{% else %}
No entries yet. Add some!
{% endfor %}
我們知道Python有着許多的 Web 架構，而同時又有着許多的 Web 伺服器(Apache, Nginx, Gunicorn等)，架構和Web伺服器之間需要進行通信，如果在設計時它們之間不可以互相比對的，那麼選擇了一個架構就會限制對 Web 伺服器的選擇，這顯然是不合理的。
那麼，怎樣確定可以在不修改Web伺服器代碼或網絡架構代碼的前提下，使用自己選擇的伺服器，并且比對多個不同的網絡架構呢?答案是接口，設計一套雙方都遵守的接口就可以了。對python來說，就是WSGI(Web Server Gateway Interface，Web伺服器網關接口)。其他程式設計語言也擁有類似的接口：例如Java的Servlet API和Ruby的Rack。
Python WSGI的出現，讓開發者可以将 Web 架構與 Web 伺服器的選擇分隔開來，不再互相限制。現在，你可以真正地将不同的 Web 伺服器與Web架構進行混合搭配，選擇滿足自己需求的組合。例如，可以使用 Gunicorn 或Nginx/uWSGI來運作Django、Flask或web.py應用。
更多Python 搭建Web站點之Web伺服器與Web架構相關文章請關注PHP中文網！
本文原創釋出php中文網，轉載請注明出處，感謝您的尊重！