鸟瞰Tornado框架的设计模型

缺乏、安全感 2022-05-31 04:59 147阅读 0赞

在深入到模块进行分析之前，首先来看看Tornado的设计[模型][Link 1]。

![2013_11_20_01.png][]

Tornado框架设计模型

从上面的图可以看出，[Tornado][] 不仅仅是一个WEB框架，它还完整地实现了HTTP服务器和客户端，在此基础上提供WEB服务。它可以分为四层：

*  最底层的EVENT层处理IO事件；
 *  TCP层实现了TCP服务器，负责数据传输；
 *  HTTP/HTTPS层基于HTTP协议实现了HTTP服务器和客户端；
 *  最上层为WEB框架，包含了处理器、模板、数据库连接、认证、本地化等等WEB框架需要具备的功能。

理解Tornado的核心框架之后，就能便于我们后续的理解。

面我们看了一些关于 Tornado 的总体框架设计图，还有一些模块设计。比如 [为什么要阅读Tornado的源码？][Tornado 1] 里面的文件组织，真的不少，那么我们应该具体去读哪几个文件呢？

为了方便，约定$root指带tornado的根目录。总的来说，要用 [Tornado][] 完成一个网站的构建，其实主要需要以下几个文件：

*  $root/tornado/web.py
 *  $root/tornado/httpserver.py
 *  $root/tornado/tcpserver.py
 *  $root/tornado/ioloop.py
 *  $root/tornado/iostream.py
 *  $root/tornado/platfrom/epoll.py
 *  $root/app.py

另外可能还需要一些功能库的支持而需要引入的文件就不列举了，比如util和httputil之类的。来看看每个文件的作用。

1.  app.py 是自己写的，内容就如 tornado 的 readme 文档里给的示例一样，定义路由规则和 handler，然后创建 application，发起 server 监听，服务器就算跑起来了。
2.  紧接着就是 web.py。其中定义了 Application 和 RequestHandler 类，在 app.py 里直接就用到了。Application 是个单例，总揽全局路由，创建服务器负责监听，并把服务器传回来的请求进行转发（\_\_call\_\_）。RequestHandler 是个功能很丰富的类，基本上 web 开发需要的它都具备了，比如redirect，flush，close，header，cookie，render（模板），xsrf，etag等等
3.  从 web 跟踪到 httpserver.py 和 tcpserver.py。这两个文件主要是实现 http 协议，解析 header 和 body， 生成request，回调给 appliaction，一个经典意义上的 http 服务器（written in python）。众所周知，这是个很考究性能的一块（IO），所以它和其它很多块都连接到了一起，比如 IOLoop，IOStream，HTTPConnection 等等。这里 HTTPConnection 是实现了 http 协议的部分，它关注 Connection 嘛，这是 http 才有的。至于监听端口，IO事件，读写缓冲区，建立连接之类都是在它的下层--tcp里需要考虑的，所以，tcpserver 才是和它们打交道的地方，到时候分析起来估计很麻烦
4.  先说这个IOStream。顾名思义，就是负责IO的。说到IO，就得提缓冲区和IO事件。缓冲区的处理都在它自个儿类里，IO事件的异步处理就要靠 IOLoop 了。
5.  然后是 [IOLoop][]。如果你用过 select/poll/epoll/libevent 的话，对它的处理模型应该相当熟悉。简言之，就是一个大大的循环，循环里等待事件，然后处理事件。这是开发高性能服务器的常见模型，tornado 的异步能力就是在这个类里得到保证的
6.  最后是 epoll.py。其实这个文件也没干啥，就是声明了一下服务器使用 epoll。选择 select/poll/epoll/kqueue 其中的一种作为事件分发模型，是在 tornado 里自动根据操作系统的类型而做的选择，所以这几种接口是一样的（当然效率不一样），出于简化，直接就epoll吧^\_^
7.  PS。如果你是一个细节控，可能会注意到 tornado 里的回调 callback 函数都不是直接使用的，而是使用 stack\_context.wrap 进行了封装。但据我观察，封装前后没多大差别（指逻辑流程），函数的参数也不变。但根据它代码里的注释，这个封装还是相当有用的：

> Use this whenever saving a callback to be executed later in a different execution context (either in a different thread or asynchronously in the same thread).

所以，我猜，是使用了独有的context来保证在不同环境也能很好的执行。猜测而已，我也没细想，以后有时间再看好，最有用一个简单的流程来做结。

![2013_11_20_02.jpg][]

[Link 1]: http://www.nowamagic.net/academy/tag/%E6%A8%A1%E5%9E%8B
[2013_11_20_01.png]: http://www.nowamagic.net/librarys/images/201311/2013_11_20_01.png
[Tornado]: http://www.nowamagic.net/academy/tag/Tornado
[Tornado 1]: http://www.nowamagic.net/academy/detail/13321002
[IOLoop]: http://www.nowamagic.net/academy/tag/IOLoop
[2013_11_20_02.jpg]: http://www.nowamagic.net/librarys/images/201311/2013_11_20_02.jpg