Tornado框架簡介（一）
-------------------簡介-------------------
一、概念：
Tornado全稱Tornado Web Server，是一個用Python語言寫成的Web服務器兼Web應用框架，由FriendFeed公司在本身的網站FriendFeed中使用，被Facebook收購之後框架在2009年9月以開源軟件形式開放給大衆。
二、特色：
一、做爲Web框架，是一個輕量級的Web框架，相似於另外一個Python web框架Web.py，其擁有異步非阻塞IO的處理方式。
二、做爲Web服務器，Tornado有較爲出色的抗負載能力，官方用nginx反向代理的方式部署Tornado和其它Python web應用框架進行對比，結果最大瀏覽量超過第二名近40%。
三、性能：
一、Tornado有着優異的性能。它試圖解決C10k問題，即處理大於或等於一萬的併發
二、Tornado框架和服務器一塊兒組成一個WSGI的全棧替代品。單獨在WSGI容器中也可使用
三、tornado網絡框架或者tornaod http服務器，有必定的侷限性，爲了最大化的利用
-------------------Tornado與Django的區別-------------------
一、Tornado
一、Tornado走的是少而精的方向，注重的是性能優越，它最出名的是異步非阻塞的設計方式。
二、特色：
一、HTTP服務器：Tornado框架和服務器一塊兒組成一個WSGI的全棧替代品
二、異步編程
三、WebSockets
二、Django
一、Django是走大而全的方向，注重的是高效開發，它最出名的是其全自動化的管理後臺：只須要使用起ORM，作簡單的對象定義，它就能自動生成數據庫結構、以及全功能的管理後臺。
二、Django提供的方便，也意味着Django內置的ORM跟框架內的其餘模塊耦合程度高，應用程序必須使用Django內置的ORM，不然就不能享受到框架內提供的種種基於其ORM的便利。
三、特色：
一、session功能
二、後臺管理
三、ORM
-------------------Tornado安裝
一、查看工做環境中是否安裝
$ pip list
二、安裝對應的tornado環境
一、自動安裝
$ pip install tornado
二、手動安裝
一、下載安裝包tornado-4.3.tar.gz（https://pypi.python.org/packages/source/t/tornado/tornado-4.3.tar.gz）
二、$ tar xvzf tornado-4.3.tar.gz
三、$ cd tornado-4.3
四、$ python setup.py build
五、$ sudo python setup.py install
三、安裝對應的數據庫操做環境
$ pip install trondb
-------------------Tornado基本模塊
一、Tornado web 程序編寫思路
一、建立web應用實例對象，第一個初始化參數爲路由映射列表。
二、定義實現路由映射列表中的handler類。
三、建立服務器實例，綁定服務器端口。
四、啓動當前線程的IOLoop。
二、tornado.web
一、RequestHandler：
封裝了對應一個請求的全部信息和方法，write(響應信息)就是寫響應信息的一個方法；對應每一種http請求方式（get、post等），把對應的處理邏輯寫進同名的成員方法中（如對應get請求方式，就將對應的處理邏輯寫在get()方法中），當沒有對應請求方式的成員方法時，會返回「405: Method Not Allowed」錯誤。
二、Application：
Tornado Web框架的核心應用類，是與服務器對接的接口，裏面保存了路由信息表，其初始化接收的第一個參數就是一個路由信息映射元組的列表；其listen(端口)方法用來建立一個http服務器實例，並綁定到給定端口（注意：此時服務器並未開啓監聽）。
三、tornado.ioloop
一、tornado的核心io循環模塊，封裝了Linux的epoll和BSD的kqueue，tornado高性能的基石
二、Linux的epoll原理圖
三、IOLoop.current()：
返回當前線程的IOLoop實例。
四、IOLoop.start()：
啓動IOLoop實例的I/O循環,同時服務器監聽被打開。
四、tornado.httpserver
實例：
#coding:utf-8
#一個簡單的Tornado web
#引用對應的Tornado包
from tornado.web import Application,RequestHandler
from tornado.ioloop import IOLoop
from tornado.httpserver import HTTPServer
class IndexHandler(RequestHandler):
def get(self):
self.write('hello word!')
if __name__ == '__main__':
#建立一個app應用
app = Application([('/',IndexHandler)])
#app.listen('8000')
#爲應用建立一個http服務
http_server = HTTPServer(app)
#綁定對應的端口號
http_server.listen(8000)
#開啓多個tornado進程
#http_server.bind(8000)
#http_server.start(4)
IOLoop.current().start()
五、tornado.options
一、tornado.options模塊——全局參數定義、存儲、轉換。
二、tornado.options.define()
一、def define(name, default=None, type=None, help=None, metavar=None,
multiple=False, group=None, callback=None):
二、name 選項變量名，須保證全局惟一性，不然會報「Option 'xxx' already defined in ...」的錯誤；
三、default 選項變量的默認值，如不傳默認爲None；
四、type 選項變量的類型，從命令行或配置文件導入參數的時候tornado會根據這個類型轉換輸入的值，轉換不成功時會報錯，能夠是str、float、int、datetime、timedelta中的某個，若未設置則根據default的值自動推斷，若default也未設置，那麼再也不進行轉換。能夠經過利用設置type類型字段來過濾不正確的輸入。
五、multiple 選項變量的值是否能夠爲多個，布爾類型，默認值爲False，若是multiple爲True，那麼設置選項變量時值與值之間用英文逗號分隔，而選項變量則是一個list列表（若默認值和輸入均未設置，則爲空列表[]）。
六、help 選項變量的幫助提示信息，在命令行啓動tornado時，經過加入命令行參數 --help 能夠查看全部選項變量的信息（注意，代碼中須要加入tornado.options.parse_command_line()）。
三、tornado.options.options
全局的options對象，全部定義的選項變量都會做爲該對象的屬性。
四、tornado.options.parse_command_line()
一、進行對應的初始化
五、tornado.options.parse_config_file(path)
六、實例
#coding:utf-8
#一個簡單的Tornado web
#引用對應的Tornado包
from tornado.web import Application,RequestHandler
from tornado.ioloop import IOLoop
from tornado.httpserver import HTTPServer
import tornado.options
tornado.options.define("port",type=int,help="端口號")
class IndexHandler(RequestHandler):
def get(self):
self.write('hello word!')
if __name__ == '__main__':
tornado.options.parse_command_line()
#建立一個app應用
app = Application([('/',IndexHandler)])
#app.listen('8000')
#爲
應用建立一個http服務
http_server = HTTPServer(app)
#綁定對應的端口號
http_server.listen(tornado.options.options.port)
#開啓多個tornado進程
#http_server.bind(8000)
#http_server.start(4)
IOLoop.current().start()
Tornado框架簡介（二）
--------------------Application--------------------
一、settings
一、debug=True：，設置tornado是否工做在調試模式，默認爲False即工做在生產模式。當設置debug=True 後，tornado會工做在調試/開發模式，在此種模式下，能夠根據設置修改tornado提供的其餘幾種特性
二、autoreload=True：自動重啓，tornado應用會監控咱們的源代碼文件，當有改動保存後便會重啓程序，這能夠減小咱們手動重啓程序的次數。須要注意的是，一旦咱們保存的更改有錯誤，自動重啓會致使程序報錯而退出，從而須要咱們保存修正錯誤後手動啓動程序。
三、compiled_templite_carch = False：取消緩存編譯的模板
四、static_hash_cache = False：取消緩存靜態文件hash值
五、server_traceback = True：提供追蹤信息，當RequestHandler或者其子類拋出一個異常而未被捕獲後，會生成一個包含追蹤信息的頁面
六、
import tornado.web
app = tornado.web.Application([],debug=True)
二、路由映射
一、Application中列表中的信息
app = tornado.web.Application([
(r"/", Indexhandler),
(r"/cpp", SubjectHandler, {"subject":"c++"}),
url(r"/python", StaticFileHandler, {"subject":"python"}, name="static_url")
],
debug = True
)
二、對於路由中的字典，會傳入到對應的RequestHandler的initialize()方法中。
from tornado.web import RequestHandler
class StaticFileHandler(RequestHandler):
def initialize(self):
self.subject = subject
def get(self):
self.write(self.subject)
三、對於路由中的name字段，注意此時不能再使用元組，而應使用tornado.web.url來構建。name是給該路由起一個名字，能夠經過調用RequestHandler.reverse_url(name)來獲取該名子對應的url。
def get(self):
self.write("<a href="+RequestHandler.reverse_url('static_url')+"></a>")
--------------------輸入--------------------
一、獲取查詢字符串參數
一、get_query_argument(name,default=_ARG_DEFAULT,strip=True)
一、name：從請求的查詢字符串中返回指定參數name的值，若是出現多個同名參數，則返回最後一個的值。
二、default：爲設值未傳name參數時返回的默認值，如若default也未設置，則會拋出tornado.web.MissingArgumentError異常。
三、strip：表示是否過濾掉左右兩邊的空白字符，默認爲過濾。
二、get_query_arguments(name,strip=True)
一、從請求的查詢字符串中返回指定參數name的值，注意返回的是list列表（即便對應name參數只有一個值）。若未找到name參數，則返回空列表[]。
二、獲取請求體參數
一、get_body_argument(name,default=_ARG_DEFAULT,strip=True)
從請求體中返回指定參數name的值，若是出現多個同名參數，則返回最後一個的值。
二、get_body_argument(name,strip=True)
從請求體中返回指定參數name的值，注意返回的是list列表（即便對應name參數只有一個值）。若未找到name參數，則返回空列表[]。
三、前兩類方法的整合
一、get_argument(name,default=_ARG_DEFAULT,strip=True)
從請求體和查詢字符串中返回指定參數name的值，若是出現多個同名參數，則返回最後一個的值。
二、get_argument(name,strip=True)
從請求體和查詢字符串中返回指定參數name的值，注意返回的是list列表（即便對應name參數只有一個值）。若未找到name參數，則返回空列表[]。
四、關於請求的其餘信息
RequestHandler.request 對象存儲了關於請求的相關信息，具體屬性有：
一、method HTTP的請求方式，如GET或POST;
二、host 被請求的主機名；
三、uri 請求的完整資源標示，包括路徑和查詢字符串；
四、path 請求的路徑部分；
五、query 請求的查詢字符串部分；
六、version 使用的HTTP版本；
七、headers 請求的協議頭，是類字典型的對象，支持關鍵字索引的方式獲取特定協議頭信息
一、request.headers["Content-Type"]
八、body 請求體數據；
九、remote_ip 客戶端的IP地址；
十、files 用戶上傳的文件，爲字典類型
tornado.httputil.HTTPFile是接收到的文件對象，它有三個屬性：
一、filename 文件的實際名字，與form_filename1不一樣，字典中的鍵名錶明的是表單對應項的名字；
二、body 文件的數據實體；
三、content_type 文件的類型。 這三個對象屬性能夠像字典同樣支持關鍵字索引，
request.files["form_filename1"][0]["body"]。
五、正則提取uri
tornado中對於路由映射也支持正則提取uri，提取出來的參數會做爲RequestHandler中對應請求方式的成員方法參數。若在正則表達式中定義了名字，則參數按名傳遞；若未定義名字，則參數按順序傳遞。提取出來的參數會做爲對應請求方式的成員方法的參數。
(r"/sub-city/(.+)/([a-z]+)", SubjectCityHandler), # 無名方式
(r"/sub-date/(?P<subject>.+)/(?P<date>\d+)", SubjectDateHandler), # 命名方式
class SubjectCityHandler(RequestHandler):
def get(self, subject, city):
self.write(("Subject: %s<br/>City: %s" % (subject, city)))
--------------------輸出--------------------
一、write(chunk)
class IndexHandler(RequestHandler):
def get(self):
self.write("hello itcast!")
二、set_header(name, value)
利用set_header(name, value)方法，能夠手動設置一個名爲name、值爲value的響應頭header字段
self.set_header("Content-Type", "application/json; charset=UTF-8")
三、set_default_headers()
該方法會在進入HTTP處理方法前先被調用，能夠重寫此方法來預先設置默認的headers
class IndexHandler(RequestHandler):
def set_default_headers(self):
print "執行了set_default_headers()"
# 設置get與post方式的默認響應體格式爲json
self.set_header("Content-Type", "application/json; charset=UTF-8")
# 設置一個名爲webServer、值爲Hello的header
self.set_header("webServer", "Hello")
四、set_status(status_code, reason=None)
一、status_code int類型，狀態碼，若reason爲None，則狀態碼必須爲下表中的。
二、reason string類型，描述狀態碼的詞組，若爲None，則會被自動填充爲下表中的內容。
五、redirect(url)
class IndexHandler(RequestHandler):
"""對應/"""
def get(self):
self.write("主頁")
class LoginHandler(RequestHandler):
"""對應/login"""
def get(self):
self.write('<form method="post"><input type="submit" value="登錄"></form>')
def post(self):
self.redirect("/")
六、send_error(status_code=500, **kwargs)
拋出HTTP錯誤狀態碼status_code，默認爲500，kwargs爲可變命名參數。使用send_error拋出錯誤後tornado會調用write_error()方法進行處理，並返回給瀏覽器處理後的錯誤頁面。
class IndexHandler(RequestHandler):
def get(self):
err_code = self.get_argument("code", None) # 注意返回的是unicode字符串，下同
err_title = self.get_argument("title", "")
err_content = self.get_argument("content", "")
if err_code:
self.send_error(err_code, title=err_title, content=err_content)
else:
self.write("主頁")
七、write_error(status_code, **kwargs)
用來處理send_error拋出的錯誤信息並返回給瀏覽器錯誤信息頁面。能夠重寫此方法來定製本身的錯誤顯示頁面
def write_error(self, status_code, **kwargs):
self.write(u"<h1>出錯了，程序員GG正在趕過來！</h1>")
self.write(u"<p>錯誤名：%s</p>" % kwargs["title"])
self.write(u"<p>錯誤詳情：%s</p>" % kwargs["content"])
--------------------Tornado接口與調用順序--------------------
一、initialize()
對應每一個請求的處理類Handler在構造一個實例後首先執行initialize()方法。在講輸入時提到，路由映射中的第三個字典型參數會做爲該方法的命名參數傳遞
class ProfileHandler(RequestHandler):
def initialize(self, database):
self.database = database
def get(self):
...
app = Application([
(r'/user/(.*)', ProfileHandler, dict(database=database)),
])
二、perpare()
預處理，即在執行對應請求方式的HTTP方法（如get、post等）前先執行，注意：不論以何種HTTP方式請求，都會執行prepare()方法。
def prepare(self):
if self.request.headers.get("Content-Type").startswith("application/json"):
self.json_dict = json.loads(self.request.body)
else:
self.json_dict = None
三、HTTP方法
一、get：請求指定的頁面信息，並返回實體主體。
二、head：相似get請求，只不過返回的響應中沒有具體的內容，用於獲取報頭。
三、post：向指定資源提交數據進行處理請求（例如提交表單或上傳文件）。數據被包含在請求體中。POST請求可能會致使新的資源的創建和/或已有資源的修改。
四、delete：請求服務器刪除指定的內容。
五、patch：請求修改局部數據。
六、put：從客戶端向服務器傳送的數據取代指定的文檔的內容。
七、options：返回給定URL支持的全部HTTP方法
四、on_finish()
在請求處理結束後調用，即在調用HTTP方法後調用。一般該方法用來進行資源清理釋放或處理日誌等。注意：請儘可能不要在此方法中進行響應輸出。
五、set_default_headers()
六、write_error()
七、調用順序
一、測試
class IndexHandler(RequestHandler):
def initialize(self):
print "調用了initialize()"
def prepare(self):
print "調用了prepare()"
def set_default_headers(self):
print "調用了set_default_headers()"
def write_error(self, status_code, **kwargs):
print "調用了write_error()"
def get(self):
print "調用了get()"
def post(self):
print "調用了post()"
self.send_error(200) # 注意此出拋出了錯誤
def on_finish(self):
print "調用了on_finish()"
二、在正常狀況未拋出錯誤時，調用順序爲：
一、set_defautl_headers()
二、initialize()
三、prepare()
四、HTTP方法
五、on_finish()
三、在有錯誤拋出時，調用順序爲：
一、set_default_headers()
二、initialize()
三、prepare()
四、HTTP方法
五、set_default_headers()
六、write_error()
七、on_finish()