WSGI，uwsgi，uWSGI梳理

2023-10-06 08:08:10

WSGI，uwsgi，uWSGI梳理

由于项目用的是uWSGI部署，想要了解uWSGI的工作流程，理清其在整个项目中的角色定位。在看了很多所谓技术文章之后脑子越发混沌，但最终在uWSGI的文档中找到了我所需的所有答案。

uWSGI的中文文档的翻译虽然很欢乐，但还是免不了浓重的翻译腔，英文文档的表达更为清晰。

本文涵括

WSGI，uwsgi，uWSGI的关系梳理
uWSGI不同情况下的角色定位
uWSGI所支持的http，WSGI，uwsgi协议用在何处。

定性

WSGI

WSGI规定了web服务器与应用程序如何相互作用，是一种设计规范，也可称为编程接口。

符合这种规范设计的web服务器可称为WSGI server，而符合这种规范设计的应用程序则可以被所有的WSGI server调用运行，例如Django，Flask。

uWSGI

uWSGI就是一种符合WSGI的设计规范的web服务器，支持实现了HTTP, uwsgi等协议，至于用在哪里，后面会涉及到。

uwsgi

uwsgi是uWSGI自己实现的一种传输协议，它用于与nginx，apache等上游服务器通讯，它很大一部分作用是代替http协议与nginx等服务器传输数据。

注意

请注意切勿将uwsgi, uWSGI, WSGI张冠李戴。

概览图

它们之间的关系可以用下图表示

目前看不懂没关系，现在只是看个大概，下面我们从自己实现一个web服务器的角度来理清这些东西究竟是什么，有什么用。

简陋的web服务器

用一下代码可实现最简陋的web服务器

import socket

ip_port = ('127.0.0.1', 80)
back_log = 10
buffer_size = 1024

alldata = "<h1>Hello World</h1>"

def main():
    webserver = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
    webserver.bind(ip_port)
    webserver.listen(back_log)

    while True:
        conn, addr = webserver.accept()
        recvdata = conn.recv(buffer_size)
        conn.sendall(bytes("HTTP/1.1 201 OK\r\n\r\n", "utf-8"))  # 响应头
        conn.sendall(bytes(alldata, "utf-8"))
        conn.close()
        
if __name__ == '__main__':
    main()

这就是一个最简陋的web服务器，但它并没有实际应用意义，它监听本地80端口，接受一个连接后返回一段写好的data。在它身上我们看不到概览图中任何模块的影子。

现在我们开始根据实际需求拓展功能，一点点靠近现实的web服务器。

解析请求数据，处理业务，返回响应，实现http协议支持。

作为web服务器，你应该根据相应请求，做出业务处理，返回响应。

而第一步就是解析请求数据，最后一步则是返回响应，用什么格式解析请求，返回响应呢。目前我们监听的是80端口，毫无疑问，我们与client交流使用的协议是http协议。

那么用伪代码表示如下

......
conn, addr = webserver.accept()
recvdata = conn.recv(buffer_size)
# 根据http协议解析请求数据，获取相应参数
data = parse_request(recvdata)
#根据获取的数据做出相应的处理逻辑
......
......
#返回数据
response_data = ......
#根据http协议处理响应的数据，并通过连接返回。
response = parse_response(response_data)
conn.sendall(bytes("HTTP/1.1 201 OK\r\n\r\n", "utf-8"))  # 响应头
conn.sendall(bytes(alldata, "utf-8"))
conn.close()

如此我们实现了web服务器http协议支持。完成的模块如下图所示。

目前这个服务器至少有了一点实际意义，能通过支持http协议来完成一些业务处理。

业务处理与服务器解耦，使用WSGI规范编写代码。

业务处理逻辑与服务器其他功能分离

现在有更多服务器的项目来临，它们的业务需求不尽相同，但对于服务器来说，监听端口，支持相应协议等功能是必不可少的，本着复用（偷懒）的原则，我们分离web服务器与业务处理逻辑，将业务处理逻辑抽象为一个应用，即app。

服务器解析完请求，将请求数据传入并调用app完成业务处理，app返回响应的数据，服务器再根据协议包装数据返回响应。

那么对于每一个项目，你只需要着力编写app即可。

使用WSGI规范

你的同事也本着复用（偷懒）的原则，想要用你的web服务器调用他的app。但你们事先并没有沟通过，你的服务器与他的app由于参数，调用形式等原因并不兼容。

但如果你们都根据WSGI的规范来编写服务器与app，那么你的web服务器就可以严丝合缝地调用他的app。

WSGI简介

简单看看WSGI如何规范server和app的。

WSGI协议主要包括server和application两部分，server负责接受客户端请求并进行解析，然后将其传入application，客户端处理请求并将响应头和正文返回服务器。

从application的角度来说，它应当是一个可调用的对象（实现了__call__ 函数的方法或者类），它接受两个参数：environ和start_response，其主要作用就是根据server传入的environ字典来生成一个“可迭代的”http报文并返回给server

从server的角度来说，其主要工作是解析http请求，生成一个environ字典并将其传递给可调用的application对象；另外，server还要实现一个start_response函数，其作用是生成响应头，start_response作为参数传入application中并被其调用

其数据流如下

该简介节选自

python从小白到入门：10分钟搞懂WSGI协议

截至目前，我们已完成如下模块

我们这个服务器的功能与uWSGI在uwsgi --http :80 --wsgi-file app.py的模式下运行的功能相似。即对外接受http请求，业务处理，返回http响应。

请注意uWSGI的--http和--http-socket选项是完全不同的工作模式。

--http选项的工作模式下，前者会创建一个额外的进程，转发请求到一系列的worker进程，与apache或者nginx的定位相似，而后者是令worker为原生使用http协议处理请求。

--http-socket会在使用nginx/apache等服务器作为上游服务器的架构中，随后会涉及到。

选择nginx作为上游服务器

uWSGI虽然也能处理静态资源处理，但能力远不如高效的nginx，且生产环境下一般需要其为集群实现负载均衡的功能。所以我们可以选择选择nginx作为上游服务器用作处理静态资源以及实现负载均衡。

那么自然而然地，就能想到直接使用nginx的proxy_pass功能来向uWSGI转发http包。而proxy_pass模式下与uWSGI的沟通是使用http协议的。uWSGI这边，需要用--http-socket模式启动，nginx这边需要设置好代理配置，如此nginx就能向uWSGI转发相应的请求了。

至此，我们已完成如下模块。

开发uwsgi协议代替http协议用以nginx与uWSGI沟通

以nginx的proxy_pass代理http请求给uWSGI的架构，有一个小缺点，就是http解析了两次(nginx与uWSGI各一次)，然后uWSGI就开发出一个uwsgi协议，该协议解析比http解析快，只要上游服务器兼容uwsgi协议，那么上游服务器(如nginx)就可以与uWSGI通过uwsgi协议传输数据。该情况下，http只在上游服务器解析一次，效率更高一点。

当然，这也得上游服务器兼容uwsgi协议才可以，常用的nginx，Apache都兼容uwsgi协议，而Lighttpd则认为uwsgi协议是重复造*，建议使用FastCGI，当然，uWSGI也是支持FastCGI的。

如果要使用uwsgi协议，则需用-socket参数代替--http-socket，上游服务器也应做相应的配置(如nginx要用uwsgi_pass代替proxy_pass)。

最终我们常用的架构为什么如下图一般，就一清二楚了。

如有纰漏，欢迎斧正

参考文献

uWSGI项目文档

码农公寓