Python实战系列：构建自己的WSGIServer

一个WSGIServer是用于运行WSGI应用程序的服务器。在Python中，我们可以使用内置的 http.server 模块来创建一个Web服务器。然而，对于有些应用程序来说，内置的服务器可能无法满足其需求，这就需要我们自己构建一个WSGIServer。

下面是一个简单的示例，展示了如何构建自己的WSGIServer，并使用一个简单的应用程序进行测试。

首先，我们将创建一个名为 WSGIServer 的类，该类将接收一个WSGI应用程序作为参数，并通过调用应用程序的 __call__ 方法来处理HTTP请求。

import socket
import io
import sys

class WSGIServer:
    def __init__(self, app):
        self.app = app
        self.host = 'localhost'
        self.port = 8000
    
    def serve(self):
        server_socket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
        server_socket.setsockopt(socket.SOL_SOCKET, socket.SO_REUSEADDR, 1)
        server_socket.bind((self.host, self.port))
        server_socket.listen(1)
        print(f'Server running on http://{self.host}:{self.port}/ ...')

        while True:
            client_socket, client_address = server_socket.accept()
            request_data = client_socket.recv(1024).decode('utf-8')
            self.handle_request(client_socket, request_data)

    def handle_request(self, client_socket, request_data):
        headers = request_data.split('\r
')
        request_method, path, http_version = headers[0].split(' ')
        environ = self.get_environ(request_method, path)

        try:
            response_body = self.app(environ, self.start_response)
        except Exception as e:
            response_body = str(e).encode('utf-8')
            self.start_response('500 Internal Server Error', [('Content-Type', 'text/plain')])
        else:
            self.start_response(self.status, self.headers)

        response = self.response_headers + b'\r
' + b'\r
'.join(response_body)
        client_socket.sendall(response)
        client_socket.close()

    def get_environ(self, request_method, path):
        return {
            'REQUEST_METHOD': request_method,
            'PATH_INFO': path,
            'SERVER_NAME': self.host,
            'SERVER_PORT': str(self.port),
        }

    def start_response(self, status, headers):
        server_headers = [
            ('Server', 'WSGIServer'),
        ]
        self.status = status
        self.headers = server_headers + headers
        self.response_headers = self.format_response_headers()

    def format_response_headers(self):
        response_headers = [f'{name}: {value}' for name, value in self.headers]
        return '\r
'.join(response_headers).encode('utf-8')

在上述代码中，WSGIServer 类的构造函数接收一个WSGI应用程序作为参数，并设置服务器的主机地址和端口号。serve 方法使用了Python的 socket 模块来创建一个TCP服务器并启动循环，用于处理客户端的请求。handle_request 方法用于处理每个HTTP请求，并将处理结果返回给客户端。

get_environ 方法用于从HTTP请求中提取必要的环境变量信息，并将其传递给WSGI应用程序。start_response 方法用于设置响应的状态码和头部信息，并将其存储在实例变量中。format_response_headers 方法用于将响应的头部信息格式化为字节数组。

接下来，让我们使用一个简单的应用程序来测试我们的 WSGIServer。我们将创建一个名为 app 的函数，并在其中定义一个简单的路由表，根据URL路径不同返回不同的内容。

def app(environ, start_response):
    path = environ['PATH_INFO']
    if path == '/':
        status = '200 OK'
        headers = [('Content-Type', 'text/html')]
        response_body = b'<h1>Hello, World!</h1>'
    else:
        status = '404 Not Found'
        headers = [('Content-Type', 'text/html')]
        response_body = b'404 Not Found'

    start_response(status, headers)
    return [response_body]

在上述代码中，app 函数接收两个参数 environ 和 start_response，前者是一个字典，包含了HTTP请求的相关信息，如请求方法、路径等。后者是一个函数，用于设置HTTP响应的状态码和头部信息。

最后，我们可以通过创建一个 WSGIServer 实例并调用其 serve 方法来启动服务器。在浏览器中访问 http://localhost:8000/，你将会看到一个简单的 "Hello, World!" 页面。

if __name__ == '__main__':
    http_server = WSGIServer(app)
    http_server.serve()

在这个示例中，我们使用了Python的 socket 编程来创建一个简单的WSGIServer，并使用一个简单的应用程序进行测试。这只是一个基本的实现，当然还可以根据需要进行更多的扩展和优化。