白话 Tornado 源码(2):待请求阶段

上篇《白话 Tornado 源码(1):一个脚本引发的血案》用上帝视角多整个框架做了一个概述,同时也看清了web框架的的本质,下面我们从tornado程序的起始来分析其源码。

概述

(配图超大,请点击这里看大图

上图是tornado程序启动以及接收到客户端请求后的整个过程,对于整个过程可以分为两大部分:

  • 启动程序阶段,又称为待请求阶段(上图1、2所有系列和3.0)
  • 接收并处理客户端请求阶段(上图3系列)

简而言之:

1、在启动程序阶段,第一步,获取配置文件然后生成url映射(即:一个url对应一个XXRequestHandler,从而让XXRequestHandler来处理指定url发送的请求);第二步,创建服务器socket对象并添加到epoll中;第三步,创建无线循环去监听epoll。

2、在接收并处理请求阶段,第一步,接收客户端socket发送的请求(socket.accept);第二步,从请求中获取请求头信息,再然后根据请求头中的请求url去匹配某个XXRequestHandler;第三步,匹配成功的XXRequestHandler处理请求;第四步,将处理后的请求发送给客户端;第五步,关闭客户端socket。

本篇的内容主要剖析【启动程序阶段】,下面我们就来一步一步的剖析整个过程,在此阶段主要是有下面重点标注的三个方法来实现。

 一、application = tornado.web.Application([(xxx,xxx)])

执行Application类的构造函数,并传入一个列表类型的参数,这个列表里保存的是url规则和对应的处理类,即:当客户端的请求url可以配置这个规则时,那么该请求就交由对应的Handler去执行。

注意:

  • Handler泛指继承自RequestHandler的所有类
  • Handlers泛指继承自RequestHandler的所有类的集合

 

 

上述代码主要完成了以下功能:加载配置信息和生成url映射,并且把所有的信息封装在一个application对象中。

加载的配置信息包括:

  • 编码和返回方式信息
  • 静态文件路径
  • ui_modules(模版语言中使用,暂时忽略)
  • ui_methods(模版语言中使用,暂时忽略)
  • 是否debug模式运行

以上的所有配置信息,都可以在settings中配置,然后在创建Application对象时候,传入参数即可。如:application = tornado.web.Application([(r”/index”, MainHandler),],**settings)

生成url映射:

  • 将url和对应的Handler添加到对应的主机前缀中,如:safe.index.com、www.auto.com

 封装数据:

将配置信息和url映射关系封装到Application对象中,信息分别保存在Application对象的以下字段中:

  • self.transforms,保存着编码和返回方式信息
  • self.settings,保存着配置信息
  • self.ui_modules,保存着ui_modules信息
  • self.ui_methods,保存这ui_methods信息
  • self.handlers,保存着所有的主机名对应的Handlers,每个handlers则是url正则对应的Handler

二、application.listen(xxx)

第一步操作将配置和url映射等信息封装到了application对象中,而这第二步执行application对象的listen方法,该方法内部又把之前包含各种信息的application对象封装到了一个HttpServer对象中,然后继续调用HttpServer对象的liseten方法。

详细代码:

 

 

备注:stack_context.wrap其实就是对函数进行一下封装,即:函数在不同情况下上下文信息可能不同。

上述代码本质上就干了以下这么四件事:

  1. 把包含了各种配置信息的application对象封装到了HttpServer对象的request_callback字段中
  2. 创建了服务端socket对象
  3. 单例模式创建IOLoop对象,然后将socket对象句柄作为key,被封装了的函数_handle_events作为value,添加到IOLoop对象的_handlers字段中
  4. 向epoll中注册监听服务端socket对象的读可用事件

目前,我们只是看到上述代码大致干了这四件事,而其目的有什么?他们之间的联系又是什么呢?

答:现在不妨先来做一个猜想,待之后再在源码中确认验证是否正确!猜想:通过epoll监听服务端socket事件,一旦请求到达时,则执行3中被封装了的_handle_events函数,该函数又利用application中封装了的各种配置信息对客户端url来指定判定,然后指定对应的Handler处理该请求。

注意:使用epoll创建服务端socket

上述,其实就是利用epoll对象的poll(timeout)方法去轮询已经注册在epoll中的socket句柄,当有读可用的信息时候,则返回包含当前句柄和Event Code的序列,然后在通过句柄对客户端的请求进行处理

三、tornado.ioloop.IOLoop.instance().start()

上一步中创建了socket对象并使得socket对象和epoll建立了关系,该步骤则就来执行epoll的epoll方法去轮询已经注册在epoll对象中的socket句柄,当有读可用信息时,则触发一些操作什么的….

对于上述代码,执行start方法后,程序就进入“死循环”,也就是会一直不停的轮询的去检查是否有请求到来,如果有请求到达,则执行封装了HttpServer类的_handle_events方法和相关上下文的stack_context.wrap(handler)(其实就是执行HttpServer类的_handle_events方法),详细见下篇博文,简要代码如下:

结束

本篇博文介绍了“待请求阶段”的所作所为,简要来说其实就是三件事:其一、把setting中的各种配置以及url和Handler之间的映射关系封装到来application对象中(application对象又被封装到了HttpServer对象的request_callback字段中);其二、结合epoll创建服务端socket;其三、当请求到达时交由HttpServer类的_handle_events方法处理请求,即:处理请求的入口。对于处理请求的详细,请参见下篇博客(客官莫急,加班编写中…)

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