先来看一个简单的示例：

#!/usr/bin/env  python#coding:utf8 import socket  def run():    sock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)    sock.bind(('127.0.0.1',8008))    sock.listen(5)         while True:        connection,address = sock.accept()        handle_request(connection)        connection.close()     def handle_request(client):    but = client.recv(1024)    client.send("HTTP/1.1 200 OK \r\n\r\n")    client.send("Hello everyone!")     if __name__ == "__main__":    run()

 

上述分析：

　　1、浏览器其实就是一个socket客户端，而web应用其实就是一个socket服务端，并且web应用在服务器上一直在监听某个端口。

　　2、当浏览器请求某个web应用时，需要指定服务器的IP（DNS解析）和端口建立一个socket连接。

　　3、建立链接后，web应用根据请求的不同，给用户返回相应的数据。

　　4、断开socket连接。（之所以说http是短链接，其实就是因为每次请求完成后，服务器就会断开socket链接）

　　对于Web框架来说，一般分为两类，其中一类则是包含上述 4部分 内容的框架，另外一类就是只包含 第3部分 功能的框架。tornado就是一中属于前者的框架。tornado 是一个基于 Python 开发的web框架，较其他 Web 框架的区别是：采用了非阻塞的方式和对epoll的应用。这意味着对于实时 Web 服务来说，Tornado 是一个理想的 Web 框架。

 

tornado经典官网DEMO

import tornado.ioloopimport tornado.web  class MainHandler(tornado.web.RequestHandler):    def get(self):        self.write("Hello, world")  application = tornado.web.Application([    (r"/index", MainHandler),])  if __name__ == "__main__":    application.listen(8888)    tornado.ioloop.IOLoop.instance().start()

运行该脚本，依次执行：

• 创建一个Application对象，并把一个正则表达式'/'和类名MainHandler传入构造函数：tornado.web.Application(...)　　

• 执行Application对象的listen(...)方法，即：application.listen(8888)

• 执行IOLoop类的类的 start() 方法，即：tornado.ioloop.IOLoop.instance().start()

整个过程其实就是在创建一个socket服务端并监听8888端口，当请求到来时，根据请求中的url和请求方式（post、get或put等）来指定相应的类中的方法来处理本次请求，在上述demo中只为url为http://127.0.0.1:8888/index的请求指定了处理类MainHandler。所以，在浏览器上访问：http://127.0.0.1:8888/index，则服务器给浏览器就会返回 Hello,world ，否则返回 404: Not Found（tornado内部定义的值）， 即完成一次http请求和响应。

 

tornado处理请求的步骤大体可以分为两个部分：启动程序阶段和处理请求阶段

1、在启动程序阶段，第一步，获取配置文件然后生成url映射（即：一个url对应一个XXRequestHandler，从而让XXRequestHandler来处理指定url发送的请求）；第二步，创建服务器socket对象并添加到epoll中；第三步，创建无线循环去监听epoll。

2、在接收并处理请求阶段，第一步，接收客户端socket发送的请求（socket.accept）；第二步，从请求中获取请求头信息，再然后根据请求头中的请求url去匹配某个XXRequestHandler；第三步，匹配成功的XXRequestHandler处理请求；第四步，将处理后的请求发送给客户端；第五步，关闭客户端socket。

启动程序阶段：

    1、执行Application类的构造函数，并传入一个列表类型的参数，这个列表里保存的是url规则和对应的处理类，即：当客户端的请求url可以配置这个规则时，那么该请求就交由对应的Handler（继承自RequestHandler的所有类）去执行。

Application.__init__:

 

class Application(object):        def __init__(self, handlers=None, default_host="", transforms=None,wsgi=False, **settings):            #设置响应的编码和返回方式，对应的http相应头：Content-Encoding和Transfer-Encoding        #Content-Encoding:gzip 表示对数据进行压缩，然后再返回给用户，从而减少流量的传输。        #Transfer-Encoding:chunck 表示数据的传送方式通过一块一块的传输。        if transforms is None:            self.transforms = []                        if settings.get("gzip"):                self.transforms.append(GZipContentEncoding)            self.transforms.append(ChunkedTransferEncoding)                else:            self.transforms = transforms        #将参数赋值为类的变量        self.handlers = []        self.named_handlers = {}        self.default_host = default_host        self.settings = settings                #ui_modules和ui_methods用于在模版语言中扩展自定义输出        #这里将tornado内置的ui_modules和ui_methods添加到类的成员变量self.ui_modules和self.ui_methods中        self.ui_modules = {
   'linkify': _linkify,                                                      'xsrf_form_html': _xsrf_form_html,                                                      'Template': TemplateModule,                           }        self.ui_methods = {}        self._wsgi = wsgi                #获取获取用户自定义的ui_modules和ui_methods，并将他们添加到之前创建的成员变量self.ui_modules和self.ui_methods中        self._load_ui_modules(settings.get("ui_modules", {}))        self._load_ui_methods(settings.get("ui_methods", {}))                         #设置静态文件路径，设置方式则是通过正则表达式匹配url，让StaticFileHandler来处理匹配的url        if self.settings.get("static_path"):                        #从settings中读取key为static_path的值，用于设置静态文件路径            path = self.settings["static_path"]                        #获取参数中传入的handlers，如果空则设置为空列表            handlers = list(handlers or [])                        #静态文件前缀，默认是/static/            static_url_prefix = settings.get("static_url_prefix","/static/")                        #在参数中传入的handlers前再添加三个映射：            #【/static/.*】            -->  StaticFileHandler            #【/(favicon\.ico)】    -->  StaticFileHandler            #【/(robots\.txt)】        -->  StaticFileHandler            handlers = [                (re.escape(static_url_prefix) + r"(.*)", StaticFileHandler,dict(path=path)),                (r"/(favicon\.ico)", StaticFileHandler, dict(path=path)),                (r"/(robots\.txt)", StaticFileHandler, dict(path=path)),            ] + handlers                #执行本类的Application的add_handlers方法        #此时，handlers是一个列表，其中的每个元素都是一个对应关系，即：url正则表达式和处理匹配该正则的url的Handler        if handlers: self.add_handlers(".*$", handlers)                # Automatically reload modified modules        #如果settings中设置了 debug 模式，那么就使用自动加载重启        if self.settings.get("debug") and not wsgi:                        import autoreload            autoreload.start()

 2、Application.add_Handlers:

class Application(object):        def add_handlers(self, host_pattern, host_handlers):                #如果主机模型最后没有结尾符，那么就为他添加一个结尾符。        if not host_pattern.endswith("$"):            host_pattern += "$"        handlers = []                #对主机名先做一层路由映射，例如：http://www.5ihouse.com 和 http://safe.5ihouse.com        #即：safe对应一组url映射，www对应一组url映射，那么当请求到来时，先根据它做第一层匹配，之后再继续进入内部匹配。         #对于第一层url映射来说，由于.*会匹配所有的url，所将 .* 的永远放在handlers列表的最后，不然 .* 就会先匹配了...        #re.complie是编译正则表达式，以后请求来的时候只需要执行编译结果的match方法就可以去匹配了        if self.handlers and self.handlers[-1][0].pattern == '.*$':            self.handlers.insert(-1, (re.compile(host_pattern), handlers))                else:            self.handlers.append((re.compile(host_pattern), handlers))                #遍历我们设置的和构造函数中添加的【url->Handler】映射，将url和对应的Handler封装到URLSpec类中(构造函数中会对url进行编译)        #并将所有的URLSpec对象添加到handlers列表中，而handlers列表和主机名模型组成一个元祖，添加到self.Handlers列表中。        for spec in host_handlers:                        if type(spec) is type(()):                                assert len(spec) in (2, 3)                pattern = spec[0]                handler = spec[1]                                if len(spec) == 3:                    kwargs = spec[2]                                else:                    kwargs = {}                spec = URLSpec(pattern, handler, kwargs)            handlers.append(spec)                        if spec.name:                            #未使用该功能，默认spec.name = None                if spec.name in self.named_handlers:                    logging.warning("Multiple handlers named %s; replacing previous value",spec.name)                self.named_handlers[spec.name] = spec

3、URLspec：

class URLSpec(object):        def __init__(self, pattern, handler_class, kwargs={}, name=None):                if not pattern.endswith('$'):            pattern += '$'        self.regex = re.compile(pattern)        self.handler_class = handler_class        self.kwargs = kwargs        self.name = name        self._path, self._group_count = self._find_groups()

上述三个步骤主要完成了：

    1、静态文件路径设置

    2、ui_modules和ui_methods(模板语言中使用)

    3、是否debug模式运行

    4、生成URL映射 

    5、封装数据，将配置信息和url映射关系封装到Application对象中

     6、保存编码和返回方式信息（self.transforms）

    7、self.settings 保存配置信息

      8、self.Handler 保存着所有的主机名对应的Handlers，每个handlers则是url正则对应的Handler

 

以上为application = tornado.web.Application([(r"/index",MainHandler),])完成的工作

 

   4、application.listen(8888)

    1-3步的操作将配置和url映射等信息封装到了application对象中，而这第二步执行application对象的listen方法，该方法内部又把之前包含各种信息的application对象封装到了一个HttpServer对象中，然后继续调用HttpServer对象的liseten方法。

class Application(object):        #创建服务端socket，并绑定IP和端口并添加相应设置，注：未开始通过while监听accept，等待客户端连接        def listen(self, port, address="", **kwargs):        from tornado.httpserver import HTTPServer        server = HTTPServer(self, **kwargs)        server.listen(port, address)

5、HTTPServer类代码

class HTTPServer(object):        def __init__(self, request_callback, no_keep_alive=False, io_loop=None,xheaders=False, ssl_options=None):                #Application对象        self.request_callback = request_callback                #是否长连接        self.no_keep_alive = no_keep_alive                #IO循环        self.io_loop = io_loop        self.xheaders = xheaders                #Http和Https        self.ssl_options = ssl_options        self._socket = None        self._started = False        def listen(self, port, address=""):        self.bind(port, address)        self.start(1)        def bind(self, port, address=None, family=socket.AF_UNSPEC):                assert not self._socket                #创建服务端socket对象，IPV4和TCP连接        self._socket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM, 0)        flags = fcntl.fcntl(self._socket.fileno(), fcntl.F_GETFD)        flags |= fcntl.FD_CLOEXEC        fcntl.fcntl(self._socket.fileno(), fcntl.F_SETFD, flags)                #配置socket对象        self._socket.setsockopt(socket.SOL_SOCKET, socket.SO_REUSEADDR, 1)        self._socket.setblocking(0)                #绑定IP和端口                self._socket.bind((address, port))                #最大阻塞数量        self._socket.listen(128)        def start(self, num_processes=1):                assert not self._started        self._started = True                if num_processes is None or num_processes <= 0:            num_processes = _cpu_count()                if num_processes > 1 and ioloop.IOLoop.initialized():            logging.error("Cannot run in multiple processes: IOLoop instance "                          "has already been initialized. You cannot call "                          "IOLoop.instance() before calling start()")            num_processes = 1                #如果进程数大于1        if num_processes > 1:            logging.info("Pre-forking %d server processes", num_processes)                        for i in range(num_processes):                                if os.fork() == 0:                                        import random                                        from binascii import hexlify                                        try:                                            # If available, use the same method as                        # random.py                        seed = long(hexlify(os.urandom(16)), 16)                                        except NotImplementedError:                                                # Include the pid to avoid initializing two                        # processes to the same value                        seed(int(time.time() * 1000) ^ os.getpid())                    random.seed(seed)                    self.io_loop = ioloop.IOLoop.instance()                    self.io_loop.add_handler(                        self._socket.fileno(), self._handle_events,                        ioloop.IOLoop.READ)                                        return            os.waitpid(-1, 0)                #进程数等于1，默认        else:                        if not self.io_loop:                                #设置成员变量self.io_loop为IOLoop的实例，注：IOLoop使用methodclass完成了一个单例模式                self.io_loop = ioloop.IOLoop.instance()                            #执行IOLoop的add_handler方法，将socket句柄、self._handle_events方法和IOLoop.READ当参数传入                            self.io_loop.add_handler(self._socket.fileno(),                                     self._handle_events,                                     ioloop.IOLoop.READ)         def _handle_events(self, fd, events):                 while True:                         try:                                 #====important=====#                 connection, address = self._socket.accept()                         except socket.error, e:                                 if e.args[0] in (errno.EWOULDBLOCK, errno.EAGAIN):                                         return                raise            if self.ssl_options is not None:                                assert ssl, "Python 2.6+ and OpenSSL required for SSL"                try:                                        #====important=====#                    connection = ssl.wrap_socket(connection,server_side=True,do_handshake_on_connect=False,**self.ssl_options)                                    except ssl.SSLError, err:                                        if err.args[0] == ssl.SSL_ERROR_EOF:                                                return connection.close()                                        else:                                                raise                except socket.error, err:                                        if err.args[0] == errno.ECONNABORTED:                                                return connection.close()                                        else:                                                raise            try:                                if self.ssl_options is not None:                    stream = iostream.SSLIOStream(connection, io_loop=self.io_loop)                                else:                    stream = iostream.IOStream(connection, io_loop=self.io_loop)                                    #====important=====#                                    HTTPConnection(stream, address, self.request_callback,self.no_keep_alive, self.xheaders)             except:                logging.error("Error in connection callback", exc_info=True)

 6、IOloop类代码：

class IOLoop(object):        # Constants from the epoll module    _EPOLLIN = 0x001    _EPOLLPRI = 0x002    _EPOLLOUT = 0x004    _EPOLLERR = 0x008    _EPOLLHUP = 0x010    _EPOLLRDHUP = 0x2000    _EPOLLONESHOT = (1 << 30)    _EPOLLET = (1 << 31)        # Our events map exactly to the epoll events    NONE = 0    READ = _EPOLLIN    WRITE = _EPOLLOUT    ERROR = _EPOLLERR | _EPOLLHUP | _EPOLLRDHUP        def __init__(self, impl=None):        self._impl = impl or _poll()                if hasattr(self._impl, 'fileno'):            self._set_close_exec(self._impl.fileno())        self._handlers = {}        self._events = {}        self._callbacks = []        self._timeouts = []        self._running = False        self._stopped = False        self._blocking_signal_threshold = None                # Create a pipe that we send bogus data to when we want to wake        # the I/O loop when it is idle        if os.name != 'nt':              r, w = os.pipe()            self._set_nonblocking(r)            self._set_nonblocking(w)            self._set_close_exec(r)            self._set_close_exec(w)            self._waker_reader = os.fdopen(r, "rb", 0)            self._waker_writer = os.fdopen(w, "wb", 0)                else:            self._waker_reader = self._waker_writer = win32_support.Pipe()            r = self._waker_writer.reader_fd        self.add_handler(r, self._read_waker, self.READ)     @classmethod        def instance(cls):                if not hasattr(cls, "_instance"):   #单例模式            cls._instance = cls()                return cls._instance            def add_handler(self, fd, handler, events):            """Registers the given handler to receive the given events for fd."""        self._handlers[fd] = stack_context.wrap(handler)        self._impl.register(fd, events | self.ERROR)

上述代码本质上就干了以下这么四件事：

1. 把包含了各种配置信息的application对象封装到了HttpServer对象的request_callback字段中

2. 创建了服务端socket对象

3. 单例模式创建IOLoop对象，然后将socket对象句柄作为key，被封装了的函数_handle_events作为value，添加到IOLoop对象的_handlers字段中

4. 向epoll中注册监听服务端socket对象的读可用事件

目前，我们只是看到上述代码大致干了这四件事，而其目的有什么？他们之间的联系又是什么呢？

答：现在不妨先来做一个猜想，待之后再在源码中确认验证是否正确！猜想：通过epoll监听服务端socket事件，一旦请求到达时，则执行3中被封装了的_handle_events函数，该函数又利用application中封装了的各种配置信息对客户端url来指定判定，然后指定对应的Handler处理该请求。