深入理解 nova-api 的 WSGI

本文是 理解 WSGI 框架 的下篇,重点介绍 WSGI 框架下一些常用的 python module,并使用这些 module 编写一个类似 nova-api 里 WSGI 的简单样例,最后分析 nova 是如何使用这些 module 构建其 WSGI 框架。

  • eventlet: python 的高并发网络库
  • paste.deploy: 用于发现和配置 WSGI application 和 server 的库
  • routes: 处理 http url mapping 的库

Eventlet

Eventlet 是一个基于协程的 Python 高并发网络库,和上篇文章所用的 wsgiref 相比,它具有更强大的功能和更好的性能,OpenStack 大量的使用 eventlet 以提供并发能力。它具有以下特点:

  • 使用 epoll、kqueue 或 libevent 等 I/O 复用机制,对于非阻塞 I/O 具有良好的性能
  • 基于协程(Coroutines),和进程、线程相比,其切换开销更小,具有更高的性能
  • 简单易用,特别是支持采用同步的方式编写异步的代码

Eventlet.wsgi

Eventlet WSGI 简单易用,数行代码即可实现一个基于事件驱动的 WSGI server。本例主要使用了 eventlet.wsgi.server 函数:

该函数的参数众多,重点介绍以下 2 个参数:

  • sock: 即 TCP Socket,通常由 eventlet.listen(‘IP’, PORT) 实现
  • site: WSGI 的 application

回顾上篇文章内容,本例采用 callable 的 instance 实现一个 WSGI application,利用 eventlet.server 构建 WSGI server,如下:

Eventlet.spawn

Eventlet.spawn 基于 greenthread,它通过创建一个协程来执行函数,从而提供并发处理能力。

加入该函数后,样例如下:


Paste.deploy

Paste.deploy 是一个用户发现和配置 WSGI server 和 application 的 python 库,它定义简洁的 loadapp 函数,用于从配置文件或者 python egg 中加载 WSGI 应用,它仅关注 application 的入口,不关心 application 的内部细节。

Paste.deploy 通常要求 application 实现一个 factory 的类方法,如下:

配置文件的规则请参考官网介绍,相应的配置文件如下,其中 app:animal 给出了 application 的入口,pipeline:animal_pipeline 用于配置 WSGI middleware。

现在我们新增一个 IPBlackMiddleware,用于限制某些 IP:

相关配置文件:


Route

Routes 是基于 ruby on railsroutes system 开发的 python 库,它根据 http url 把请求映射到具体的方法,routes 简单易用,可方便的构建 Restful 风格的 url。

本例增加 CatController 和 DogController,对于 url_path 为 cats 的 HTTP 请求,映射到 CatController 处理,对于 url_path 为 dogs 的 HTTP 请求,映射到 DogController 处理,最终样例如下:

测试如下:


WSGI In Nova-api

WSGI Server

Nova-api(nova/cmd/api.py) 服务启动时,初始化 nova/wsgi.py 中的类 Server,建立了 socket 监听 IP 和端口,再由 eventlet.spawn 和 eventlet.wsgi.server 创建 WSGI server:

Application Side & Middleware

Application 的加载由 nova/wsgi.py 的类 Loader 完成,Loader 的 load_app 方法调用了 paste.deploy.loadapp 加载了 WSGI 的配置文件 /etc/nova/api-paste.ini:

配置文件 api-paste.ini 如下所示,我们通常使用 v2 API,即 composite:openstack_compute_api_v2,也通常使用 keystone 做认证,即 keystone = faultwrap sizelimit authtoken keystonecontext ratelimit osapi_compute_app_v2,从 fautlwrap 到 ratelimit 均是 middleware,我们也可根据需求增加某些 middleware。

Routes

在 nova/api/openstack/compute/__init__.py 定义了类 APIRouter,它定义了各种 url 和 controller 之间的映射关系,最终由 nova/wsgi.py 的类 Router 加载这些 mapper。

nova/wsgi.py 中的 Router class 如下:

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