Web开发
Web开发，通俗一点来说就是做网站。学术一点来说，是做B/S架构的软件，B指Browser浏览器，S指服务端Server。
浏览器(HTML、JavaScript) <—> HTTP协议 <—> 服务器(PHP、Python、Java...)
用户打开网址，服务器返回HTML，浏览器解析HTMl图形化展示给用户内容。
用户提交表单，经过HTTP协议传输，服务收到来自用户的数据，数据交给应用程序处理，返回给用户结果。
移动互联网时代，这个架构也许是这样。
APP(ios，安卓) <—> HTTP协议 <—> 服务器(PHP、Python、Java...)
B(Browser)变成了C(Client)，也叫C/S架构。
现在的Web开发，按照这个架构HTTP协议的两头分为前端、后端，本文我们侧重后端。
HTTP协议
我们先从架构中的网络部分开始，即HTTP协议rfc2616。
HTTP协议中定义了两个角色客户端和服务端：
- 客户端，发起请求的实体
- 服务端，响应请求的实体
在B/S架构中，客户端便是我们的浏览器，服务端是我们服务器软件。
常见的浏览器有：Chrome、Firefox、IE等。
常见的服务器软件有：Apache2、Nginx等。
这些软件已经帮我们实现了，Web体系中面向网络的，网络编程部分工作，比如建立连接、解析HTTP报文、提取数据等。
应用网关协议
在Web后端中，服务器软件档在了前面，处理网络连接和数据接收解析。
我们开发业务系统，其实工作在这些Web服务器的后面，业务系统与Web服务器交互。
Browser <—HTTP协议—> Web Server <——> 业务系统(PHP，Python，Java...)
我们先看一个普通的程序
def get_user_info(user_id):
user = db.query("select * from user where id=?",user_id)
return {
"result": user
}
问：我们返回的结果如何交付给Web服务器？Web服务器如何执行这段Python代码？
答：应用网关协议!
Browser <—HTTP协议—> Web Server <—应用网关协议—> 业务系统(PHP，Python，Java...)
应用网关协议定义了业务系统如何与Web服务器交互，比如Web服务器如何将用户传来的参数传给业务系统，业务系统如何交付输出给Web服务器。
目前为止不同Web服务器，编程语言出现了很多应用网关协议，比如CGI、FastCGI、Python的WSGI，Java的Servlet等等。
我们以最古老和简单的CGI(Common Gateway Interface)为例rfc3875。
CGI的工作原理非常简单，业务系统是一个简单的可执行二进制或脚本文件，当请求到来，Web服务器fork子进程执行这个可执行程序，请求数据通过Stdin和环境变量传入，然后接受子进程执行结果的Stdout，最后将结果装入HTTP响应报文返回给客户端。
Browser <—HTTP协议—> Web Server <—CGI—> exec(get_user.py, env,stdin, stdout)
将我们上面的程序封装成CGI Web程序大概这样子。
def get_user_info(user_id):
user = db.query("select * from user where id=?",user_id)
return {
"result": user
}
# 从环境变量获取请求参数
query_string = get_env("QUERY_STRING")
uid = get_args_from_query(query_string)
# 执行业务逻辑查找用户
user = get_user_info(uid)
# 输出用户数据到stdout
import json
print ("Content-type:application/json")
print ()
print(json.dumps({
"result":user
}))
在Ubuntu下以Apache2和Python为例，做一个CGI的例子。
为什么不用Nginx?因为Nginx默认模块不支持CGI了，写本文时候也想用Nginx，发现怪麻烦的。
启用CGI模块
/etc/apache2/mods-enabled
ln -s ../mods-available/cgid.load .
ln -s ../mods-available/cgid.conf .
配置Vhost和CGI脚本路径
# 基于default修改
<VirtualHost *:80>
ServerAdmin webmaster@localhost
DocumentRoot /home/www/play
ErrorLog ${APACHE_LOG_DIR}/error.log
CustomLog ${APACHE_LOG_DIR}/access.log combined
<IfModule mod_alias.c> # 添加cgi模块
<IfModule mod_cgi.c>
Define ENABLE_USR_LIB_CGI_BIN
</IfModule>
<IfModule mod_cgid.c>
Define ENABLE_USR_LIB_CGI_BIN
</IfModule>
<IfDefine ENABLE_USR_LIB_CGI_BIN>
ScriptAlias /cgi-bin/ /home/www/play/cgi-bin/ # cgi脚本路径
<Directory "/home/www/play/cgi-bin">
AllowOverride None
Options +ExecCGI -MultiViews +SymLinksIfOwnerMatch
Require all granted
AddHandler cgi-script .cgi .py .sh # 配置cgi脚本后缀
</Directory>
</IfDefine>
</IfModule>
</VirtualHost>
CGI脚本/home/www/play/cgi-bin/index.py
#!/compiler/miniconda3/bin/python
import json
print ("Content-type:application/json")
print ()
print(json.dumps({
"result":"hello cgi"
}))
访问测试
curl -v http://127.0.0.1/cgi-bin/index.py
< HTTP/1.1 200 OK
< Date: Sun, 29 Aug 2021 03:45:33 GMT
< Server: Apache/2.4.29 (Ubuntu)
< Transfer-Encoding: chunked
< Content-Type: application/json
<
{"result": "hello cgi"}
Web框架
掌握了Web程序整个工作流程，学习Web框架便会轻松很多。框架应该是加速我们实现业务系统的工具，而不是什么难学的技术。
在上面例子中我们，手动处理了很多输入与输出
# 从环境变量获取请求参数
query_string = get_env("QUERY_STRING")
...
# 输出用户数据到stdout
import json
print ("Content-type:application/json")
print ()
print(json.dumps({
"result":user
}))
假设现在有一个框架think,也许代码便写成了这样
from think import controller
@controller
def get_user_info(user_id):
user = db.query("select * from user where id=?",user_id)
return {
"result": user
}
框架帮我们处理了所有对接CGI协议的工作，实际上，目前流行的框架也确实工作在应用网关协议这一层。
总结
画一个点技能的路线图：
Browser <— HTTP协议 —> Web Server <— 应用网关协议 —> 业务系统(PHP，Python，Java...)
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(前端) (网络协议、路由、DNS) (操作系统、网络编程 、框架设计、编程语言特性、数据库、中间件、并行/并发、分布式...）