摘要：是一個小而美的微框架，主要依賴于和，只建立和的橋梁，前者實現(xiàn)一個合適的應(yīng)用，后者處理模板。本文主要分析了是在基礎(chǔ)上如何構(gòu)建接口與路由系統(tǒng)的。網(wǎng)關(guān)協(xié)議的本質(zhì)是為了解耦，實現(xiàn)服務(wù)器和應(yīng)用程序的分離，就是一個支持的服務(wù)器與應(yīng)用程序之間的約定。

flask是一個小而美的微框架，主要依賴于Werkezug 和 Jinja2， Flask 只建立 Werkezug 和 Jinja2 的橋梁，前者實現(xiàn)一個合適的 WSGI 應(yīng)用，后者處理模板。 Flask 也綁定了一些通用的標(biāo)準(zhǔn)庫包，比如 logging 。其它所有一切取決于擴(kuò)展。
本文主要分析了flask是在Werkezug基礎(chǔ)上如何構(gòu)建WSGI接口與路由系統(tǒng)的。

WSGI的本質(zhì)是一種約定，是Python web開發(fā)中 web服務(wù)器與web應(yīng)用程序之間數(shù)據(jù)交互的約定。
網(wǎng)關(guān)協(xié)議的本質(zhì)是為了解耦，實現(xiàn)web服務(wù)器和web應(yīng)用程序的分離，WSGI就是一個支持WSGI的web服務(wù)器與Python web應(yīng)用程序之間的約定。

在一起寫一個 Web 服務(wù)器（2)
中給出了一個支持WSGI的服務(wù)器實現(xiàn)，下面的代碼以他為例。
一個WSGI服務(wù)器需要實現(xiàn)兩個函數(shù)：
1.解析http請求，為應(yīng)用程序提供environ字典

    def get_environ(self):
        env = {}
        env["wsgi.version"]      = (1, 0)
        env["wsgi.url_scheme"]   = "http"
        env["wsgi.input"]        = StringIO.StringIO(self.request_data)
        env["wsgi.errors"]       = sys.stderr
        env["wsgi.multithread"]  = False
        env["wsgi.multiprocess"] = False
        env["wsgi.run_once"]     = False
        env["REQUEST_METHOD"]    = self.request_method    # GET
        env["PATH_INFO"]         = self.path              # /hello
        env["SERVER_NAME"]       = self.server_name       # localhost
        env["SERVER_PORT"]       = str(self.server_port)  # 8888
        return env

2.實現(xiàn)start response函數(shù)

    def start_response(self, status, response_headers, exc_info=None):
        # Add necessary server headers
        server_headers = [
            ("Date", "Tue, 31 Mar 2015 12:54:48 GMT"),
            ("Server", "WSGIServer 0.2"),
        ]
        self.headers_set = [status, response_headers + server_headers]
        # To adhere to WSGI specification the start_response must return
        # a "write" callable. We simplicity"s sake we"ll ignore that detail
        # for now.
        # return self.finish_response

這里展示了服務(wù)器與應(yīng)用程序交互的過程：
1.從客戶端獲取到請求
2.通過get_env獲得envir變量
3.調(diào)用應(yīng)用程序，傳入env和start_response函數(shù),并獲得響應(yīng)
4.將響應(yīng)返回給客戶端

    def handle_one_request(self):
        self.request_data = request_data = self.client_connection.recv(1024)
        print("".join(
            "< {line}
".format(line=line)
            for line in request_data.splitlines()
        ))
 
        self.parse_request(request_data)
        env = self.get_environ()
        result = self.application(env, self.start_response)//調(diào)用應(yīng)用程序
        self.finish_response(result)

在上述這個過程中，Python應(yīng)用程序需要做什么呢？
主要工作就是根據(jù)輸入的environ字典信息生成相應(yīng)的http報文返回給服務(wù)器。

from wsgiref.simple_server import make_server

def simple_app(environ, start_response):
    status = "200 OK"
    response_headers = [("Content-type", "text/plain")]
    start_response(status, response_headers)
    return [u"This is hello wsgi app".encode("utf8")]

httpd = make_server("", 8000, simple_app)
print "Serving on port 8000..."
httpd.serve_forever()

1.通過__call__方法將Flask對象變?yōu)榭烧{(diào)用

    def __call__(self, environ, start_response):
        """Shortcut for :attr:`wsgi_app`."""
        return self.wsgi_app(environ, start_response)

2.實現(xiàn)wsgi_app函數(shù)處理web服務(wù)器轉(zhuǎn)發(fā)的請求

    def wsgi_app(self, environ, start_response):
        ctx = self.request_context(environ)
        error = None
        try:
            try:
                ctx.push()
                response = self.full_dispatch_request()
            except Exception as e:
                error = e
                response = self.handle_exception(e)
            except:
                error = sys.exc_info()[1]
                raise
            return response(environ, start_response)
        finally:
            if self.should_ignore_error(error):
                error = None
            ctx.auto_pop(error)

在web開發(fā)中，路由是指根據(jù)url分配到對應(yīng)的處理程序。
在上面的應(yīng)用中，一個包含了url路徑信息的environ對應(yīng)一個視圖函數(shù)，問題就在于他只能處理一個固定的路由，如果我們需要根據(jù)我們的需求自由的綁定url和視圖函數(shù)，這就需要我們自己建立一個新的間接層，這就是web框架的路由系統(tǒng)。

Flask類中支持路由功能的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，在__init__函數(shù)中初始化：

url_rule_class = Rule
self.url_map = Map()
self.view_functions = {}

Map和Rule是werkzeug中實現(xiàn)的映射類和路由類。

    >>> m = Map([
    ...     # Static URLs
    ...     Rule("/", endpoint="static/index"),
    ...     Rule("/about", endpoint="static/about"),
    ...     Rule("/help", endpoint="static/help"),
    ...     # Knowledge Base
    ...     Subdomain("kb", [
    ...         Rule("/", endpoint="kb/index"),
    ...         Rule("/browse/", endpoint="kb/browse"),
    ...         Rule("/browse//", endpoint="kb/browse"),
    ...         Rule("/browse//", endpoint="kb/browse")
    ...     ])
    ... ], default_subdomain="www")

這里我們注意到Map類先建立了url到endpoint的映射，這樣做的目的是為了實現(xiàn)動態(tài)路由功能。

而view_functions是一個字典，它負(fù)責(zé)建立endpoint和視圖函數(shù)之間的映射關(guān)系。
下面是一個小實驗，證明我們所說的映射關(guān)系

>>> from flask import Flask
>>> app = Flask(__name__)
>>> @app.route("/")
... def index():
...     return "hello world"
... 
>>> app.url_map
Map([ index>,
 " (HEAD, GET, OPTIONS) -> static>])
>>> app.view_functions
{"index": , "static": >}

這里我們可以看到從 index>，"index": ，通過endpoint這個中間量，我們讓把路由和函數(shù)建立了映射關(guān)系。
要注意一下，為什么會有"/static/"這個路由呢，這是應(yīng)為在初始化時flask調(diào)用了add_url_rule函數(shù)做了如下綁定：

        if self.has_static_folder:
            assert bool(static_host) == host_matching, "Invalid static_host/host_matching combination"
            self.add_url_rule(
                self.static_url_path + "/",
                endpoint="static",
                host=static_host,
                view_func=self.send_static_file
            )

在flask中注冊路由有兩種方式，一種是用route裝飾器，如上所示，另一種是直接調(diào)用add_url_rule函數(shù)綁定視圖類，但是本質(zhì)上二者都是調(diào)用add_url_rule函數(shù)，下面我們來看一下add_url_rule函數(shù)的實現(xiàn)。
在Flask的add_url_rule函數(shù)很長，但是核心的代碼為以下幾行：

self.url_map.add(rule)
rule = self.url_rule_class(rule, methods=methods, **options)
self.view_functions[endpoint] = view_func

1.裝飾器

def route(self, rule, **options):
        def decorator(f):
            endpoint = options.pop("endpoint", None)
            self.add_url_rule(rule, endpoint, f, **options)
            return f
        return decorator

2.視圖類

        class CounterAPI(MethodView):
            def get(self):
                return session.get("counter", 0)
            def post(self):
                session["counter"] = session.get("counter", 0) + 1
                return "OK"
        app.add_url_rule("/counter", view_func=CounterAPI.as_view("counter"))

注冊路由之后，flask就需要分發(fā)路由，調(diào)用相應(yīng)的視圖函數(shù)。

def dispatch_request(self):
        req = _request_ctx_stack.top.request
        if req.routing_exception is not None:
            self.raise_routing_exception(req)
        rule = req.url_rule
        if getattr(rule, "provide_automatic_options", False) 
           and req.method == "OPTIONS":
            return self.make_default_options_response()
        return self.view_functions[rule.endpoint](**req.view_args)