基于Bottle的Python網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用開發(fā)

余斌

摘要：Python語言在網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用開發(fā)中占有重要的位置。Bottle是一個Python網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用開發(fā)微框架。本文以一個簡單日志系統(tǒng)為例，介紹了運(yùn)用Bottle開發(fā)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用基本方法。

關(guān)鍵詞：Python；WSGI；Bottle；網(wǎng)絡(luò)；框架1引言

Python是一種完全面向?qū)ο蟮膭討B(tài)腳本語言。它以強(qiáng)制縮進(jìn)來區(qū)分程序區(qū)塊，代碼可讀性強(qiáng)；采用多種高級數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，應(yīng)用開發(fā)快速高效；擁有豐富、高質(zhì)量的類庫，可滿足各種類型應(yīng)用開發(fā)要求。Python作為一種通用程序設(shè)計(jì)語言，常應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用、科學(xué)計(jì)算、圖像處理等領(lǐng)域。

2Bottle簡述

隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)快速發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用開發(fā)逐漸成為軟件開發(fā)的一個主流方向。早期開發(fā)人員用Python開發(fā)CGI程序，必須手動處理網(wǎng)絡(luò)協(xié)議解析，頁面請求響應(yīng)等細(xì)節(jié)。為了簡化開發(fā)過程，Python定義了Web服務(wù)器網(wǎng)關(guān)接口即WSGI。著名的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用框架有Django，TurboGears，Zope等。它們網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用功能全面，在網(wǎng)絡(luò)開發(fā)中使用十分便捷。

Bottle是一個快速，簡單，輕量級的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用微框架，它只提供請求映射、頁面輸出等必要的功能，而給予開發(fā)者更高靈活性以選擇其它組件實(shí)現(xiàn)額外的功能。Bottle僅由一個文件構(gòu)成，并且不依賴于Python標(biāo)準(zhǔn)庫以外的第三方類庫，保證了該框架的可移植性。Bottle還可以通過插件的形式支持ORM方式數(shù)據(jù)庫訪問，接入其它模板引擎，部署其它符合WSGI標(biāo)準(zhǔn)的WEB服務(wù)器，確保了框架高度可擴(kuò)展性。

3開發(fā)實(shí)例

如圖所示，網(wǎng)絡(luò)用戶通過客戶端向服務(wù)器發(fā)出服務(wù)請求，服務(wù)器根據(jù)請求調(diào)用相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序。網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序通過解析請求地址調(diào)用相應(yīng)方法，該方法通過數(shù)據(jù)庫訪問接口對數(shù)據(jù)庫進(jìn)行操作，并將操作結(jié)果返回網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序。網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用框架決定以何種方式呈現(xiàn)這些數(shù)據(jù)，并通過WEB服務(wù)器發(fā)往客戶端。客戶端接收數(shù)據(jù)，解析HTML代碼，呈現(xiàn)結(jié)果，完成一次完整的服務(wù)請求。結(jié)合網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序的工作過程，我們以一個簡單日志管理系統(tǒng)開發(fā)來介紹基于Bottle的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用開發(fā)流程。

3.1 安裝Bottle

從Bottlepy.org下載Bottle源文件，并將該源文件放置于項(xiàng)目所在的目錄即完成安裝。在聯(lián)網(wǎng)情況下，在控制臺執(zhí)行“easy_install bottle”，亦可自動安裝Bottle。

3.2 配置數(shù)據(jù)庫

在項(xiàng)目目錄下執(zhí)行以下代碼即可創(chuàng)建SQLite3后臺數(shù)據(jù)庫。

$ sqlite3 blog.db < blog.sql

3.3 映射URL

網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用框架最重要的功能是將瀏覽器對服務(wù)器地址的請求映射到Python網(wǎng)絡(luò)程序的方法或者對象上。Bottle利用修飾器@route可靈活配置URL路由。在本應(yīng)用中，@route('/blog')與@route('/blog/page/#[0-9]*#')都映射到blog方法上。瀏覽器請求/blog或類似頁面時(shí)，Bottle將其轉(zhuǎn)接到blog方法上，其中，”/blog”實(shí)現(xiàn)靜態(tài)的路由映射，而”/blog/page/:pageid#[0-9]*#”則利用正則表達(dá)式實(shí)現(xiàn)動態(tài)匹配路由映射。由該方法對以上請求進(jìn)行響應(yīng)。

3.4 方法實(shí)現(xiàn)

現(xiàn)以一個簡單的回調(diào)顯示函數(shù)blog為例說明Python對數(shù)據(jù)庫的操作。該函數(shù)主要是實(shí)現(xiàn)對數(shù)據(jù)庫的查詢并在瀏覽器中顯示查詢結(jié)果。主要代碼如下所示。

首先，連接數(shù)據(jù)庫

conn = sqlite3.connect('blog.db')。

然后，定位數(shù)據(jù)庫當(dāng)前位置

c = conn.cursor()。

接著，在當(dāng)前位置執(zhí)行sql查詢

c.execute("SELECT * FROM blog " )

最后，獲得查詢結(jié)果

results = c.fetchall()。

將查詢結(jié)果作為參數(shù)傳遞給Bottle的模板對象template，框架Bottle即可自動實(shí)現(xiàn)將查詢結(jié)果轉(zhuǎn)發(fā)到WEB服務(wù)器。

對數(shù)據(jù)庫其他操作，如插入，刪除，修改的實(shí)現(xiàn)也都比較類似，在此不再一一贅述。

3.5 瀏覽器輸出

Bottle可通過template(‘templatename,args)方法來調(diào)用其內(nèi)建快速簡潔的模板系統(tǒng)，其中templatename為所調(diào)用的模板名，args為給模板傳入的參數(shù)。模板內(nèi)可用%include語句引入其它模板，也可嵌入Python的for循環(huán)與if - else判斷語句。例如，在模板內(nèi)嵌入以下語句，就可將結(jié)果中的每個項(xiàng)目都輸出到瀏覽器中。

3.6 分頁顯示

當(dāng)查詢數(shù)據(jù)庫的結(jié)果較多時(shí)，一個頁面往往無法容納所有項(xiàng)目。我們可利用SQLite3分頁查詢來實(shí)現(xiàn)較多日志的分頁顯示。如：SELECT * FROM blog LIMIT 5 OFFSET 0，實(shí)現(xiàn)自第1個項(xiàng)目開始取回5個項(xiàng)目。

3.7 表單處理

Bottle用request對象的request.GET.get()方法來獲得瀏覽器的數(shù)據(jù)。如有多個參數(shù)需要獲取，則可以多次調(diào)用request.GET.get()方法來實(shí)現(xiàn)，并對獲取的數(shù)據(jù)可以再進(jìn)行進(jìn)一步的處理。

3.8 其它內(nèi)置工具

Bottle還提供許多內(nèi)置工具，給予程序員在文件上傳，cookies處理，HTTP元數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化功能等方面的許多便利，具體可參考Bottle的API文檔。

4性能測試

將代碼存儲為一個Python腳本文件，如app.py，在控制臺下運(yùn)行該文件，網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序即完成最簡單的部署。為檢驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序性能，我們采用Apache Benchmark在本機(jī)上對應(yīng)用進(jìn)行壓力測試。測試結(jié)果表明，Bottle內(nèi)置單線程WEB服務(wù)器并發(fā)特性不是很好，而當(dāng)部署專門的WEB服務(wù)器后，其并發(fā)響應(yīng)性能有明顯提升。對于數(shù)據(jù)庫訪問并發(fā)度高的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用，選用支持并發(fā)訪問數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)如MySQL，PostgreSQL等可提高網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用穩(wěn)定性。

5結(jié)論

網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用框架作為一種對網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用開發(fā)的封裝，在實(shí)際開發(fā)中大大提高了開發(fā)人員的開發(fā)效率。通過一個日志管理實(shí)例的實(shí)現(xiàn)，我們可以看到利用網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用框架Bottle構(gòu)建內(nèi)容管理系統(tǒng)等基于數(shù)據(jù)庫的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用十分快捷高效。實(shí)驗(yàn)表明，Bottle比較適合輕型網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用開發(fā)，在進(jìn)行相應(yīng)擴(kuò)展以后，Bottle也可具有較好的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)性能。

[參考文獻(xiàn)]

[1]http://bottlepy.org/docs/dev/index.html.

[2]http://www.python.org.

[3]Magnus Lie Hetland Beginning Python:From Novice to Professional [M].USA:Apress,2008.