Tornado-基本入门

发表于 2020-08-06 更新于 2024-08-23 分类于 Python > Python教程 > Tornado 本文字数： 2.1k 阅读时长 ≈ 7 分钟

初识Tornado

什么是Tornado

全称Tornado Web Server，是一种Web服务器软件的开源版本。

特点

作为Web框架，是一个轻量级的Web框架，类似于另一个Python web框架Web.py，其拥有异步非阻塞IO的处理方式
作为Web服务器，Tornado有较为出色的抗负载能力，官方用nginx反向代理的方式部Tornado和其它Python web应用框架进行对比，结果最大浏览量超过第二名近40%

使用场景

用户量大，高并发
大量大HTTP持久连接
- 使用同一个TCP连接来发送和接收多个HTTP请求/应答，而不是为每一个新的请求/应答打开新的连接的方法
- 对于HTTP 1.0，可以在请求的包头(Header）中添加Connection：Keep-Alive=
- 对于HITP 1.1，所有的连接默认都是持久连接

C10K

上面的高并发问题，通常用C10K这一概念来描述。C10K——Concurrentlyhandling ten thousand connections，即并发10000个连接。对于单台服务器而言，根本无法承担，而采用多台服务器分布式又意味着高昂的成本

性能

Tornado在设计之初就考虑到了性能因素，旨在解决C10K问题，这样的设计使得其成为一个拥有非常高性能的解决方案（服务器与框架的集合体)

Tornado与Django对比

Django

Django是走大而全的方向，注重的是高效开发，它最出名的是其全自动化的管理后台：只需要使用起ORM，做简单的对象定义，它就能自动生成数据库结构、以及全功能的管理后台
Django提供的方便，也意味着Django内置的ORM跟框架内的其他模块耦合程度高，应用程序必须使用Django内置的ORM，否则就不能享受到框架内提供的种种基于其ORM的便利
特点
- session功能
- 后台管理
- ORM

Tornado

Tornado走的是少而精的方向，注重的是性能优越，它最出名的是异步非阻塞的设计方式
特点
- HTTP服务器
- 异步编程
- WebSockets

安装Tornado

安装
1
pip install tornado==5.1.1

测试

# tornado的基础web框架
import tornado.web
# tornado的核心IO循环模块，封装了Linux的epoll和BSD的kqueue，是tornado高效的基础
import tornado.ioloop


# 类比Django中的视图，一个业务处理类
class IndexHandler(tornado.web.RequestHandler):
    # 处理get请求的，不能处理post请求
    def get(self, *args, **kwargs):
        # 对应http请求的方法，给浏览器响应信息
        self.write('sunck is a good man!')


if __name__ == '__main__':
    # 实例化一个app对象
    # Application：是tornado web框架的核心应用类，是与服务器的接口
    # 里面保存了路由映射表，有一个listen方法用来创建一个http服务器的实例，并绑定了端口
    app = tornado.web.Application([
        (r'/', IndexHandler)
    ])
    # 绑定监听端口
    # 注意：此时服务器并没有开启监听
    app.listen(8000)
    # IOLoop.current()：返回当前线程的IOloop实例
    # IOLoop.start()：启动IOLoop实例的I/O循环，同时开启了监听
    tornado.ioloop.IOLoop.current().start()

说明
- Tornado应该运行在类Unix平台，在线上部署时为了最佳的性能和扩展性，仅推荐Linux和BSD（因为充分利用Linux的epoll工具和BSD的kqueue工具，是Tornado不依靠多进程/多线程而达到高性能的原因）。
- 对于Mac OS x，虽然也是衍生自BSD并且支持kqueue，但是其网络性能通常不太给力，因此仅推荐用于开发
- 对于Windows，Tornado官方没有提供配置支持，但是也可以运行起来，不过仅推荐在开发中使用

Tornado高效的原理

工作原理

httpserver

`httpserver`对象

import tornado.web
import tornado.ioloop
# 引入httpserver模块
import tornado.httpserver


class IndexHandler(tornado.web.RequestHandler):
    def get(self, *args, **kwargs):
        self.write('sunck is a good man!')


if __name__ == '__main__':
    app = tornado.web.Application([
        (r'/', IndexHandler)
    ])
    # app.listen(8000)
    # 实例化一个HTTP服务器对象
    httpServer = tornado.httpserver.HTTPServer(app)
    # 绑定端口
    httpServer.listen(8000)

    tornado.ioloop.IOLoop.current().start()

单进程与多进程

⚠️注意：tornado服务默认启动的是单进程

开启多个进程

import tornado.web
import tornado.ioloop
# 引入httpserver模块
import tornado.httpserver


class IndexHandler(tornado.web.RequestHandler):
    def get(self, *args, **kwargs):
        self.write('sunck is a good man!')


if __name__ == '__main__':
    app = tornado.web.Application([
        (r'/', IndexHandler)
    ])
    httpServer = tornado.httpserver.HTTPServer(app)
    # httpServer.listen(8000)
    httpServer.bind(8000)
    httpServer.start(4)

    tornado.ioloop.IOLoop.current().start()

说明
- httpServer.bind(port)：将服务器绑定到指定的的端口
- httpServer.start(num)：
  - 默认开启一个进程；
  - 值大于0，创建对应个数子进程
  - 值为None或者小于等于0，开启对应机器硬件的CPU核心数个子进程

补充说明

app.listen(port)：只能在单进程模式中使用
多进程
- 虽然tornado给我们提供了一次性启动多个进程的方式，但是由于一些问题，不建议使用上面方式启动多进程，而是手动启动多个进程，并且还能绑定不同的端口
- ❓问题
  1. 每个子进程都会从父进程中复制一份IOLoop的实例，如果在创建子进程前修改了IOLoop，会影响所有的子进程
  2. 所有的进程都是由一个命令启动的，无法做到在不停止服务的情况下修改代码
  3. 所有进程共享一个端口，想要分别监控很困难

options

tornado为我们提供了一个tornado.options模块
作用：全局参数的定义、存储、转换

基础方法与属性

`tornado.options.define()`

原型

tornado.options.define(
    name: str,
    default: Any = None,
    type: type = None,
    help: str = None,
    metavar: str = None,
    multiple: bool = False,
    group: str = None,
    callback: Callable[[Any], None] = None,
)

功能：用来定义options选项变量的方法
参数
- name：选项变量名，必须保证其唯一性，否则会报options xxx already define in ...
- default：设置选项变量的默认值，默认为None
- type
  - 设置选项变量的类型，从命令行或配置文件导入参数时tornado会根据类型转换输入的值，转换不成会报错，可以是str、float、int、datetime、timedelta
  - 如果没有设置type，会根据default的值进行转换
  - 如果default没有设置，那么不进行转换
- multiple：设置选项变量是否可以为多个值，默认为false
- help：选项变量的帮助提示信息

示例

1 2	tornado.options.define('port', default=8000, type=int) tornado.options.define('list', default=[], type=str)

tornado.options.options
- 全局的options对象，所有定义的选项都会作为该对象的属性

获取参数的方法（3种）

`tornado.options.parse_command_line()`

作用：转换命令行参数，

示例

import tornado.web
import tornado.ioloop
import tornado.httpserver
import tornado.options

# 定义两个参数
tornado.options.define('port', default=8000, type=int)
tornado.options.define('list', default=[], type=str, multiple=True)


class IndexHandler(tornado.web.RequestHandler):
    def get(self, *args, **kwargs):
        self.write('sunck is a good man!')


if __name__ == '__main__':
    # 转换命令行参数，并保存到tornado.options.options
    tornado.options.parse_command_line()
    print('list =', tornado.options.options.list)
    app = tornado.web.Application([
        (r'/', IndexHandler)
    ])
    httpServer = tornado.httpserver.HTTPServer(app)
    # 使用变量的值
    httpServer.bind(tornado.options.options.port)
    httpServer.start(1)

    tornado.ioloop.IOLoop.current().start()

启动

1	python server04.py --port=8848 --list=good,nice,handsome,cool

`tornado.options.parse_config_file(path)`

作用：从配置文件导入参数

示例

import tornado.web
import tornado.ioloop
import tornado.httpserver
import tornado.options

# 定义两个参数
tornado.options.define('port', default=8000, type=int)
tornado.options.define('list', default=[], type=str, multiple=True)


class IndexHandler(tornado.web.RequestHandler):
    def get(self, *args, **kwargs):
        self.write('sunck is a good man!')


if __name__ == '__main__':
    # 转换命令行参数，并保存到tornado.options.options
    tornado.options.parse_config_file('config')
    print('list =', tornado.options.options.list)
    app = tornado.web.Application([
        (r'/', IndexHandler)
    ])
    httpServer = tornado.httpserver.HTTPServer(app)
    # 使用变量的值
    httpServer.bind(tornado.options.options.port)
    httpServer.start(1)

    tornado.ioloop.IOLoop.current().start()

需要创建一个名为config的普通文件
1
2
port = 7000
list = ['good', 'nice', 'handsome']
说明：
1. 书写格式仍需要按照python的语法要求
2. 不支持字典类型
启动
1
python server05.py

最终版本

示例

import tornado.web
import tornado.ioloop
import tornado.httpserver
import config


class IndexHandler(tornado.web.RequestHandler):
    def get(self, *args, **kwargs):
        self.write('sunck is a good man!')


if __name__ == '__main__':
    print('list =', config.options['list'])
    app = tornado.web.Application([
        (r'/', IndexHandler)
    ])
    httpServer = tornado.httpserver.HTTPServer(app)
    # 使用变量的值
    httpServer.bind(config.options['port'])
    httpServer.start(1)

    tornado.ioloop.IOLoop.current().start()

需要创建一个名为config.py的普通文件

# 参数
options = {
    'port': 8080,
    'list': ['good', 'nice', 'handsome']
}

日志

当我们在大马中使用parse_command_line()或者parse_config_file(path)方法时，tornado会默认开启logging模块功能，向屏幕终端输出一些打印信息

关闭日志（2种方法）

在第一行加入tornado.options.options.logging = None

import tornado.web
import tornado.ioloop
import tornado.httpserver
import tornado.options

# 定义两个参数
tornado.options.define('port', default=8000, type=int)
tornado.options.define('list', default=[], type=str, multiple=True)


class IndexHandler(tornado.web.RequestHandler):
    def get(self, *args, **kwargs):
        self.write('sunck is a good man!')


if __name__ == '__main__':
    # 转换命令行参数，并保存到tornado.options.options
    tornado.options.options.logging = None
    tornado.options.parse_config_file('config')
    print('list =', tornado.options.options.list)
    app = tornado.web.Application([
        (r'/', IndexHandler)
    ])
    httpServer = tornado.httpserver.HTTPServer(app)
    # 使用变量的值
    httpServer.bind(tornado.options.options.port)
    httpServer.start(1)

    tornado.ioloop.IOLoop.current().start()

黑屏终端

1	python server04.py --port=8848 --list=good,nice,handsome,cool --logging=none