基于Python的面向对象开发静态Web服务器的学习

文章目录

• 一、TCP部分
• • 1.TCP客户端开发
  • 2.TCP服务端开发
• 二、HTTP部分
• • 1.静态Web服务器的开发
  • 2.静态Web服务器的面向对象开发
• 总结

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一、TCP部分 1.TCP客户端开发

步骤如下：

1. 创建客户端socket对象
2. 连接服务器
3. 发送与接收数据
4. 关闭客户端

代码如下：

import socket

#这里的两个参数依次代表了IPv4和TCP协议
client = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)  
#这里以元组传参，因此需要两对括号
client.connect(('127.0.0.1', 8000))

data = 'xxx'
#两种方式将字符串类型转换为bytes类型
client.send(data.encode())
client.send(b'{data}')

#__bufsize用于设置每次接收的字节数，可以只写数字
recv_data = client.recv(__bufsize=1024)
#decode()可以将bytes类型转换为字符串类型
str_data = recv_data.decode()

client.close()

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2.TCP服务端开发

步骤如下：

1. 创建服务端socket对象
2. 绑定端口号
3. 设置监听数
4. 等待客户端的连接请求
5. 接收与发送数据
6. 关闭服务端

代码如下：

import socket

server = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
server.bind(('127.0.0.1', 8000))
server.listen(5)

#accept()返回两个值：数据和客户端IP
client_data, addr = server.accept()
data = 'xxx'
client_data.send(data.encode())
server.close()

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多任务版TCP服务端开发
思路：将接收与返回的部分交给子线程，即可使主线程继续等待客户端请求

在1和2代码的基础上进行改进：

import threading, socket

#封装处理客户端数据的方法
def client_deal(client_data):
	while True:
		recv_data = client_data.recv(1024)
		data = '...'
		client_data.send(data.encode())

#将服务端接收与返回数据的部分交给子线程
t = threading.Thread(target=client_data, args=(client_data,))

PS：子线程报错不会影响主线程

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二、HTTP部分 1.静态Web服务器的开发

步骤如下：

1. 创建index.html文件，删除原有代码
2. 自己在html文件里写代码或者将其他网页的源代码粘贴到index.html文件中
3. 在TCP服务端的基础上构建符合HTTP协议的请求报文数据和响应报文数据

第三步详解：
基本服务部分基于TCP服务端开发部分，下面详解HTTP报文部分。

构建响应报文数据：

#返回前端文件数据给客户端
with open('index.html', 'r', encoding='gbk') as f:
	send_data = f.read()
#构建响应报文数据
response_line = 'HTTP/1.1 200 ok\r\n\r\n'
response_header = 'Server:python\r\n\r\n'
response_body = send_data
response_data = response_line + response_header + response_body

构建请求报文数据：

str_data = recv_data.decode('gbk')
data_list = recv_data.decode('gbk')
request_line = data_list[0]
url_path = request_line.split(' ')[1]

#用if-elif-else判断不同请求路径应当返回的不同页面
if url_path == '/':
	with open('index.html', 'r', encoding='gbk') as f:
		send_data = f.read()
elif ......:
	......
else:
	send_data = 'Not Found'

多任务部分：

while True:
    client_data, attr = self.server.accept()
    print('请求的客户端：', client_data)
    t = threading.Thread(target=self.client_request, args=(client_data,))
    t.start()

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2.静态Web服务器的面向对象开发

我们可以将静态Web服务器封装为一个类，并将其封装到模块里，以方便我们使用。

import socket, threading

class WebServer:

    def __init__(self, addr='127.0.0.1', port=8000, listen_times=5):
    """添加服务器类的三个属性"""
        self.server = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
        self.server.bind((addr, port))
        self.server.listen(listen_times)

    def start_server(self):
    """多线程启动服务器"""
        print('服务器启动……')
        while True:
            client_data, attr = self.server.accept()
            print('请求的客户端：', client_data)
            t = threading.Thread(target=self.client_request, args=(client_data,))
            t.start()

    def client_request(self, client_data):
    """处理客户端请求"""
        recv_data = client_data.recv(1024)
		#防止因读取空数据而出错
        try:
            str_data = recv_data.decode()
            data_list = recv_data.decode('gbk')
            print('切割后：', data_list)
            request_line = data_list[0]
            print('请求行：', request_line)
            url_path = request_line.split(' ')[1]
        except Exception as e:
            print(e)
            client_data.send(b'No Data')
            return None
        
        #根据不同请求路径读取不同页面文件数据返回浏览器（参照前文）
        
		#构建响应报文并返回（参照前文）

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总结

本文简单介绍了基于Python的面向对象开发静态Web服务器的过程，是本人的一份学习笔记，主要包括TCP协议部分与HTTP协议部分。

新手写文，如有错误还请在评论区指出，如有疑问也可在评论区提出，谢谢！