各位靓仔靓女，大家好！今天咱们聊聊Python Web开发里那些“幕后英雄”——WSGI和ASGI。这俩家伙，听起来高大上，其实就是Web应用和服务器之间沟通的“翻译官”。 没有他们，你的浏览器请求就无法顺畅地到达你的Python代码，更别提什么炫酷的网页和App了。
一、Web应用开发：一场盛大的舞会，谁来当DJ？
想象一下，Web应用开发就像一场盛大的舞会。
- 舞者(Web应用): 你的Flask、Django或者其他你喜欢的框架，他们负责跳出精彩的舞蹈（处理业务逻辑，生成网页）。
- 场地(Web服务器): Nginx、Apache、Gunicorn、uWSGI，他们提供舞池和灯光音响设备，让舞者尽情发挥。
- DJ(WSGI/ASGI): DJ负责放音乐，协调舞者和场地。没有DJ，舞者只能尬舞，场地也只能空荡荡。
WSGI和ASGI，就是这场舞会的DJ。他们定义了一种标准，让不同的舞者（Web应用）和不同的场地（Web服务器）可以无缝衔接。
二、WSGI：同步世界的“老炮儿”
WSGI (Web Server Gateway Interface) 可以说是Web应用接口协议中的“老炮儿”了。 它的主要任务是处理同步请求，简单来说，就是一次请求一次响应。
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WSGI的定义：
WSGI本质上是一个协议，定义了Web服务器如何与Web应用程序或框架通信。它主要包含两部分：
- 服务器/网关端 (Server/Gateway): 负责接收HTTP请求，并将其转换为WSGI可以理解的格式。
- 应用端 (Application): 负责接收服务器传递过来的请求信息，处理请求，并返回响应。
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WSGI的核心：
application对象WSGI的核心在于
application对象。 这是一个可调用对象（通常是一个函数或类），它接受两个参数：environ(字典): 一个包含所有HTTP请求信息的字典，例如请求方法、URL、头部信息等等。start_response(可调用对象): 一个用于开始HTTP响应的函数。 你需要调用它来设置状态码和响应头。
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一个简单的WSGI应用示例：
def application(environ, start_response): status = '200 OK' headers = [('Content-type', 'text/plain; charset=utf-8')] start_response(status, headers) path = environ.get('PATH_INFO', '/').lstrip('/') # 获取请求路径 if path == "hello": return [b"Hello, WSGI World!"] elif path == "goodbye": return [b"Goodbye, WSGI World!"] else: return [b"Welcome! Try /hello or /goodbye"]这个简单的WSGI应用，根据请求的路径返回不同的内容。
environ包含了客户端发来的所有请求信息。start_response用于设置HTTP响应的状态码和头部。- 最终返回一个包含响应体的可迭代对象（这里是一个列表）。
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如何运行WSGI应用？
你需要一个WSGI服务器来运行你的应用。 常用的有：
- Gunicorn: 一个pre-fork的WSGI服务器，性能很好。
- uWSGI: 一个功能强大的服务器，支持多种协议。
- Waitress: 一个纯Python的WSGI服务器，适合Windows平台。
以Gunicorn为例，假设你的WSGI应用保存在
app.py文件中：gunicorn app:application --bind 0.0.0.0:8000这条命令会启动Gunicorn服务器，监听8000端口，并将
app.py文件中的application对象作为WSGI应用。 -
WSGI中间件： 强大的“瑞士军刀”
WSGI中间件就像一个个小插件，可以插入到WSGI应用和服务器之间，用于处理各种任务。 比如：
- 日志记录: 记录所有请求和响应。
- 身份验证: 验证用户的身份。
- 缓存: 缓存静态资源，提高性能。
- URL重写: 修改请求的URL。
中间件本质上也是一个WSGI应用，它接收一个WSGI应用作为参数，并返回一个新的WSGI应用。
class LoggingMiddleware: def __init__(self, app): self.app = app def __call__(self, environ, start_response): def logging_start_response(status, headers): print(f"Request: {environ['REQUEST_METHOD']} {environ['PATH_INFO']}") print(f"Status: {status}") return start_response(status, headers) return self.app(environ, logging_start_response)这个中间件会在每次请求时打印请求方法、URL和状态码。
要使用这个中间件，只需要把它包装在你的WSGI应用外面：
application = LoggingMiddleware(application)现在，每次有请求进来，都会先经过
LoggingMiddleware，打印日志，然后再传递给你的原始应用。
三、ASGI：异步世界的“弄潮儿”
随着Web应用的复杂度越来越高，对并发处理能力的要求也越来越高。 传统的WSGI只能处理同步请求，无法充分利用现代服务器的资源。 ASGI (Asynchronous Server Gateway Interface) 应运而生，它为异步Web应用提供了一个标准接口。
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ASGI的定义：
ASGI是WSGI的升级版，它支持异步请求和响应，以及WebSocket等协议。 ASGI应用可以同时处理多个请求，而无需阻塞。
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ASGI的核心：
application对象 (协程)与WSGI类似，ASGI也有一个
application对象，但它是一个异步可调用对象（通常是一个协程函数）。 它接受三个参数：scope(字典): 一个包含连接信息的字典，例如协议类型（http、websocket）、URL、头部信息等等。receive(异步可调用对象): 一个用于接收客户端数据的函数。 对于HTTP请求，它会返回请求体；对于WebSocket连接，它会返回客户端发送的消息。send(异步可调用对象): 一个用于向客户端发送数据的函数。
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一个简单的ASGI应用示例：
async def application(scope, receive, send): assert scope['type'] == 'http' # 仅处理HTTP请求 await send({ 'type': 'http.response.start', 'status': 200, 'headers': [ [b'content-type', b'text/plain'], ], }) await send({ 'type': 'http.response.body', 'body': b'Hello, ASGI World!', })这个简单的ASGI应用，返回一个"Hello, ASGI World!"的HTTP响应。
scope包含了请求的所有信息。receive用于接收请求体（虽然这里没有用到）。send用于发送响应头和响应体。
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如何运行ASGI应用？
你需要一个ASGI服务器来运行你的应用。 常用的有：
- Uvicorn: 一个基于uvloop和httptools的快速ASGI服务器。
- Hypercorn: 一个支持多种协议的ASGI服务器。
- Daphne: Django Channels的官方ASGI服务器，主要用于WebSocket。
以Uvicorn为例，假设你的ASGI应用保存在
app.py文件中：uvicorn app:application --host 0.0.0.0 --port 8000这条命令会启动Uvicorn服务器，监听8000端口，并将
app.py文件中的application对象作为ASGI应用。 -
ASGI与WebSocket：让Web应用“动”起来
ASGI天生支持WebSocket协议。 WebSocket允许服务器和客户端建立持久连接，实现双向实时通信。
一个简单的WebSocket ASGI应用示例：
async def application(scope, receive, send): if scope['type'] == 'websocket': await send({ 'type': 'websocket.accept' }) while True: event = await receive() if event['type'] == 'websocket.receive': text = event.get('text') bytes = event.get('bytes') if text: await send({ 'type': 'websocket.send', 'text': f"You said: {text}" }) elif bytes: await send({ 'type': 'websocket.send', 'bytes': b"Echo: " + bytes }) elif event['type'] == 'websocket.disconnect': break这个应用会接受WebSocket连接，并不断接收客户端发送的消息，然后将消息原样返回。
websocket.accept用于接受WebSocket连接。websocket.receive用于接收客户端发送的消息。websocket.send用于向客户端发送消息。websocket.disconnect用于处理客户端断开连接的情况。
四、WSGI vs ASGI：一场关于性能和未来的较量
| 特性 | WSGI | ASGI |
|---|---|---|
| 同步/异步 | 同步 | 异步 |
| 协议支持 | HTTP | HTTP, WebSocket, … |
| 并发处理 | 线程/进程 | 协程 |
| 适用场景 | 传统Web应用 | 实时Web应用, 高并发场景 |
| 复杂性 | 相对简单 | 相对复杂 |
| 学习曲线 | 容易 | 稍难 |
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WSGI的优势在于简单易用，生态系统完善。 大量的Web框架和服务器都支持WSGI。 如果你的应用不需要处理高并发或者实时通信，WSGI仍然是一个不错的选择。
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ASGI的优势在于性能和扩展性。 异步处理能力让ASGI可以轻松应对高并发场景。 同时，ASGI对WebSocket等协议的支持，让Web应用可以实现更多的功能。 如果你正在开发实时聊天应用、在线游戏或者其他需要高并发的Web应用，ASGI是你的不二之选。
五、总结：选择合适的“翻译官”
WSGI和ASGI都是Web应用和服务器之间的接口协议，但它们适用于不同的场景。 WSGI是同步世界的“老炮儿”，ASGI是异步世界的“弄潮儿”。 选择哪个，取决于你的应用的需求。
总而言之，理解WSGI和ASGI的原理，可以让你更好地理解Web应用的工作方式，并选择合适的工具来构建你的应用。希望今天的讲解对大家有所帮助，下次再见！