tornado系列一：tornado基础

1、tornado是什么

tornado是一个python编写的强大的可扩展的web服务器，它采用非阻塞的socket，可以高性能处理大并发长连接场景下的web应用。

2、tornado如何部署

tornado在 linux系统中天然支持。并且在python2.6以上的版本中，tornado代码都包含在python标准库中，在使用tornado时，除了python标准库之外，不需要安装任何其它额外的软件

如果要用tornado建立一个HTTPserver，用来处理HTTP请求，则只需要写一个.py文件，在文件中调用tornado各基本模块的功能，进行服务的实例化并启动服务即可。

3、tornado简单web服务的实例:

创建一个文件 hello.py，加入以下代码

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import tornado.httpserver

import tornado.ioloop

import tornado.options

import tornado.web

from tornado.options import define,options

define("port", default=8000,help="run on the givern port", type=int)

class IndexHandler(tornado.web.RequestHandler):

    def get(self):

        greeting = self.get_argument('greeting', 'hello')

        self.write(greeting + ', friendly user!' )

if __name__ == "__main__":

    tornado.options.parse_command_line()

    app = tornado.web.Applicaion(handlers=[(r"/",IndexHandler)])

    httpserver=tornado.httpserver.HTTPServer(app)

    httpserver.listen(options.port)

    tornado.ioloop.IOLoop.instance().start()

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 说明:

3.1 一个简单的tornado server一般需要以下四个模块

import tornado.httpserver  #server主体

import tornado.ioloop        #底层IO

import tornado.options      #应用的命令解析

import tornado.web            #web的处理

3.2 应用命令解析

我们在启动一个.py程序的时候，有时候要跟上一些命令，以作为程序的输入参数，例如：

$python hello.py --port=8000

tornado的options模块就是实现命令的定义、赋初值、命令解析

3.2.1命令的定义和赋值

from tornado.options import define,options

define("port", default=8000,help="run on the givern port", type=int)

define()  ---用来定义命令，其中:

"port"   ---命令格式

 default=8000  --命令初值，如果我们启动该.py时，没有指定--port=8000，则我们默认指定port=8000

help="run on the givern port"  --port命令的帮助信息，我们在执行 $ python hello.py --help时，会显示该帮助信息

type=int  --port命令所能接受的输入值类型，如果该类型错误，options将会抛出一个异常

3.2.2命令的解析

 tornado.options.parse_command_line()
该函数用来对输入的命令进行解析，如果所定义命令未指定，则为其附初值

3.2.2命令的值的引用

 httpserver.listen(options.port)

options.command  其中的command为define()定义的命令，通过该命令名，可直接对其值进行引用

3.3 web的处理

3.3.1 定义请求处理类

tornado中用来处理HTTP请求的类为tornado.web.RequestHandler，我们在定义HTTP请求的处理类时，只需继承该类。

（1） 对不同类型的请求定义不同的处理类

class ReverseHandler(tornado.web.RequestHandler):
    def get(self, input):
        self.write(input[::-1])

class WrapHandler(tornado.web.RequestHandler):
    def post(self):
        text = self.get_argument('text')
        width = self.get_argument('width', 40)
        self.write(textwrap.fill(text, int(width)))

    上栗中，对get方法和post方法，分别定义了一个处理类，我们可以将类应用到不同的处理路径中，如：

app = tornado.web.Application(
        handlers=[
            (r"/reverse/(\w+)", ReverseHandler),
            (r"/wrap", WrapHandler)
        ]
    )

（2）在同一个处理类中定义不同的处理函数

# matched with (r"/frob/(\d+)", FrobHandler)
class FrobHandler(tornado.web.RequestHandler):
    def head(self, frob_id):
        frob = retrieve_from_db(frob_id)
        if frob is not None:
            self.set_status(200)
        else:
            self.set_status(404)
    def get(self, frob_id):
        frob = retrieve_from_db(frob_id)
        self.write(frob.serialize())

      该方式应用在，对同一个请求提供多种不同的处理方式的场景中

（3）自定义错误响应

在某些情况下，Tornado会自动地设置HTTP状态码：

404 Not Found

Tornado会在HTTP请求的路径无法匹配任何RequestHandler类相对应的模式时返回404（Not Found）响应码。

400 Bad Request

如果你调用了一个没有默认值的get_argument函数，并且没有发现给定名称的参数，Tornado将自动返回一个400（Bad Request）响应码。

405 Method Not Allowed

如果传入的请求使用了RequestHandler中没有定义的HTTP方法（比如，一个POST请求，但是处理函数中只有定义了get方法），Tornado将返回一个405（Methos Not Allowed）响应码。

500 Internal Server Error

当程序遇到任何不能让其退出的错误时，Tornado将返回500（Internal Server Error）响应码。你代码中任何没有捕获的异常也会导致500响应码。

200 OK

如果响应成功，并且没有其他返回码被设置，Tornado将默认返回一个200（OK）响应码。

当上述任何一种错误发生时，Tornado将默认向客户端发送一个包含状态码和错误信息的简短片段。如果你想使用自己的方法代替默认的错误响应，你可以重写 write_error 方法在你的 RequestHandler 类中，例如：

import tornado.httpserver
import tornado.ioloop
import tornado.options
import tornado.web

from tornado.options import define, options
define("port", default=8000, help="run on the given port", type=int)

class IndexHandler(tornado.web.RequestHandler):
    def get(self):
        greeting = self.get_argument('greeting', 'Hello')
        self.write(greeting + ', friendly user!')
    def write_error(self, status_code, **kwargs):
        self.write("Gosh darnit, user! You caused a %d error." % status_code)

if __name__ == "__main__":
    tornado.options.parse_command_line()
    app = tornado.web.Application(handlers=[(r"/", IndexHandler)])
    http_server = tornado.httpserver.HTTPServer(app)
    http_server.listen(options.port)
    tornado.ioloop.IOLoop.instance().start()

（4）几个常用函数说明：

get_argument(self, name [, default=[], strip=True])  获得请求中的name指令的值，如果请求中未提供name指令，则使用该函数中的默认值，如果该函数未提供默认值，则返回一个404错误。如果该指令在请求中出现了多次，则以最后一个为准。该函数可用在GET 或POST请求中。

write(self, chunk)  它以一个字符串作为函数的参数，并将其写入到HTTP响应中

set_status(self, status_code)  显式地设置HTTP状态码

(5) HTTP请求

Tornado支持的任何合法HTTP请求（GET、POST、PUT、DELETE、HEAD、OPTIONS）都可以用以上方法定义

3.3.2 实例化Application类，定义请求和类的RequestHandler类的响应关系

class ReverseHandler(tornado.web.RequestHandler):
    def get(self, input):
        self.write(input[::-1])
class WrapHandler(tornado.web.RequestHandler):
    def post(self):
        text = self.get_argument('text')
        width = self.get_argument('width', 40)
        self.write(textwrap.fill(text, int(width)))

app = tornado.web.Application(
        handlers=[
            (r"/reverse/(\w+)", ReverseHandler),
            (r"/wrap", WrapHandler)
        ]
    )

传递给Application类构造函数的是一个handler，handler是一个元组列表，每个元组对应一个请求响应关系。

注意：其中的get方法不但可以用get_argument获得指令的值，还可以通过输入参数的方式获得，其中的input[::-1]用于将字符串翻转，该方法也可用于列表和元组。

3.4实例化httpserver并启动端口监听

http_server = tornado.httpserver.HTTPServer(app)
    http_server.listen(options.port)

3.5 实例化底层IO并启动报文收发

tornado.ioloop.IOLoop.instance().start()

至此，一个简单的tornado server就搭建起来了，总结起来步骤如下：

(1) 定义并处理server执行的输入命令

(2) 定义HTTP请求处理类，实例化Application，定义请求和响应类的关系

(3) 实例化httpserver，启动httpserver的监听

(4) 实例化底层IO，启动报文的收发