Python编程 VIII HTTP服务

网络与应用层

从服务处理的角度来看，网络的核心目的在于通过协议控制，实现请求端与服务端之间数据的完整交互。

对请求端和服务端而言，中间层的报文封装、转发、路由等行为是不可感知的。网络层和传输层共同构建了一个抽象的“一致交互环境”，使得远端传输的数据能够被“原封不动地”接收并存储到本地缓存，供应用逻辑处理。

正因为中间网络的不可见性与“穿透性”，网络层与传输层的协议设计更强调通用性与可靠性。它们的关注点在于数据的可靠传递与顺序控制，而不是数据的具体内容，因此协议结构通常具有严格的头部格式与字段定义，以保证设备间的互通与协议的一致性。

相较之下，应用层协议更关注的是“如何处理数据”。它所需考虑的，是服务需要哪些输入字段、输出以何种格式表达。因而，应用层协议具备更强的灵活性与语义扩展性，核心是围绕字段的定义、解析与业务映射，完成服务端与请求端的语义协同。

网络层和传输层协议通常强调字段的控制意义和状态管理功能，例如通过设置特定位（如 TCP 的 SYN、ACK、FIN）来标识连接状态或数据传输的阶段，以及通过 IP 层的 TTL、标志位等控制报文的转发行为。

相比之下，应用层协议更强调字段的语义描述性，即字段用于表达请求的操作类型、参数内容或格式要求，具体的状态（如会话是否有效、登录是否成功）通常由客户端和服务端通过各自的逻辑来维护。应用层字段本身通常不维护传输状态，而是作为触发状态变化或状态校验的依据。

HTTP

HTTP协议是什么？

HTTP 是一种基于请求-响应模式的应用层协议，客户端通过构建结构化的请求报文（包括请求方法、资源路径、请求头和可选的请求体）来描述其访问意图，服务端根据这些信息进行解析、路由、处理，并生成结构化的响应返回。

请求

HTTP请求包含三部分

1.请求行：说明请求类型（GET、POST 等）、资源路径和协议版本。

请求行描述了 请求的资源对象，以及请求的方法。

2.请求头：携带客户端环境、请求意图、身份验证、缓存规则等元数据。

请求头描述了一些交互的控制信息，

3.请求体（可选）：例如 POST 请求中发送的数据。

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请求示例

GET /index.html HTTP/1.1
Host: [www.example.com](http://www.example.com/)
User-Agent: MyBrowser/2.0
Connection: keep-alive
Accept: text/html
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响应示例 

HTTP/1.1 200 OK
Content-Type: text/html
Content-Length: 75
Cache-Control: max-age=3600
Connection: keep-alive

<html>
<body>
<h1>Hello, HTTP/1.1!</h1>
</body>
</html>

Python的HTTP实现示例

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import socket

HOST = '127.0.0.1'   # 监听所有地址
PORT = 4623       # 监听端口
PATH_ROUTE = {}
def path_add(path_name):
    def wapper(func) :
        PATH_ROUTE[path_name] = func
    return wapper

@path_add("/home")
def get_home_method(conn):
    response_body = "<html><body><h1>Hello, World! Here is home page</h1></body></html>"
    response = (
        "HTTP/1.1 200 OK\r\n"
        f"Content-Length: {len(response_body.encode())}\r\n"
        "Content-Type: text/html\r\n"
        "Connection: close\r\n"
        "\r\n"
        f"{response_body}"
    )

    conn.sendall(response.encode())
    conn.close()

@path_add("/index")
def get_index_method(conn):
    response_body = "<html><body><h1>Hello, World! Here is index page</h1></body></html>"
    response = (
        "HTTP/1.1 200 OK\r\n"
        f"Content-Length: {len(response_body.encode())}\r\n"
        "Content-Type: text/html\r\n"
        "Connection: close\r\n"
        "\r\n"
        f"{response_body}"
    )

    conn.sendall(response.encode())
    conn.close()

# 创建 socket
server_socket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
server_socket.bind((HOST, PORT))
server_socket.listen(5)

print(f"HTTP Server running at http://{HOST}:{PORT}")

while True:
    client_conn, client_addr = server_socket.accept()
    request = client_conn.recv(1024).decode()

    print(f"\n----- Received request from {client_addr} -----")
    print(request.strip())
    
    content = request.splitlines()
    method,path,protocol = content[0].split(" ")
    rout_name = path.split(".")[0]
    if rout_name in PATH_ROUTE :
        PATH_ROUTE[rout_name]()
        continue
    else :

        # 构造 HTTP 响应内容
        response_body = "<html><body><h1>Hello, World!</h1></body></html>"
        response = (
            "HTTP/1.1 200 OK\r\n"
            f"Content-Length: {len(response_body.encode())}\r\n"
            "Content-Type: text/html\r\n"
            "Connection: close\r\n"
            "\r\n"
            f"{response_body}"
        )

        client_conn.sendall(response.encode())
        client_conn.close()

可以看到 其工作流程：

  1. 创建TCP 服务器，绑定网卡地址和端口地址

2.开始监听外部请求

3.定义循环来处理接收到的消息

4.接收到的http请求被处理成字符串 请求头一般包含 方法，路径，协议版本 和一些头控制信息

  1. 可以通过请求头解析出对应的路径，这里设计了一个装饰器，将被装饰的函数添加到整体的路由字典中，当请求头中的字段存在于字典中时执行对应的函数，否则执行默认函数。默认函数会将默认的响应头和HTML字段，对http请求做出响应。

整体上HTTP的工作流程是 ：

服务器监听→ 服务端发起请求→ 服务端分析文本信息，路由到请求的目标资源，执行对应的函数，将数据返回给请求端，关闭socket。

Python
#Python
Python编程 VIII HTTP服务
http://gadoid.io/2025/04/17/Python编程-VIII-HTTP服务/
作者
Codfish
发布于
2025年4月17日
许可协议