Python 开发web服务器,返回HTML页面

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前情篇章

Python 开发Web静态服务器 - 返回固定值:胖子老板,来包槟榔

从上一个篇章的内容中已经完成了使用TCP协议返回HTTP的请求,达到一个返回数据到访问浏览器的效果。

那么本次篇章的需求: 就是返回一个HTML文件到浏览器。

那么该怎么去开发这个功能呢?

大致开发思路

上一篇是通过TCP返回一长串http的数据,分别为 header 和 body 部分。 那么是不是只要读取一个HTML的文件内容,拼接通过body部分进行数据返回。 那么就可以达到访问浏览器获取对应HTML数据的效果呢?

那么还有一个问题,就是访问浏览器的时候的url路径,如何去解析访问哪个html文件呢?

简单来说,就可以使用服务端接受到的url地址,使用正则表达式来解析最后的路径,再根据路径来判断访问哪个html文件。

好了,思路已有,下面就是一步步去实现。

首先回顾一下上一篇的代码

[root@server01 web]# cat server.py 
#coding=utf-8
from socket import *

def handle_client(client_socket):
    """为一个客户端服务"""
    # 接收对方发送的数据
    recv_data = client_socket.recv(1024).decode("utf-8") #  1024表示本次接收的最大字节数
    # 打印从客户端发送过来的数据内容
    #print("client_recv:",recv_data)
    request_header_lines = recv_data.splitlines()
    for line in request_header_lines:
        print(line)
     
    # 返回浏览器数据
    # 设置返回的头信息 header
    response_headers = "HTTP/1.1 200 OK\r\n" # 200 表示找到这个资源
    response_headers += "\r\n" # 空一行与body隔开
    # 设置内容body
    response_body = "<h1>fat boss<h1>\r\n" 
    response_body += "<h2>come on<h2>\r\n" 
    response_body += "<h3>binlang!!!<h3>\r\n" 

    # 合并返回的response数据
    response = response_headers + response_body
    
    # 返回数据给浏览器
    client_socket.send(response.encode("utf-8"))   #转码utf-8并send数据到浏览器
    client_socket.close()

def main():
   # 创建套接字
   server_socket = socket(AF_INET, SOCK_STREAM)
   # 设置当服务器先close 即服务器端4次挥手之后资源能够立即释放,这样就保证了,下次运行程序时 可以立即绑定7788端口
   server_socket.setsockopt(SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, 1)
   # 设置服务端提供服务的端口号
   server_socket.bind(('', 7788))
   # 使用socket创建的套接字默认的属性是主动的,使用listen将其改为被动,用来监听连接
   server_socket.listen(128) #最多可以监听128个连接
   # 开启while循环处理访问过来的请求 
   while True:
      # 如果有新的客户端来链接服务端,那么就产生一个新的套接字专门为这个客户端服务
      # client_socket用来为这个客户端服务
      # server_socket就可以省下来专门等待其他新的客户端连接while True:
      client_socket, clientAddr = server_socket.accept()
      handle_client(client_socket)

if __name__ == "__main__":
   main()
[root@server01 web]# 

运行如下:

准备一个index.html的代码,提供返回浏览器访问

可以到一些建站模板网站下载一份前端代码:

那么下一步将html文件上传到服务器上。

编写读取index.html文件,然后访问浏览器

整体代码如下:

#coding=utf-8
from socket import *

def handle_client(client_socket):
    """为一个客户端服务"""
    # 接收对方发送的数据
    recv_data = client_socket.recv(1024).decode("utf-8") #  1024表示本次接收的最大字节数
    # 打印从客户端发送过来的数据内容
    #print("client_recv:",recv_data)
    request_header_lines = recv_data.splitlines()
    for line in request_header_lines:
        print(line)
     
    # 返回浏览器数据
    # 设置返回的头信息 header
    response_headers = "HTTP/1.1 200 OK\r\n" # 200 表示找到这个资源
    response_headers += "\r\n" # 空一行与body隔开
    # 设置内容body
#    response_body = "<h1>fat boss<h1>\r\n" 
#    response_body += "<h2>come on<h2>\r\n" 
#    response_body += "<h3>binlang!!!<h3>\r\n" 

    # 合并返回的response数据
#    response = response_headers + response_body

    # 读取html文件内容
    file_name = "./html/index.html" # 设置读取的文件路径
    f = open(file_name,"rb") # 以二进制读取文件内容
    response_body = f.read()
    f.close()   

    # 返回数据给浏览器
    client_socket.send(response_headers.encode("utf-8"))   #转码utf-8并send数据到浏览器
    client_socket.send(response_body)   #转码utf-8并send数据到浏览器
    client_socket.close()

def main():
   # 创建套接字
   server_socket = socket(AF_INET, SOCK_STREAM)
   # 设置当服务器先close 即服务器端4次挥手之后资源能够立即释放,这样就保证了,下次运行程序时 可以立即绑定7788端口
   server_socket.setsockopt(SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, 1)
   # 设置服务端提供服务的端口号
   server_socket.bind(('', 7788))
   # 使用socket创建的套接字默认的属性是主动的,使用listen将其改为被动,用来监听连接
   server_socket.listen(128) #最多可以监听128个连接
   # 开启while循环处理访问过来的请求 
   while True:
      # 如果有新的客户端来链接服务端,那么就产生一个新的套接字专门为这个客户端服务
      # client_socket用来为这个客户端服务
      # server_socket就可以省下来专门等待其他新的客户端连接while True:
      client_socket, clientAddr = server_socket.accept()
      handle_client(client_socket)

if __name__ == "__main__":
   main()

执行访问如下:

可以看到浏览器已经显示index.html的内容了,同时还发送了很多的请求到服务端。 但是由于没有请求下载到css和图片等数据内容,所以直接看到一个比较简陋的页面。 那么下一步,就应该使用正则匹配出所有的文件路径,这样的话,就可以返回浏览器关于css、js、image的图片了。

正则匹配请求中的路径,获取对应的文件地址

# IP地址换了不用慌,这是因为我回家了,用家里的演示机了。
[root@server01 web]# python3 server.py 
GET / HTTP/1.1
Host: 192.168.150.128:7788
Connection: keep-alive
Cache-Control: max-age=0
Upgrade-Insecure-Requests: 1
User-Agent: Mozilla/5.0 (Windows NT 10.0; Win64; x64) AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko) Chrome/70.0.3538.110 Safari/537.36
Accept: text/html,application/xhtml+xml,application/xml;q=0.9,image/webp,image/apng,*/*;q=0.8
Accept-Encoding: gzip, deflate
Accept-Language: zh-CN,zh;q=0.9

GET /css/base.css HTTP/1.1
Host: 192.168.150.128:7788
Connection: keep-alive
User-Agent: Mozilla/5.0 (Windows NT 10.0; Win64; x64) AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko) Chrome/70.0.3538.110 Safari/537.36
Accept: text/css,*/*;q=0.1
Referer: http://192.168.150.128:7788/
Accept-Encoding: gzip, deflate
Accept-Language: zh-CN,zh;q=0.9

GET /css/skeleton.css HTTP/1.1
Host: 192.168.150.128:7788
Connection: keep-alive
User-Agent: Mozilla/5.0 (Windows NT 10.0; Win64; x64) AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko) Chrome/70.0.3538.110 Safari/537.36
Accept: text/css,*/*;q=0.1
Referer: http://192.168.150.128:7788/
Accept-Encoding: gzip, deflate
Accept-Language: zh-CN,zh;q=0.9

可以从上面的结果来看,我就是需要匹配出以下的内容:

GET / HTTP/1.1 --> 
GET /index.html HTTP/1.1 ---> index.html
GET /css/base.css HTTP/1.1 ---> css/base.css
GET /css/skeleton.css HTTP/1.1 ---> css/skeleton.css

根据匹配到的文件,然后拼接路径,到html文件路径中去查找文件,再返回浏览器中。 那么先用ipython编写一下正则,匹配一下先。

In [1]: import re 

# [^/] 表示从开头 ^ 匹配到 / 的一个字符,那么就是字符G了
In [7]: re.match(r"[^/]","GET /index.html HTTP/1.1").group()                               
Out[7]: 'G'

# 增加一个 + 号,匹配所有从开头到 / 的字符,那么就是 GET 空格符号
In [8]: re.match(r"[^/]+","GET /index.html HTTP/1.1").group()                              
Out[8]: 'GET '

# 那么匹配多一个 / ,然后后面的 index.html 就是应该从 这里作为开头匹配到中间的空格位置
In [9]: re.match(r"[^/]+/[^ ]*","GET /index.html HTTP/1.1").group()                        
Out[9]: 'GET /index.html'

# 然后去后面那部分作为分组,取第一个分组,就是匹配出来的文件路径了。
In [10]: re.match(r"[^/]+/([^ ]*)","GET /index.html HTTP/1.1").group(1)                    
Out[10]: 'index.html'

In [11]: re.match(r"[^/]+/([^ ]*)","GET /css/base.css HTTP/1.1").group(1)                  
Out[11]: 'css/base.css'

In [12]: re.match(r"[^/]+/([^ ]*)","GET /a/b/c/d/base.css HTTP/1.1").group(1)              
Out[12]: 'a/b/c/d/base.css'

# 当然空格的那里可以使用 \s 来替代也是可以的。
In [13]: re.match(r"[^/]+/([^\s]*)","GET /a/b/c/d/base.css HTTP/1.1").group(1)             
Out[13]: 'a/b/c/d/base.css'

In [14]: re.match(r"[^/]+/([^\s]*)","GET /index.html HTTP/1.1").group(1)                   
Out[14]: 'index.html'

In [15]:    

只要拼接一下html路径,就可以找到对应请求的文件了。

[root@server01 web]# ls
html  server.py
[root@server01 web]# ls ./html/css/base.css
./html/css/base.css
[root@server01 web]# ls ./html/index.html 
./html/index.html
[root@server01 web]# 

下面就是使用上面的正则规则写入代码中,然后找出文件路径了。

运行如下:

好了,打印出了准备正则的内容,那么下面就可以使用正则匹配出文件路径出来。

运行如下:

好了,到了这里就可以先简单得打开对应的文件,返回浏览器即可。

运行如下:

好啦,写到这里基本上也完成的七七八八啦。剩下就是优化以及bug的调整。 那么到底存在有哪些BUG呢?

简单来看看有哪些BUG需要改改

bug: 存在直接访问无路径的请求,导致服务端意外终止

那么修复这个BUG的思路需要做两个时间:

  • 第一,就是当匹配到 / 的时候,需要设置 file_path = index.html
  • 第二,需要给文件打开的内容部分,做一个异常的捕获,避免直接服务端终止

运行测试如下:

好了,到这里基本上大概的功能已经实现了,下一步就是优化服务返回数据的性能。 这方便就是要使用多进程的方式来进行数据返回才能优化了。

这次开发的完整代码如下

[root@server01 web]# cat server.py 
#coding=utf-8
from socket import *
import re

def handle_client(client_socket):
    """为一个客户端服务"""
    # 接收对方发送的数据
    recv_data = client_socket.recv(1024).decode("utf-8") #  1024表示本次接收的最大字节数
    # 打印从客户端发送过来的数据内容
    #print("client_recv:",recv_data)
    request_header_lines = recv_data.splitlines()
    for line in request_header_lines:
        print(line)
     
    # 返回浏览器数据
    # 设置内容body
    # 使用正则匹配出文件路径
    print("------>",request_header_lines[0])
    print("file_path---->","./html/" + re.match(r"[^/]+/([^\s]*)",request_header_lines[0]).group(1))
    ret = re.match(r"[^/]+/([^\s]*)",request_header_lines[0])
    if ret:
       file_path = "./html/" + ret.group(1)
       if file_path == "./html/":
          file_path = "./html/index.html"
       print("file_path *******",file_path)

    try:
       # 设置返回的头信息 header
       response_headers = "HTTP/1.1 200 OK\r\n" # 200 表示找到这个资源
       response_headers += "\r\n" # 空一行与body隔开
       # 读取html文件内容
       file_name = file_path # 设置读取的文件路径
       f = open(file_name,"rb") # 以二进制读取文件内容
       response_body = f.read()
       f.close()   
       # 返回数据给浏览器
       client_socket.send(response_headers.encode("utf-8"))   #转码utf-8并send数据到浏览器
       client_socket.send(response_body)   #转码utf-8并send数据到浏览器
    except:
       # 如果没有找到文件,那么就打印404 not found
       # 设置返回的头信息 header
       response_headers = "HTTP/1.1 404 not found\r\n" # 200 表示找到这个资源
       response_headers += "\r\n" # 空一行与body隔开
       response_body = "<h1>sorry,file not found</h1>"
       response = response_headers + response_body
       client_socket.send(response.encode("utf-8"))

    client_socket.close()

def main():
   # 创建套接字
   server_socket = socket(AF_INET, SOCK_STREAM)
   # 设置当服务器先close 即服务器端4次挥手之后资源能够立即释放,这样就保证了,下次运行程序时 可以立即绑定7788端口
   server_socket.setsockopt(SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, 1)
   # 设置服务端提供服务的端口号
   server_socket.bind(('', 7788))
   # 使用socket创建的套接字默认的属性是主动的,使用listen将其改为被动,用来监听连接
   server_socket.listen(128) #最多可以监听128个连接
   # 开启while循环处理访问过来的请求 
   while True:
      # 如果有新的客户端来链接服务端,那么就产生一个新的套接字专门为这个客户端服务
      # client_socket用来为这个客户端服务
      # server_socket就可以省下来专门等待其他新的客户端连接while True:
      client_socket, clientAddr = server_socket.accept()
      handle_client(client_socket)

if __name__ == "__main__":
   main()
[root@server01 web]# 

有兴趣的朋友可以下载一个建站的模板html来尝试一下,编写一个web服务端。

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