flask入门五WSGI及其Python实现

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2025-09-14 约 1887 字预计阅读 4 分钟

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flask入门（五）WSGI及其Python实现

WSGI(Web Server Gateway Interface)

WSGI：Python Web 应用（Flask、Django、FastAPI 等）与 Web 服务器（Gunicorn、uWSGI、mod_wsgi 等）之间的标准协议

为什么需要 WSGI？

Nginx / Apache → 负责接收浏览器的 HTTP 请求
Flask / Django → 负责写业务逻辑，返回 HTML/JSON

❌ 问题：Nginx 并不能直接“调用” Python 代码，它只会转发 HTTP 请求
✅ 解决：定义一个“桥梁”—— WSGI 协议

浏览器 ← \leftarrow ←HTT → \to →Nginx/Apache ← \leftarrow ←WSGI → \to →Gunicorn/uWSGI ← \leftarrow ←Python → \to →Flask/Django

WSGI应用本质上是一个Python可调用对象（通常是函数或类的实例），它必须接受两个参数

environ：一个包含请求数据的Python字典
start_response：一个用于发送HTTP状态和头信息的回调函数

这个接口设计得非常简单，只要求Web开发者实现一个函数，就可以响应HTTP请求
WSGI是一个低级接口，许多Python开发者在使用Django、Flask等流行框架时，实际上是在WSGI之上构建应用
最基础的WSGI应用实现

def application(environ, start_response):
    """一个简单的WSGI应用"""
    # 设置HTTP响应状态和头信息
    status = '200 OK'
    headers = [('Content-Type', 'text/plain; charset=utf-8')]
    
    # 调用start_response发送响应头
    start_response(status, headers)
    
    # 获取请求路径
    path = environ.get('PATH_INFO', '').lstrip('/')
    
    # 根据路径返回不同内容
    if path == '':
        return [b'Welcome to WSGI application!']
    elif path == 'hello':
        return [b'Hello, WSGI World!']
    else:
        start_response('404 Not Found', [('Content-Type', 'text/plain')])
        return [b'404 Not Found']

# 运行WSGI服务器
if __name__ == '__main__':
    from wsgiref.simple_server import make_server
    httpd = make_server('', 8000, application)
    print("Serving on port 8000...")
    httpd.serve_forever()

WSGI应用函数：application函数是核心，它接收environ和start_response两个必需参数
environ字典：包含所有请求信息，如HTTP方法、路径、头信息等。可以通过environ.get('PATH_INFO')获取请求路径
start_response函数：用于设置HTTP响应状态和头信息。它需要两个参数：状态字符串（如'200 OK'）和头信息列表（如[('Content-Type', 'text/plain')]）
响应体：必须是一个字节字符串的可迭代对象（通常是列表），如[b'Hello, WSGI!']
WSGI服务器：使用Python标准库中的wsgiref模块创建一个简单的WSGI服务器来运行我们的应用

实际工作流程

当用户访问服务器时，WSGI服务器接收HTTP请求
服务器将请求信息转换为environ字典
服务器调用WSGI应用函数，传入environ和start_response
WSGI应用处理请求，调用start_response设置响应头
WSGI应用返回响应体（字节字符串列表）
服务器将响应发送回客户端

基于WSGI实现的Flask框架

前置知识

Flask框架本身就是构建在WSGI规范之上的，每个Flask应用实例本质上就是一个符合WSGI规范的可调用对象
在Flask内部，Flask类实现了WSGI接口

Flask应用实例是一个可调用对象（实现了__call__方法）
当WSGI服务器调用该实例时，会传入environ和start_response参数 → \to →app(environ, start_response)可以被服务器调用
Flask内部处理请求，生成响应，并返回符合WSGI规范的响应体

基本Flask应用（标准用法）：

from flask import Flask, request

app = Flask(__name__)

@app.route('/')
def home():
    return 'Hello from Flask!'

@app.route('/user/<username>')
def show_user_profile(username):
    return f'User: {username}'

@app.route('/query')
def query_example():
    name = request.args.get('name', 'Guest')
    return f'Hello, {name}!'

if __name__ == '__main__':
    app.run(debug=True, host='0.0.0.0', port=5000)

用 Flask 内置服务器（调试）

python app.py

Flask 内部还是调用 WSGI 接口，只是用内置开发服务器封装了一层
但在生产环境下如果用 nohup python app.py&之类运行，Ctrl+C后台挂起/终端断开/内存不足时进程会挂掉。

方式 B：用原生 WSGI 服务器启动

# wsgi_server.py
from wsgiref.simple_server import make_server
from app import app   # app就是Flask实例，也是WSGI应用

httpd = make_server('', 5000, app)   # 这里app直接当WSGI应用传入
print("Serving Flask on port 5000...")
httpd.serve_forever()

方式 C：用 Gunicorn 启动

gunicorn -w 4 -b 0.0.0.0:5000 app:app

生产环境中的WSGI

在实际生产环境中，我们通常不会使用wsgiref这样的简单服务器，而是使用更强大的WSGI服务器如Gunicorn或uWSGI，它们能处理更多并发请求并提供更好的性能

# 使用Gunicorn运行Flask应用
gunicorn -w 4 -b 0.0.0.0:5000 app:app

gunicorn：启动 Gunicorn 服务器的命令
-w 4：表示 worker 数量，每个 worker 是一个独立的 Python 进程（不是线程），可以并发处理多个请求，多 worker 能更好利用多核 CPU
-b 0.0.0.0:5000：表示绑定地址和端口 → \to →服务地址是 http://服务器IP:5000/
app:app：模块名:应用对象
- 第一个 app → Python 文件名（不带 .py），即 app.py
- 第二个 app → 文件里的 Flask 应用对象

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