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Python 之 WSGI、uWSGI 和 uwsgi 介紹

一、概述

WSGI 、uWSGI 和 uwsgi 是三個相關(guān)的概念，它們是在 Web 應(yīng)用程序開發(fā)中使用的不同的工具和協(xié)議。下面是它們的詳細(xì)介紹：

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  • WSGI（Web Server Gateway Interface）：WSGI 是一個 Python Web 應(yīng)用程序與 Web 服務(wù)器之間的接口規(guī)范，它定義了應(yīng)用程序和服務(wù)器之間的標(biāo)準(zhǔn)接口，使得應(yīng)用程序可以在不同的 Web 服務(wù)器上運行。WSGI 規(guī)范規(guī)定了應(yīng)用程序必須實現(xiàn)的接口方法和服務(wù)器需要支持的方法。WSGI 協(xié)議使得不同的 Python Web 框架（例如 Flask、Django 等）能夠在不同的 Web 服務(wù)器上運行，這些服務(wù)器可以是 Apache、Nginx 等。
  • uWSGI：uWSGI 是一個 Web 服務(wù)器，它是一個用 C 語言編寫的 Web 應(yīng)用程序容器，支持運行 Python、Ruby、Perl 等多種編程語言。uWSGI 服務(wù)器可以作為一個獨立的應(yīng)用服務(wù)器，也可以與其他 Web 服務(wù)器（如 Nginx、Apache）一起使用，通過 WSGI 協(xié)議與 Python 應(yīng)用程序通信。
  • uwsgi：uwsgi 是一個與 uWSGI 服務(wù)器相關(guān)的協(xié)議。uwsgi 協(xié)議是一種二進(jìn)制協(xié)議，它定義了 uWSGI 服務(wù)器與應(yīng)用程序之間的通信協(xié)議。使用 uwsgi 協(xié)議，uWSGI 服務(wù)器可以與 Python 應(yīng)用程序通信，而不需要像 CGI 那樣啟動一個新的進(jìn)程來處理每個請求。uwsgi 協(xié)議允許 uWSGI 服務(wù)器與應(yīng)用程序之間進(jìn)行雙向通信，從而提高了性能。

因此，uWSGI 是一個 Web 服務(wù)器，可以通過 WSGI 協(xié)議與 Python 應(yīng)用程序通信，并使用 uwsgi 協(xié)議進(jìn)行通信。WSGI 是 Python Web 應(yīng)用程序與 Web 服務(wù)器之間的接口規(guī)范，定義了應(yīng)用程序和服務(wù)器之間的標(biāo)準(zhǔn)接口。而 uwsgi 則是 uWSGI 服務(wù)器與應(yīng)用程序之間的二進(jìn)制通信協(xié)議。

二、安裝 uwsgi 模塊

uWSGI 是一種 Web 服務(wù)器網(wǎng)關(guān)接口（Web Server Gateway Interface），它可以用于將 Python Web 應(yīng)用程序與 Web 服務(wù)器（如 Nginx 或 Apache）集成在一起。

  • 在使用uWSGI模塊時，需要安裝uwsgi模塊，并在Python Web應(yīng)用程序中導(dǎo)入uwsgi模塊，并使用uwsgi模塊提供的函數(shù)來配置和管理Web應(yīng)用程序的運行。常見的uwsgi模塊函數(shù)包括uwsgi.optin()、uwsgi.route()、uwsgi.applications()等。
  • 另外，uWSGI模塊還提供了一些高級特性，如Master/Worker模式、進(jìn)程管理、負(fù)載均衡、自動擴(kuò)展等，使得Web應(yīng)用程序可以更好地適應(yīng)高并發(fā)和大流量的情況。

1）配置pip源

國內(nèi)源地址：

  • pypi 清華大學(xué)源：https://pypi.tuna.tsinghua.edu.cn/simple
  • pypi 騰訊源：http://mirrors.cloud.tencent.com/pypi/simple
  • pypi 阿里源：https://mirrors.aliyun.com/pypi/simple/
mkdir  ~/.pip/
cat >~/.pip/pip.conf<[global]
index-url = https://repo.huaweicloud.com/repository/pypi/simple
trusted-host = repo.huaweicloud.com
timeout = 120
EOF

2）安裝 uwsgi 模塊

# 安裝python3
yum -y install python3

yum -y install gcc-c++ -y 
yum -y install python3-devel -y

# 安裝 uwsgi flask 模塊
pip3 install uwsgi flask

# 查看版本
uwsgi --version

三、示例演示（uWSGI + Nginx 配置）

1）安裝 nginx

yum update -y
yum install epel-release
yum -y install nginx

2）創(chuàng)建 app.py 文件

創(chuàng)建一個名為 app.py 的文件，添加以下代碼：

from flask import Flask
app = Flask(__name__)

@app.route('/')
def hello():
    return 'Hello, World!'

if __name__ == '__main__':
    app.run()

3）創(chuàng)建 uWSGI 配置文件

創(chuàng)建一個 uWSGI 配置文件，例如 uwsgi.ini，其中包含以下信息：

[uwsgi]
module = app:app 
# 相當(dāng)于命令下面兩行
#wsgi-file = app.py # 項目入口文件
#callable = app #  flask應(yīng)用對象
# 支持http+socket兩種方式，這里選用socket，也可以選擇http-socket，下面會講解這三種區(qū)別
# http = 127.0.0.1:8000
socket = 0.0.0.0:8000
# 也可以使用socket文件，在nginx配置文件中配置也對應(yīng)，僅限本機(jī)通信，一般也很少使用
# socket = /app/myapp.sock

# 注意記得提前創(chuàng)建目錄
chdir = /opt/myapp
pidfile=/opt/myapp/myapp.pid
processes = 4
threads = 2
master = true
vacuum = true
py-autoreload = 1
daemonize = /tmp/uwsgi.log

uwsgi.ini常用配置參數(shù)詳解：

  • chdir=/xxx/xxx # 指定項目目錄， 這里寫上程序根目錄(即app.py文件所在目錄)對應(yīng)上述目錄結(jié)構(gòu)為src
  • home=/xxx/xxx # 指定虛擬環(huán)境變量
  • wsgi-file=xxx # 指定加載WSGI文件
  • socket=xxx # 指定uwsgi的客戶端將要連接的socket的路徑（使用UNIX socket的情況）或者地址（使用網(wǎng)絡(luò)地址的情況）。#socket協(xié)議，用于和nginx通訊,端口可配置成別的端口；如果有nginx在uwsgi之前作為代理的話應(yīng)該配socket 如：socket=0.0.0.0:5000。當(dāng)然也可以使用http-socket #而如果客戶端請求不經(jīng)過(不搭建)Nginx代理服務(wù)器,服務(wù)請求直接到uwsgi服務(wù)器的話那么就配http。如：http=0.0.0.0:5000;IP和端口與項目啟動文件app.py中一致; 127.0.0.1雖然是表示本地IP，但想要在網(wǎng)絡(luò)上訪問必須設(shè)置host=0.0.0.0才不受IP限制。
  • callable=app # 這個 app 指的是 flask 項目啟動程序中定義的 flask name 的名字，我的啟動程序是 app.py , 里面定義的 flask 的名字是 app 。
  • module = mysite.wsgi # 加載一個WSGI模塊,這里加載mysite/wsgi.py這個模塊
  • `master=true # 指定啟動主進(jìn)程
  • `processes=4 # 設(shè)置工作進(jìn)程的數(shù)量
  • threads=2 # 設(shè)置每個工作進(jìn)程的線程數(shù)
  • vacuum=true # 當(dāng)服務(wù)器退出時自動刪除unix socket文件和pid文件
  • logfile-chmod=644 # 指定日志文件的權(quán)限
  • daemonize=%(chdir)/xxx.log # 進(jìn)程在后臺運行，并將日志打印到指定文件
  • pidfile=%(chdir)/xxx.pid # 在失去權(quán)限前，將主進(jìn)程pid寫到指定的文件
  • uid=xxx # uWSGI服務(wù)器運行時的用戶id
  • gid=xxx # uWSGI服務(wù)器運行時的用戶組id
  • procname-prefix-spaced=xxx # 指定工作進(jìn)程名稱的前綴
  • chdir=/xxx/xxx # 指定項目目錄， 這里寫上程序根目錄(即app.py文件所在目錄)對應(yīng)上述目錄結(jié)構(gòu)為/opt/uwsgi/
  • listen = 120 # 設(shè)置socket的監(jiān)聽隊列大?。J(rèn)：100）

4）啟動 uWSGI

在命令行中啟動 uWSGI：

uwsgi --ini uwsgi.ini
###或者
uwsgi uwsgi.ini

### 重啟
uwsgi --reload /opt/myapp/myapp.pid
###關(guān)閉
uwsgi --stop /opt/myapp/myapp.pid

【溫馨提示】其實也可以通過一條命令帶上對應(yīng)的參數(shù)即可啟動，但是不推薦，測試可以。一般使用配置文件的方式啟動服務(wù)。

使用http協(xié)議啟動uwsgi的命令為：

uwsgi --http :8000 --ini uwsgi_conf.ini -d ./uwsgi.log --pidfile=uwsgi.pid
  • --http 指定用5800端口啟動http協(xié)議
  • --ini 指定上述的啟動配置文件
  • -d 指定uwsgi的log，方便我們調(diào)試
  • --pidfile 將啟動的進(jìn)程號寫到uwsgi.pid文件中，方便我們在需要停止服務(wù)器時kill掉。

5）配置 Web 服務(wù)器

將 Web 服務(wù)器配置為反向代理 uWSGI，例如，在 Nginx 中，可以使用以下配置文件：

# vi /etc/nginx/conf.d/myapp.conf
server {
        listen 8080;
        server_name myapp.com;
        location / {
           include uwsgi_params;
           uwsgi_pass 127.0.0.1:8000;
        }
}

其中，uwsgi_params 文件包含以下內(nèi)容：

uwsgi_param  QUERY_STRING       $query_string;
uwsgi_param  REQUEST_METHOD     $request_method;
uwsgi_param  CONTENT_TYPE       $content_type;
uwsgi_param  CONTENT_LENGTH     $content_length;

uwsgi_param  REQUEST_URI        $request_uri;
uwsgi_param  PATH_INFO          $document_uri;
uwsgi_param  DOCUMENT_ROOT      $document_root;
uwsgi_param  SERVER_PROTOCOL    $server_protocol;
uwsgi_param  REQUEST_SCHEME     $scheme;
uwsgi_param  HTTPS              $https if_not_empty;

uwsgi_param  REMOTE_ADDR        $remote_addr;
uwsgi_param  REMOTE_PORT        $remote_port;
uwsgi_param  SERVER_PORT        $server_port;
uwsgi_param  SERVER_NAME        $server_name;

【特別注意】uwsgi_params 在nginx conf文件夾下自帶，uwsgi_pass一定要跟uwsgi_conf.ini中寫的地址完全一致。

6）重啟 Web 服務(wù)器

重啟 Web 服務(wù)器以使配置生效。

# 重啟
systemctl restart nginx

# 如果是之前nginx服務(wù)已經(jīng)存在，只是修改了配置，可建議使用reload加載
nginx -t && nginx -s reload
# 或者
systemctl reload nginx

訪問（瀏覽器訪問，curl訪問也行）

7）Nginx upstream 負(fù)載均衡

Nginx上游（upstream）是指一組后端服務(wù)器，Nginx可以與其通信并將客戶端請求轉(zhuǎn)發(fā)到這些服務(wù)器。換句話說，上游服務(wù)器是N?ginx代理請求的后端服務(wù)器。

Nginx的upstream支持5種 分配方式，其中 輪詢（默認(rèn)）、權(quán)重、IP散列這三種為Nginx原生支持的分配方式，fair 和 url_hash 為第三方支持的分配方式。

1、輪詢（默認(rèn)）

輪詢是upstream的默認(rèn)分配方式，即每個請求按照時間順序輪流分配到不同的后端服務(wù)器，如果某個后端服務(wù)器 down 掉后，能自動剔除。

upstream backend {
    server 192.168.182.110:8000;
    server 192.168.182.111:8000;
}

2、權(quán)重（weight）

輪詢的加強(qiáng)版，既可以指定輪詢比率，weight 和訪問幾率成正比，主要應(yīng)用于后端服務(wù)器異質(zhì)的場景下。

upstream backend {
    server 192.168.182.110:8000 weight=1;
    server 192.168.182.111:8000 weight=2;
}

3、IP散列（ip_hash）

每個請求按照訪問 Ip（即Nginx的前置服務(wù)器或客戶端IP）的 hash結(jié)果分配，這樣每個訪客會固定訪問一個后端服務(wù)器，可以解決 session 一致問題。

upstream backend {
    ip_hash;
    server 192.168.182.110:8000 weight=1;
    server 192.168.182.111:8000 weight=2;
}

先在另外一個節(jié)點上再起一個uWSGI服務(wù)，將上面示例配置修改：

# vi /etc/nginx/conf.d/myapp.conf
upstream backend {
    server 192.168.182.110:8000;
    server 192.168.182.111:8000;
}

server {
        listen 8080;
        server_name myapp.com;
        location / {
           include uwsgi_params;
           uwsgi_pass backend;
        }
}

192.168.182.110 節(jié)點 app.py

from flask import Flask
app = Flask(__name__)

@app.route('/')
def hello():
    return 'Hello, World 192.168.182.110!\n'

if __name__ == '__main__':
    app.run()

192.168.182.111 節(jié)點 app.py

from flask import Flask
app = Flask(__name__)

@app.route('/')
def hello():
    return 'Hello, World 192.168.182.111!\n'

if __name__ == '__main__':
    app.run()

驗證

curl  127.0.0.1:8080

從上圖可知，請求輪詢調(diào)度，這才是企業(yè)一般想要的效果，負(fù)載均衡。

8）http、http-socket 和 socket 區(qū)別

  • http和http-socket的區(qū)別在于，如果我們想直接將uwsgi用作服務(wù)器（例如Apache和nginx那樣）直接暴露在公網(wǎng)那么就使用http；
  • 如果有單獨的服務(wù)器（例如Apache或者nginx），由服務(wù)器將請求轉(zhuǎn)發(fā)給uwsgi處理，并且使用http協(xié)議，那么此時使用http-socket。
  • http: 自己會產(chǎn)生一個http進(jìn)程(可以認(rèn)為與nginx同一層)負(fù)責(zé)路由http請求給worker, http進(jìn)程和worker之間使用的是uwsgi協(xié)議。
  • http-socket: 不會產(chǎn)生http進(jìn)程, 一般用于在前端webserver不支持uwsgi而僅支持http時使用, 他產(chǎn)生的worker使用的是http協(xié)議。
  • 因此, http 一般是作為獨立部署的選項; http-socket 在前端webserver不支持uwsgi時使用, 如果前端webserver支持uwsgi, 則直接使用socket即可(tcp or unix)。

【1】socket 示例（uwsgi.ini）：

[uwsgi]
module = app:app
#socket = 127.0.0.1:8000
socket = 0.0.0.0:8000

chdir = /opt/myapp
pidfile=/opt/myapp/myapp.pid
processes = 4
threads = 2
master = true
vacuum = true
py-autoreload = 1
daemonize = /tmp/uwsgi.log

nginx配置

upstream backend {
    server 192.168.182.110:8000;
    server 192.168.182.111:8000;
}

server {
        listen 8080;
        server_name myapp.com;
        location / {
           include uwsgi_params;
           uwsgi_pass backend;
        }
}

【2】http 示例（uwsgi.ini）：

[uwsgi]
module = app:app
socket = 0.0.0.0:8000

chdir = /opt/myapp
pidfile=/opt/myapp/myapp.pid
processes = 4
threads = 2
master = true
vacuum = true
py-autoreload = 1
daemonize = /tmp/uwsgi.log

nginx配置

upstream backend {
    server 192.168.182.110:8000;
    server 192.168.182.111:8000;
}

server {
        listen 8080;
        server_name myapp.com;
        location / {
           include uwsgi_params;
           proxy_pass http://backend;
        }
}

【3】http-socket 示例（uwsgi.ini）：

[uwsgi]
module = app:app
http = 0.0.0.0:8000

chdir = /opt/myapp
pidfile=/opt/myapp/myapp.pid
processes = 4
threads = 2
master = true
vacuum = true
py-autoreload = 1
daemonize = /tmp/uwsgi.log

nginx配置

upstream backend {
    server 192.168.182.110:8000;
    server 192.168.182.111:8000;
}

server {
        listen 8080;
        server_name myapp.com;
        location / {
           include uwsgi_params;
           proxy_pass http://backend;
        }
}

9）TCP 與 uinx 區(qū)別

TCP和Unix套接字（Unix domain socket）是兩種不同類型的套接字。

  • TCP套接字是基于TCP/IP協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)套接字，用于在網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行進(jìn)程間通信。TCP套接字需要指定IP地址和端口號，以便其他進(jìn)程可以連接到該套接字進(jìn)行通信。TCP套接字是一種跨網(wǎng)絡(luò)邊界的套接字，可以在不同的計算機(jī)之間進(jìn)行通信。TCP套接字常用于客戶端/服務(wù)器架構(gòu)中，如Web服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器等。
  • Unix套接字是基于Unix域套接字（Unix domain socket）的本地套接字，用于在同一臺計算機(jī)上進(jìn)行進(jìn)程間通信。Unix套接字只需要指定一個文件路徑，而不需要使用IP地址和端口號。Unix套接字是一種進(jìn)程間通信（IPC）機(jī)制，它提供了高效、可靠和安全的進(jìn)程間通信方式。Unix套接字通常用于本地服務(wù)器和本地客戶端之間的通信，例如X Window系統(tǒng)中的客戶端和服務(wù)器。

因此，TCP套接字用于在網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行通信，而Unix套接字用于在同一臺計算機(jī)上進(jìn)行通信。雖然TCP套接字可以通過網(wǎng)絡(luò)連接到不同的計算機(jī)，但是Unix套接字提供了更高效的進(jìn)程間通信機(jī)制，并且更適合于需要在同一臺計算機(jī)上運行的進(jìn)程間通信。

【TCP 示例】常用uwsgi.ini：

[uwsgi]
module = app:app
socket = 127.0.0.1:8000

chdir = /opt/myapp
pidfile=/opt/myapp/myapp.pid
processes = 4
threads = 2
master = true
vacuum = true
py-autoreload = 1
daemonize = /tmp/uwsgi.log

【unix 示例】僅限于本機(jī)通信，很少使用。uwsgi.ini：

[uwsgi]
module = app:app
socket = /opt/myapp/myapp.socket

chdir = /opt/myapp
pidfile=/opt/myapp/myapp.pid
processes = 4
threads = 2
master = true
vacuum = true
py-autoreload = 1
daemonize = /tmp/uwsgi.log

nginx配置

server {
        listen 8080;
        server_name myapp.com;
        location / {
           include uwsgi_params;
           proxy_pass unix:///opt/myapp/myapp.sock;
        }
}

Python 中 web開發(fā)中的 WSGI、uWSGI 和 uwsgi 三者介紹就先到這里了


新聞標(biāo)題：Python 之 WSGI、uWSGI 和 uwsgi 介紹
本文鏈接：http://uogjgqi.cn/article/dhdggpg.html
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