在Python Web开发中，我们一般使用Flask、Django等web框架来开发应用程序，生产环境中将应用部署到Apache、Nginx等web服务器时，还需要uWSGI或者Gunicorn。一个完整的部署应该类似这样：
Web Server(Nginx、Apache) <-----> WSGI server(uWSGI、Gunicorn) <-----> App(Flask、Django)
要弄清这些概念之间的关系，就需要先理解WSGI协议。
WSGI是什么WSGI的全称是Python Web Server Gateway Interface，WSGI不是web服务器，python模块，或者web框架以及其它任何软件，它只是一种规范，描述了web server如何与web application进行通信的规范。PEP-3333有关于WSGI的具体定义。
为什么需要WSGI我们使用web框架进行web应用程序开发时，只专注于业务的实现，HTTP协议层面相关的事情交于web服务器来处理，那么，Web服务器和应用程序之间就要知道如何进行交互。有很多不同的规范来定义这些交互，最早的一个是CGI，后来出现了改进CGI性能的FasgCGI。Java有专用的Servlet规范，实现了Servlet API的Java web框架开发的应用可以在任何实现了Servlet API的web服务器上运行。WSGI的实现受Servlet的启发比较大。
WSGI的实现在WSGI中有两种角色：一方称之为server或者gateway, 另一方称之为application或者framework。application可以提供一个可调用对象供server调用。server先收到用户的请求，然后调用application提供的可调用对象，调用的结果会被封装成HTTP响应后发送给客户端。
The Application/Framework SideWSGI对application的要求有3个：
- 实现一个可调用对象
- 可调用对象接收两个参数，environ（一个dict，包含WSGI的环境信息）与start_response（一个响应请求的函数）
- 返回一个iterable可迭代对象
可调用对象可以是一个函数、类或者实现了__call__方法的类实例。
environ和start_response由server方提供。
environ是包含了环境信息的字典。
start_response也是一个callable，接受两个必须的参数，status(HTTP状态)和response_headers(响应消息的头)，可调用对象返回前调用start_response。
下面是实现简application的代码：
HELLO_WORLD = b"Hello world!\n"
def simple_app(environ, start_response):
"""Simplest possible application object"""
status = '200 OK'
response_headers = [('Content-type', 'text/plain')]
start_response(status, response_headers)
return [HELLO_WORLD]
class AppClass:
def __init__(self, environ, start_response):
self.environ = environ
self.start = start_response
def __iter__(self):
status = '200 OK'
response_headers = [('Content-type', 'text/plain')]
self.start(status, response_headers)
yield HELLO_WORLD
代码分别用函数与类对application的可调用对象进行了实现。类实现中定义了__iter__方法，返回的类实例就变为了iterable可迭代对象。
我们也可以用定义了__call__方法的类实例做一下实现：
class AppClass:
def __call__(self, environ, start_response):
status = '200 OK'
response_headers = [('Content-type', 'text/plain')]
start_response(status, response_headers)
return [HELLO_WORLD]
The Server/Gateway Sideserver要做的是每次收到HTTP请求时，调用application可调用对象，pep文档代码:
import os, sys
enc, esc = sys.getfilesystemencoding(), 'surrogateescape'
def unicode_to_wsgi(u):
# Convert an environment variable to a WSGI "bytes-as-unicode" string
return u.encode(enc, esc).decode('iso-8859-1')
def wsgi_to_bytes(s):
return s.encode('iso-8859-1')
def run_with_cgi(application):
environ = {k: unicode_to_wsgi(v) for k,v in os.environ.items()}
environ['wsgi.input'] = sys.stdin
environ['wsgi.errors'] = sys.stderr
environ['wsgi.version'] = (1, 0)
environ['wsgi.multithread'] = False
environ['wsgi.multiprocess'] = True
environ['wsgi.run_once'] = True
if environ.get('HTTPS', 'off') in ('on', '1'):
environ['wsgi.url_scheme'] = 'https'
else:
environ['wsgi.url_scheme'] = 'http'
headers_set = []
headers_sent = []
def write(data):
out = sys.stdout
if not headers_set:
raise AssertionError("write() before start_response()")
elif not headers_sent:
# Before the first output, send the stored headers
status, response_headers = headers_sent[:] = headers_set
out.write(wsgi_to_bytes('Status: %s\r\n' % status))
for header in response_headers:
out.write(wsgi_to_bytes('%s: %s\r\n' % header))
out.write(wsgi_to_bytes('\r\n'))
out.write(data)
out.flush()
def start_response(status, response_headers, exc_info=None):
if exc_info:
try:
if headers_sent:
# Re-raise original exception if headers sent
raise exc_info[1].with_traceback(exc_info[2])
finally:
exc_info = None # avoid dangling circular ref
elif headers_set:
raise AssertionError("Headers already set!")
headers_set[:] = [status, response_headers]
# Note: error checking on the headers should happen here,
# *after* the headers are set. That way, if an error
# occurs, start_response can only be re-called with
# exc_info set.
return write
result = application(environ, start_response)
try:
for data in result:
if data: # don't send headers until body appears
write(data)
if not headers_sent:
write('') # send headers now if body was empty
finally:
if hasattr(result, 'close'):
result.close()
代码中server组装了environ，定义了start_response函数，将两个参数提供给application并且调用，最后输出HTTP响应的status、header和body:
if __name__ == '__main__':
run_with_cgi(simple_app)
输出：
Status: 200 OK
Content-type: text/plain
Hello world!
environenviron字典包含了一些CGI规范要求的数据，以及WSGI规范新增的数据，还可能包含一些操作系统的环境变量以及Web服务器相关的环境变量，具体见。