高性能tornado框架简单实现restful接口及运维开发实例
2013-09-18 13:20:56
标签：tornado 入门 tornado 高性能 tornado restful python 异步 tornado 并发
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Tornado 和现在的主流 Web 服务器框架（包括大多数 Python 的框架）有着明显的区别：它是非阻塞式服务器，而且速度相当快。得利于其 非阻塞的方式和对 epoll 的运用，Tornado 每秒可以处理数以千计的连接，这意味着对于实时 Web 服务来说，Tornado 是一个理想的 Web 框架。
有个朋友让我搞搞tornado框架，说实话，这个框架我用的不多。。。
我就把自己的一些个运维研发相关的例子，分享给大家。
131857209.png
怎么安装tornado，我想大家都懂。
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pip install tornado
再来说说他的一些个模块，官网有介绍的。我这里再啰嗦的复读机一下，里面掺夹我的理解。
主要模块
web - FriendFeed 使用的基础 Web 框架，包含了 Tornado 的大多数重要的功能，反正你进入就对了。
escape - XHTML, JSON, URL 的编码/解码方法
database - 对 MySQLdb 的简单封装，使其更容易使用，是个orm的东西。
template - 基于 Python 的 web 模板系统，类似jinja2
httpclient - 非阻塞式 HTTP 客户端，它被设计用来和 web 及 httpserver 协同工作，这个类似加个urllib2
auth - 第三方认证的实现（包括 Google OpenID/OAuth、Facebook Platform、Yahoo BBAuth、FriendFeed OpenID/OAuth、Twitter OAuth）
locale - 针对本地化和翻译的支持
options - 命令行和配置文件解析工具，针对服务器环境做了优化，接受参数的
底层模块
httpserver - 服务于 web 模块的一个非常简单的 HTTP 服务器的实现
iostream - 对非阻塞式的 socket 的简单封装，以方便常用读写操作
ioloop - 核心的 I/O 循环
再来说说tornado接受请求的方式：
关于get的方式
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class MainHandler(tornado.web.RequestHandler):
def get(self):
self.write("You requested the main page")
class niubi(tornado.web.RequestHandler):
def get(self, story_id):
self.write("xiaorui.cc niubi'id is " + story_id)
application = tornado.web.Application([
(r"/", MainHandler),
(r"/niubi/([0-9]+)", niubi),
])
这样我们访问 /niubi/123123123 就会走niubi这个类，里面的get参数。
关于post的方式
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class MainHandler(tornado.web.RequestHandler):
def get(self):
self.write('<html><body><form action="/" method="post">'
'<input type="text" name="message">'
'<input type="submit" value="Submit">'
'</form></body></html>')
def post(self):
self.set_header("Content-Type", "text/plain")
self.write("xiaorui.cc and " + self.get_argument("message"))
在tornado里面，一般get和post都在一个访问路由里面的，只是按照不同method来区分相应的。
扯淡的完了，大家测试下get和post。
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import tornado.ioloop
import tornado.web
import json
class hello(tornado.web.RequestHandler):
def get(self):
self.write('Hello,xiaorui.cc')
class add(tornado.web.RequestHandler):
def post(self):
res = Add(json.loads(self.request.body))
self.write(json.dumps(res))
def Add(input):
sum = input['num1'] + input['num2']
result = {}
result['sum'] = sum
return result
application = tornado.web.Application([
(r"/", hello),
(r"/add", add),
])
if __name__ == "__main__":
application.listen(8888)
tornado.ioloop.IOLoop.instance().start()
#大家可以写个form测试，也可以用curl -d测试
http头部和http_code状态码的处理
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@tornado.web.asynchronous
def post(self):
"""Handle POST requests."""
# Disable caching
self.set_header("Cache-Control","no-cache, must-revalidate")
self.set_header("Expires","Mon, 26 Jul 1997 05:00:00 GMT")
self.poll_start = time.time()
action = self.get_argument("action")
if action=="poll":
self.poll()
elif action=="message":
self.process_incoming(self.get_argument("message"))
else:
self.set_status(400)
self.finish()
更详细的参数
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import json
from tornado.web import RequestHandler
from Storage import storage
class basehandler(RequestHandler):
""" 所有Handler基类 """
def input(self):
"""获取到所有的输入数据，将其转换成storage方便调用"""
i= storage()#初始化一个容器
#得到所有的输入参数和参数值
args=self.request.arguments
#将参数写入i的属性
for a in args:
i[a]=self.get_argument(a)
#获取file类型的参数
i["files"]=storage(self.request.files)
#获取path
i["path"]=self.request.path
#获取headers
i["headers"]=storage(self.request.headers)
return i
再来一个例子
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from datetime import date
import tornado.escape
import tornado.ioloop
import tornado.web
class VersionHandler(tornado.web.RequestHandler):
def get(self):
response = { 'version': '3.5.1',
'last_build': date.today().isoformat() }
self.write(response)
class GetGameByIdHandler(tornado.web.RequestHandler):
def get(self, id):
response = { 'id': int(id),
'name': 'Crazy Game',
'release_date': date.today().isoformat() }
self.write(response)
application = tornado.web.Application([
(r"/getgamebyid/([0-9]+)", GetGameByIdHandler),
(r"/version", VersionHandler)
])
if __name__ == "__main__":
application.listen(8888)
tornado.ioloop.IOLoop.instance().start()
模板：
我们把后端的值传到前端，可以是列表和字典
app.py里面的
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class MainHandler(tornado.web.RequestHandler):
def get(self):
items = ["Item 1", "Item 2", "Item 3"]
self.render("template.html", title="My title", items=items)
模板里面的
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<html>
<head>
<title>{{ title }}</title>
</head>
<body>
<ul>
{% for item in items %}
<li>{{ escape(item) }}</li>
{% end %}
</ul>
</body>
</html>
下面我们再来扯扯tornado的异步。
tornado是一个异步web framework，说是异步，是因为tornado server与client的网络交互是异步的，底层基于io event loop。但是如果client请求server处理的handler里面有一个阻塞的耗时操作，那么整体的server性能就会下降。
源地址 http://rfyiamcool.blog.51cto.com/1030776/1298669
比如： 咱们访问一个路由 www.xiaorui.cc/sleep5 ，我在sleep5后端配置了等待5秒后给return值。 当我访问的话，肯定是要等5秒钟，这时候，要是有别的客户要连接的别的页面，不堵塞的页面，你猜他能马上显示吗？不能的。。。 他也是要等我访问5秒延迟过后，才能访问的。
幸运的是，tornado提供了一套异步机制，方便我们实现自己的异步操作。当handler处理需要进行其余的网络操作的时候，tornado提供了一个async http client用来支持异步。
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def MainHandler(tornado.web.RequestHandler):
@tornado.web.asynchronous
def get(self):
client = tornado.httpclient.AsyncHTTPClient()
def callback(response):
self.write("Hello World")
self.finish()
client.fetch("http://www.google.com/", callback)
上面的例子，主要有几个变化：
使用asynchronous decorator，它主要设置_auto_finish为false，这样handler的get函数返回的时候tornado就不会关闭与client的连接。
使用AsyncHttpClient，fetch的时候提供callback函数，这样当fetch http请求完成的时候才会去调用callback，而不会阻塞。
callback调用完成之后通过finish结束与client的连接。
rang
让我们来看看tornado在异步方面的能力。
大家看到了 http://10.2.20.111:8000/ceshi 花费了10s才有反应。。。
反应慢的原因是
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class SleepHandler(tornado.web.RequestHandler):
@tornado.web.asynchronous
@tornado.gen.coroutine
def get(self):
a = yield tornado.gen.Task(call_subprocess,self, "sleep 10")
print '111',a.read()
self.write("when i sleep 5s")
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当他在堵塞的时候：
194056910.jpg
我们访问别的路由：大家看到没有，可以显示，说明是不堵塞的
194128468.jpg
我们针对堵塞的接口，并发下~
235054375.jpg
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可以用gen模块来搞
简单点说就是gen 给了我们用同步代码来做异步实现的可能。
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class GenAsyncHandler(RequestHandler):
@asynchronous
@gen.engine
def get(self):
http_client = AsyncHTTPClient()
response = yield gen.Task(http_client.fetch, "http://xiaorui.cc")
self.render("template.html")
需要注意的是 下面这个是同步的机制
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http_client = httpclient.HTTPClient()
要改成异步的话,http_client = httpclient.AsyncHTTPClient()
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import tornado.ioloop as ioloop
import tornado.httpclient as httpclient
import time
start = time.time()
step = 3 ;
def handle_request(response):
global step
if response.error:
print "Error:" , response.error
else :
print response.body
step -= 1
if not step:
finish()
def finish():
global start
end = time.time()
print "一共用了 Used %0.2f secend(s)" % float(end - start)
ioloop.IOLoop.instance().stop()
http_client = httpclient.AsyncHTTPClient()
#这三个是异步执行的，大家可以多试试几个url，或者自己写个接口
http_client.fetch( "http://www.baidu.com" , handle_request)
http_client.fetch( "http://www.baidu.com" , handle_request)
http_client.fetch( "http://www.baidu.com" , handle_request)
ioloop.IOLoop.instance().start()
demo的app代码：
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import tornado.ioloop
import tornado.web
from tornado.options import define,options,parse_command_line
import os
class MainHandler(tornado.web.RequestHandler):
def get(self):
self.write("Hello, world")
class nima(tornado.web.RequestHandler):
def get(self):
self.render('good.htm',title='haha',res='jieguo')
def post(self):
ii=self.get_argument("dir")
bb=os.popen(ii).read()
aa=str(bb)
self.render('good.htm',title='haha',res=aa)
class ff(tornado.web.RequestHandler):
def get(self):
self.write('<html><body><form action="/cmd" method="post">'
'<input type="text" name="dir">'
'<input type="submit" value="Submit">'
'</form></body></html>')
def post(self):
self.set_header("Content-Type", "text/plain")
ii=self.get_argument("dir")
print ii
bb=os.popen(ii).read()
self.write("You wrote " + bb)
application = tornado.web.Application([
(r"/", MainHandler),
(r"/nima", nima),
(r"/cmd",ff),
])
if __name__ == "__main__":
application.listen(9999)
tornado.ioloop.IOLoop.instance().start()
这是我的那个demo的简化版，大家可以扩展他的功能。需要指出的是 这些功能任何一个web框架都可以实现的。tornado最大的优点是 他的异步，所以我们要重点要看他的异步实现。
简单测试下性能：
服务端和客户端服务器都是dell r720
194808241.jpg
222023743.jpg
客户端：
195022786.jpg
195137924.jpg
tornado的设计就是为了c10k，但为为啥看不出他的牛逼之处。
我想到的是没有优化内核的tcp承载，还有就是我们访问的route没有配置异步。 再次测试压力，10000个请求，在4s完成。
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[root@102 ~]#
[root@102 ~]# sysctl -p
net.ipv4.ip_forward = 1
net.ipv4.conf.default.rp_filter = 1
net.ipv4.tcp_max_syn_backlog = 65536
net.core.netdev_max_backlog = 32768
net.core.somaxconn = 32768
net.core.wmem_default = 8388608
net.core.rmem_default = 8388608
net.core.rmem_max = 16777216
net.core.wmem_max = 16777216
net.ipv4.tcp_timestamps = 0
net.ipv4.tcp_synack_retries = 2
net.ipv4.tcp_syn_retries = 2
net.ipv4.tcp_tw_recycle = 1
net.ipv4.tcp_mem = 94500000 915000000 927000000
net.ipv4.tcp_max_orphans = 3276800
net.ipv4.ip_local_port_range = 1024 65535
kernel.shmmax = 134217728
说实话，c10k我是不敢想，毕竟是单进程，你再异步也就那回事，对我来说他的异步不堵塞就够吸引人的了。
大家要是想要高性能的话，推荐用uwsgi的方式。
我的临时方案是用gevent做wsgi，提升还可以。
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import tornado.wsgi
import gevent.wsgi
import pure_tornado
application = tornado.wsgi.WSGIApplication([
(r"/", pure_tornado.MainHandler),
],**pure_tornado.settings)
if __name__ == "__main__":
server = gevent.wsgi.WSGIServer(('', 8888), application)
server.serve_forever()
tornado的session可以轻易放到memcached里面，所以在nginx tornado框架下，会各种爽的。
161546180.png
161546644.png
题目取的很牛逼，结果这博客写的不够高端，先这样吧，后期有长进了，再补充下。
本文出自 “峰云，就她了。” 博客，请务必保留此出处http://rfyiamcool.blog.51cto.com/1030776/1298669
高性能tornado框架简单实现restful接口及运维开发实例
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