如何理解Nginx、uWSGI和Flask之間的關係？

作者：haozlee

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概覽

之前對 Nginx，WSGI（或者 uWSGI，uwsgi），Flask(或者 Django），這幾者的關係一存存在疑惑。通過查閱了些資料，總算把它們的關係理清了。

總括來說，客戶端從發送一個 HTTP 請求到 Flask 處理請求，分別經過了 web 伺服器層，WSGI層，web框架層，這三個層次。不同的層次其作用也不同，下面簡要介紹各層的作用。

圖1：web伺服器，web框架與 WSGI 的三層關係

Web伺服器層

對於傳統的客戶端 - 伺服器架構，其請求的處理過程是，客戶端向伺服器發送請求，伺服器接收請求並處理請求，然後給客戶端返迴響應。在這個過程中，伺服器的作用是：

• 接收請求

• 處理請求

• 返迴響應

Web伺服器是一類特殊的伺服器，其作用是主要是接收 HTTP 請求並返迴響應。提起 web伺服器大家都不會陌生，常見的 web伺服器有 Nginx，Apache，IIS等。在上圖1的三層結構中，web伺服器是最先接收用戶請求的，並將響應結果返回給用戶。

Web框架的作用主要是方便我們開發 web應用程序，HTTP請求的動態數據就是由 web框架層來提供的。常見的 web框架有Flask，Django等，我們以 Flask 框架為例子，展示 web框架的作用：

• from flask importFlask

• app =Flask(__name__)

• @app.route('/hello')

• def hello_world:

• return'Hello World!'

• if __name__ =='__main__':

• app.run(host='0.0.0.0' port=8080)

以上簡單的幾行代碼，就創建了一個 web應用程序對象

。

監聽機器所有 ip 的 8080 埠，接受用戶的請求連接。我們知道，HTTP 協議使用 URL 來定位資源，上面的程序會將路徑

的請求交由

方法處理，

返回 'Hello World!' 字元串。對於 web框架的使用者來說，他們並不關心如何接收 HTTP 請求，也不關心如何將請求路由到具體方法處理並將響應結果返回給用戶。Web框架的使用者在大部分情況下，只需要關心如何實現業務的邏輯即可。WSGI層

WSGI 不是伺服器，也不是用於與程序交互的API，更不是真實的代碼，WSGI 只是一種介面,它只適用於 Python 語言，其全稱為 Web Server Gateway Interface，定義了 web伺服器和 web應用之間的介面規範。也就是說，只要 web伺服器和 web應用都遵守WSGI協議，那麼 web伺服器和 web應用就可以隨意的組合。

下面的代碼展示了 web伺服器是如何與 web應用組合在一起的。

• def application(env start_response):

• start_response('200 OK'[('Content-Type''text/html')])

• return[b"Hello World"]

方法

由 web伺服器調用，參數

，

由 web伺服器實現並傳入。其中，

是一個字典，包含了類似 HTTP

USER

PROTOCO 等環境變數。

則是一個方法，該方法接受兩個參數，分別是

，

。

方法的主要作用是，設置 http 響應的狀態碼和 Content-Type 等頭部信息，並返迴響應的具體結果。上述代碼就是一個完整的 WSGI 應用，當一個支持 WSGI 的 web伺服器接收到客戶端的請求后，便會調用這個

方法。WSGI 層並不需要關心

，

這兩個變數是如何實現的，就像在

裡面所做的，直接使用這兩個變數即可。

值得指出的是，WSGI 是一種協議，需要區分幾個相近的名詞：

• uwsgi：同 wsgi 一樣也是一種協議，uWSGI伺服器正是使用了 uwsgi 協議

• uWSGI：實現了 uwsgi 和 WSGI 兩種協議的web伺服器。注意 uWSGI 本質上也是一種 web伺服器，處於上面描述的三層結構中的 web伺服器層。

• CGI：通用網關介面，並不限於 Python 語言，定義了 web伺服器是如何向客戶端提供動態的內容。例如，規定了客戶端如何將參數傳遞給 web伺服器，web伺服器如何將參數傳遞給 web應用，web應用如何將它的輸出如何發送給客戶端，等等。

生產環境下的 web應用都不使用 CGI 了，CGI進程（類似 Python 解釋器）針對每個請求創建，用完就拋棄，效率低下。WSGI 正是為了替代 CGI 而出現的。

說到這，我們基本理清了 WSGI 在 web伺服器與 web框架之間作用：WSGI 就像一條紐帶，將 web伺服器與 web框架連接起來。回到本文的題目，Nginx 屬於一種 web伺服器，Flask屬於一種 web框架，因此，WSGI 與 Nginx、Flask 的作用就不明而喻了。

最後以 Nginx，WSGI，Flask 之間的對話結束本文。

Nginx：Hey，WSGI，我剛收到了一個請求，我需要你作些準備，然後由Flask來處理這個請求。 WSGI：OK，Nginx。我會設置好環境變數，然後將這個請求傳遞給Flask處理。 Flask：Thanks WSGI！給我一些時間，我將會把請求的響應返回給你。 WSGI：Alright，那我等你。 Flask：Okay，我完成了，這裡是請求的響應結果，請求把結果傳遞給Nginx。 WSGI：Good job！Nginx，這裡是響應結果，已經按照要求給你傳遞迴來了。 Nginx：Cool，我收到了，我把響應結果返回給客戶端。大家合作愉快~

參考資料：

• 《Python核心編程（第3版）》Wesley Chun著

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