如何理解Nginx, WSGI, Flask之間的關係

時間 2019-12-08

標籤如何理解 nginx wsgi flask 之間關係欄目 Nginx 简体版

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剛轉行互聯網行業，聽到了許多名詞：Flask、Django、WSGI、 Nginx、Apache等等，一直沒法搞清楚這些開源項目之間的關係，直至看到這篇文章後感受醍醐灌頂，如下是轉載的部分，感謝haozlee分享出這篇文章！html

1、概覽

以前對 Nginx，WSGI（或者 uWSGI，uwsgi），Flask(或者 Django），這幾者的關係一存存在疑惑。經過查閱了些資料，總算把它們的關係理清了。python

總括來講，客戶端從發送一個 HTTP 請求到 Flask 處理請求，分別通過了 web服務器層，WSGI層，web框架層，這三個層次。不一樣的層次其做用也不一樣，下面簡要介紹各層的做用。web

圖1：web服務器，web框架與 WSGI 的三層關係編程

2、各層做用

一、Web服務器層flask

對於傳統的客戶端 - 服務器架構，其請求的處理過程是，客戶端向服務器發送請求，服務器接收請求並處理請求，而後給客戶端返回響應。在這個過程當中，服務器的做用是：
（1）、接收請求
（2）、處理請求
（3）、返回響應服務器

Web服務器是一類特殊的服務器，其做用是主要是接收 HTTP 請求並返回響應。提起 web服務器你們都不會陌生，常見的 web服務器有 Nginx，Apache，IIS等。在上圖1的三層結構中，web服務器是最早接收用戶請求的，並將響應結果返回給用戶。架構

二、Web框架層app

Web框架的做用主要是方便咱們開發 web應用程序，HTTP請求的動態數據就是由 web框架層來提供的。常見的 web框架有Flask，Django等，咱們以 Flask 框架爲例子，展現 web框架的做用：框架

from flask import Flask
    
    app = Flask(__name__)
    @app.route('/hello')
    def hello_world():
        return 'Hello World!'
            
    if __name__ == '__main__':
        app.run(host='0.0.0.0', port=8080)

以上簡單的幾行代碼，就建立了一個 web應用程序對象 app。app 監聽機器全部 ip 的 8080 端口，接受用戶的請求鏈接。咱們知道，HTTP 協議使用 URL 來定位資源，上面的程序會將路徑 /hello 的請求交由 hello_world 方法處理，hello_world 返回 ‘Hello World!’ 字符串。對於 web框架的使用者來講，他們並不關心如何接收 HTTP 請求，也不關心如何將請求路由到具體方法處理並將響應結果返回給用戶。Web框架的使用者在大部分狀況下，只須要關心如何實現業務的邏輯便可。ui

三、WSGI層

WSGI 不是服務器，也不是用於與程序交互的API，更不是真實的代碼，WSGI 只是一種接口,它只適用於 Python 語言，其全稱爲 Web Server Gateway Interface，定義了 web服務器和 web應用之間的接口規範。也就是說，只要 web服務器和 web應用都遵照WSGI協議，那麼 web服務器和 web應用就能夠隨意的組合。

下面的代碼展現了 web服務器是如何與 web應用組合在一塊兒的。

def application(env, start_response):
    start_response('200 OK', [('Content-Type', 'text/html')])
    return [b"Hello World"]

方法 application由 web服務器調用，參數env，start_response 由 web服務器實現並傳入。其中，env是一個字典，包含了相似 HTTP_HOST，HOST_USER_AGENT，SERVER_PROTOCO 等環境變量。start_response則是一個方法，該方法接受兩個參數，分別是status，response_headers。application方法的主要做用是，設置 http 響應的狀態碼和 Content-Type 等頭部信息，並返回響應的具體結果。

上述代碼就是一個完整的 WSGI 應用，當一個支持 WSGI 的 web服務器接收到客戶端的請求後，便會調用這個 application 方法。WSGI 層並不須要關心env，start_response 這兩個變量是如何實現的，就像在 application 裏面所作的，直接使用這兩個變量便可。

值得指出的是，WSGI 是一種協議，須要區分幾個相近的名詞：
（1）、uwsgi
同 wsgi 同樣也是一種協議，uWSGI服務器正是使用了 uwsgi 協議
（2）、uWSGI
實現了 uwsgi 和 WSGI 兩種協議的web服務器。注意 uWSGI 本質上也是一種 web服務器，處於上面描述的三層結構中的 web服務器層。
（3）、CGI
通用網關接口，並不限於 Python 語言，定義了 web服務器是如何向客戶端提供動態的內容。例如，規定了客戶端如何將參數傳遞給 web服務器，web服務器如何將參數傳遞給 web應用，web應用如何將它的輸出如何發送給客戶端，等等。

生產環境下的 web應用都不使用 CGI 了，CGI進程（相似 Python 解釋器）針對每一個請求建立，用完就拋棄，效率低下。WSGI 正是爲了替代 CGI 而出現的。
說到這，咱們基本理清了 WSGI 在 web服務器與 web框架之間做用：WSGI 就像一條紐帶，將 web服務器與 web框架鏈接起來。回到本文的題目，Nginx 屬於一種 web服務器，Flask屬於一種 web框架，所以，WSGI 與 Nginx、Flask 的做用就不明而喻了。

3、結語

最後以 Nginx，WSGI，Flask 之間的對話結束本文。

Nginx：Hey，WSGI，我剛收到了一個請求，我須要你做些準備，而後由Flask來處理這個請求。
WSGI：OK，Nginx。我會設置好環境變量，而後將這個請求傳遞給Flask處理。
Flask：Thanks WSGI！給我一些時間，我將會把請求的響應返回給你。
WSGI：Alright，那我等你。
Flask：Okay，我完成了，這裏是請求的響應結果，請求把結果傳遞給Nginx。
WSGI：Good job！Nginx，這裏是響應結果，已經按照要求給你傳遞回來了。
Nginx：Cool，我收到了，我把響應結果返回給客戶端。你們合做愉快~