Nginx+uWSGI+Django原理(轉發)

時間 2019-11-17

標籤 nginx+uwsgi+django nginx uwsgi django 原理轉發欄目 Nginx 简体版

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Python的Web開發中，若是使用Django框架，那麼較爲成熟穩定的服務器架構通常是Nginx+uWSGI+Django。而爲何必定要三個結合在一塊兒呢？直接使用Django的runserver來啓動服務器進程，或者uWSGI+Django可不能夠呢？爲何？
概念說明：html

APP（應用程序），就是開發者寫的應用程序，例如django，bottle這些。記錄怎麼處理客戶端發來的請求的邏輯部分。
WSGI，是一個協議，Python用於Web開發的協議
uWSGI，是一個程序，充當Web服務器或中間件。
- 若是架構是Nginx+uWSGI+APP，uWSGI是一箇中間件
- 若是架構是uWSGI+APP，uWSGI是一個服務器
uwsgi，是uWSGI程序實現的一個自有的協議。

Web協議出現順序：
CGI -> FCGI -> WSGI -> uwsgipython

CGI，最先的協議
FCGI，比CGI快
WSGI，Python專用的協議
uwsgi，比FCGI和WSGI都快，是uWSGI項目自有的協議，主要特徵是採用二進制來存儲數據，以前的協議都是使用字符串，因此在存儲空間和解析速度上，都優於字符串型協議.官方介紹

1、WSGI協議

瀏覽器請求一個頁面的流程：git

瀏覽器發送請求給服務器，包含請求頭和請求體
服務器解析請求頭和請求體
服務器根據請求信息來處理請求，生成返回內容
服務器生成響應頭和響應體
服務器返回響應給瀏覽器，瀏覽器顯示給用戶

一個網站，通常有不少個不一樣的請求，在這些請求中，基本1，2，4，5部都是固定的，變的只有第三步，因此把這四步抽象出來，讓開發者只關注第三步，這樣就能夠極大提高開發效率。因此WSGI協議誕生了。
WSGI，全稱 Web Server Gateway Interface。是Python專用的協議，其餘語言沒有。用於處理Web服務器和應用程序（APP）的交互信息。不少Web框架（如：django）都會自帶WSGI服務器，可是性能很差，只做測試用途。github

實現一個最簡單的服務器web

app.py

import pprint
def application(environ, start_response):
pprint.pprint(environ)
start_response('200 OK',[('Content-Type','text/html')])
return'<h1>Hello, web!</h1>'

environ參數是一個字典對象，保存HTTP請求的信息。例如URL路徑，域名，請求頭，請求參數等
start_response參數是一個函數，用於向wsgiref提供響應頭的設置，只能調用一次。

server.py

# 從wsgiref模塊導入:
from wsgiref.simple_server import make_server
# 導入咱們本身編寫的application函數:
from app import application
# 建立一個服務器，IP地址爲空，端口是8000，處理函數是application:
httpd = make_server('',8000, application)
print"Serving HTTP on port 8000..."
# 開始監聽HTTP請求:
httpd.serve_forever()

啓動python server.py,就能夠經過localhost:8000訪問了

wsgiref模塊是python提供的，用於測試和學習的簡單的WSGI服務器模塊。
這個模塊監聽8000端口，把Http請求，根據WSGI協議，轉換application函數中的environ參數，而後調用application函數。
wsgiref會把application函數提供的響應頭設置轉換爲HTTP協議的響應頭，把application的返回（return）做爲響應體，根據HTTP協議，生成響應，返回給瀏覽器。django

這樣，應用程序就不須要關注底層的HTTP協議細則了瀏覽器

2、CGI和FastCGI

CGI是Common Gateway Interface，即通用網關接口，是一個協議，是外部應用程序（CGI程序）與Web服務器之間的接口標準。該協議定義了Web服務器在調用應用程序時須要傳輸的參數和應用程序怎麼返回結果給Web服務器，其實跟WSGI相似。
CGI的一個特色是，對於每個HTTP請求，Web服務器都會新建一個進程（fork），等應用程序返回結果後，這個進程就會結束。這樣的後果是，一旦HTTP請求多的時候，Web服務器會頻繁建立進程，你們都知道，建立進程的開銷是很是大的，因此這種作法會影響服務器的性能，因此就有了FastCGI。
FCGI的作法是在Web服務器啓動的時候，就建立多個應用程序進程，當Web服務器接收到HTTP請求時，就把請求分發給其中一個空閒的進程。至關於MYSQL鏈接池的原理。這樣就能夠避免頻繁地fork進程。FCGI另外一個特色是支持分佈式，也就是Web服務器和應用程序能夠在不一樣的機器。
CGI和WSGI的區別是：安全

CGI的出現更加早，這個是通用的接口，應用程序能夠是JAVA，Python，等多種語言程序
WSGI是Python專用的，在CGI的基礎上改進的協議

3、Nginx

Ningx是一個反向代理服務器
什麼是反向代理？服務器

正向代理，例如FQ用的代理服務器就是正向代理，瀏覽器主動請求代理服務器，代理服務器轉發請求到對應的目標服務器
反向代理，部署在Web服務器上，代理全部外部網絡對內部網絡的訪問。瀏覽器訪問服務器，必須通過這個代理，是被動的。
正向代理的主動方是客戶端，反向代理的主動方是Web服務器。
結構圖：

反向代理的做用：網絡

安全，客戶端對Web服務器的訪問須要先通過反向代理服務器。這樣能夠防止外部程序對Web服務器的直接攻擊。
負載均衡，反向代理服務器能夠根據Web服務器的負載狀況，動態地把HTTP請求交給不一樣的Web服務器來處理，前提是要有多個Web服務器。
提高Web服務器的IO性能。一個HTTP請求的數據，從客戶端傳輸給服務器，是須要時間的，例如N秒，若是直接傳給Web服務器，Web服務器就須要讓一個進程阻塞N秒，來接收IO，這樣會下降Web服務器的性能。若是使用反向代理服務器，先讓反向代理服務器接收完整個HTTP請求，再把請求發給Web服務器，就能提高Web服務器的性能。還有一些靜態文件的請求，能夠直接交給反向代理來處理，不須要通過Web服務器。

Nginx是一個高性能的HTTP和反向代理服務器。

Nginx+uWSGI+應用程序的架構：

其中Nginx和uWSGI之間能夠經過CGI，FCGI和uwsgi協議通訊，固然uwsgi的性能是最好的。