习题 50: 你的第一个网站?

这节以及后面的习题中,你的任务是把前面创建的游戏做成网页版。这是本书的最后三个章节,这些内容对你来说难度会相当大,你要在上面花些时间才能做出来。在你开始这节练习以前,你必须已经成功地完成过了《习题 46》的内容,正确安装了 pip,而且学会了如何安装软件包以及如何创建项目骨架。如果你不记得这些内容,就回到《习题 46》重新复习一遍。

安装 lpthw.web?

在创建你的第一个网页应用程序之前,你需要安装一个“Web 框架”,它的名字叫 lpthw.web。所谓的“框架”通常是指“让某件事情做起来更容易的软件包”。在网页应用的世界里,人们创建了各种各样的“网页框架”,用来解决他们在创建网站时碰到的问题,然后把这些解决方案用软件包的方式发布出来,这样你就可以利用它们引导创建你自己的项目了。

可选的框架类型有很多很多,不过在这里我们将使用 lpthw.web 框架。你可以先学会它,等到差不多的时候再去接触其它的框架,不过 lpthw.web 本身挺不错的,所以就算你一直使用也没关系。

使用 pip 安装 lpthw.web

$ sudo pip install lpthw.web
[sudo] password for zedshaw:
Downloading/unpacking lpthw.web
  Running setup.py egg_info for package lpthw.web

Installing collected packages: lpthw.web
  Running setup.py install for lpthw.web

Successfully installed lpthw.web
Cleaning up...

以上是 Linux 和 Mac OSX 系统下的安装命令,如果你使用的是 Windows,那你只要把 sudo 去掉就可以了。如果你无法正常安装,请回到《习题 46》,确认自己学会了里边的内容。

Warning

其他 Python 程序员会警告你说 lpthw.web 只是另外一个叫做 web.py 的 Web 框架的代码分支(fork),而 web.py 又包含了太多的“魔法(magic)”在里边。如果他们这么说的话,你告诉他们 Google App Engine 最早用的就是 web.py,但没有一个 Python 程序员抱怨过它里边包含了太多的魔法,因为 Google 用它也没啥问题。如果 Google 觉得它可以,那它对你来说也不会差。所以还是回去继续学习吧,他们这些说法与其说是教导你,不如说是拿他们自己的教条束缚你,你还是忽略这些说法好了。

写一个简单的“Hello World”项目?

现在你将做一个非常简单的“Hello World”项目出来,首先你要创建一个项目目录:

$ cd projects
$ mkdir gothonweb
$ cd gothonweb
$ mkdir bin gothonweb tests docs templates
$ touch gothonweb/__init__.py
$ touch tests/__init__.py

你最终的目的是把《习题 42》中的游戏做成一个 web 应用,所以你的项目名称叫做 gothonweb,不过在此之前,你需要创建一个最基本的 lpthw.web 应用,将下面的代码放到 bin/app.py 中:

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import web

urls = (
  '/', 'index'
)

app = web.application(urls, globals())

class index:
    def GET(self):
        greeting = "Hello World"
        return greeting

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

然后使用下面的方法来运行这个 web 程序:

$ python bin/app.py
http://www.bhlaab.com/520:8080/

不过如果你执行下面的命令:

$ cd bin/   # WRONG! WRONG! WRONG!
$ python app.py  # WRONG! WRONG! WRONG!

那你就错了。在所有的 python 项目中,你都不需要进到底层目录去运行东西。你应该停留在最上层目录运行,这样才能保证所有的模组和文件能被正常访问到。如果你犯了这个错误,就请回到《习题 46》学习一下关于项目布局的知识。

最后,使用你的网页浏览器,打开 URL http://localhost:8080/,你应该看到两样东西,首先是浏览器里显示了 Hello, world!,然后是你的命令行终端显示了如下的输出:

$ python bin/app.py
http://www.bhlaab.com/274:8080/
127.0.0.1:59542 - - [13/Jun/2011 11:44:43] "HTTP/1.1 GET /" - 200 OK
127.0.0.1:59542 - - [13/Jun/2011 11:44:43] "HTTP/1.1 GET /favicon.ico" - 404 Not Found

这些是 lpthw.web 打印出的 log 信息,从这些信息你可以看出服务器有在运行,而且能了解到程序在浏览器背后做了些什么事情。这些信息还有助于你发现程序的问题。例如在最后一行它告诉你浏览器试图获取 /favicon.ico,但是这个文件并不存在,因此它返回的状态码是 404 Not Found

到这里,我还没有讲到任何 web 相关的工作原理,因为首先你需要完成准备工作,以便后面的学习能顺利进行,接下来的两节习题中会有详细的解释。我会要求你用各种方法把你的 lpthw.web 应用程序弄坏,然后再将其重新构建起来:这样做的目的是让你明白运行lpthw.web 程序需要准备好哪些东西。

发生了什么事情??

在浏览器访问到你的网页应用程序时,发生了下面一些事情:

  1. 浏览器通过网络连接到你自己的电脑,它的名字叫做 localhost,这是一个标准称谓,表示的谁就是网络中你自己的这台计算机,不管它实际名字是什么,你都可以使用localhost 来访问。它使用到的网络端口是 5000
  2. 连接成功以后,浏览器对 bin/app.py 这个应用程序发出了 HTTP 请求(request),要求访问 URL /,这通常是一个网站的第一个 URL。
  3. bin/app.py 里,我们有一个列表,里边包含了 URL 和类的匹配关系。我们这里只定义了一组匹配,那就是 '/', 'index' 的匹配。它的含义是:如果有人使用浏览器访问 / 这一级目录,lpthw.web 将找到并加载 class index,从而用它处理这个浏览器请求。
  4. 现在 lpthw.web 找到了 class index,然后针对这个类的一个实例调用了 index.GET 这个方法函数。该函数运行后返回了一个字符串,以供 lpthw.web 将其传递给浏览器。
  5. 最后 lpthw.web 完成了对于浏览器请求的处理,将响应(response)回传给浏览器,于是你就看到了现在的页面。

确定你真的弄懂了这些,你需要画一个示意图,来理清信息是如何从浏览器传递到 lpthw.web,再到 index.GET,再回到你的浏览器的。

修正错误?

第一步,把第 11 行的 greeting 变量赋值删掉,然后刷新浏览器。你应该会看到一个错误页面,你可以通过这一页丰富的错误信息看出你的程序崩溃的原因是什么。当然你已经知道出错的原因是 greeting 的赋值丢失了,不过 lpthw.web 还是会给你一个挺好的错误页面,让你能找到出错的具体位置。试试在这个错误页面上做以下操作:

  1. 检查每一段 Local vars 输出(用鼠标点击它们),追踪里边提到的变量名称,以及它们是在哪些代码文件中用到的。
  2. 阅读 Request Information 一节,看看里边哪些知识是你已经熟悉了的。Request 是浏览器发给你的 gothonweb 应用程序的信息。这些知识对于日常网页浏览没有什么用处,但现在你要学会这些东西,以便写出 web 应用程序来。
  3. 试着把这个小程序的别的位置改错,探索一下会发生什么事情。``lpthw.web`` 的会把一些错误信息和堆栈跟踪(stack trace)信息显示在命令行终端,所以别忘了检查命令行终端的信息输出。

创建基本的模板文件?

你已经试过用各种方法把这个 lpthw.web 程序改错,不过你有没有注意到“Hello World”不是一个好 HTML 网页呢?这是一个 web 应用,所以需要一个合适的 HTML 响应页面才对。为了达到这个目的,下一步你要做的是将“Hello World”以较大的绿色字体显示出来。

第一步是创建一个 templates/index.html 文件,内容如下:

$def with (greeting)

<html>
    <head>
        <title>Gothons Of Planet Percal #25</title>
    </head>
<body>

$if greeting:
    I just wanted to say <em style="color: green; font-size: 2em;">$greeting</em>.
$else:
    <em>Hello</em>, world!

</body>
</html>

如果你学过 HTML 的话,这些内容你看上去应该很熟悉。如果你没学过 HTML,那你应该去研究一下,试着用 HTML 写几个网页,从而知道它的工作原理。不过我们这里的 HTML 文件其实是一个“模板(template)”,如果你向模板提供一些参数,lpthw.web 就会在模板中找到对应的位置,将参数的内容填充到模板中。例如每一个出现 $greeting 的位置,$greeting 的内容都会被替换成对应这个变量名的参数。

为了让你的 bin/app.py 处理模板,你需要写一写代码,告诉 lpthw.web 到哪里去找到模板进行加载,以及如何渲染(render)这个模板,按下面的方式修改你的 app.py

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import web

urls = (
  '/', 'Index'
)

app = web.application(urls, globals())

render = web.template.render('templates/')

class Index(object):
    def GET(self):
        greeting = "Hello World"
        return render.index(greeting = greeting)

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

特别注意一下 render 这个新变量名,注意我修改了 index.GET 的最后一行,让它返回了 render.index() ,并且将 greeting 变量作为参数传递给了这个函数。

改好上面的代码后,刷新一下浏览器中的网页,你应该会看到一条和之前不同的绿色信息输出。你还可以在浏览器中通过“查看源文件(View Source)”看到模板被渲染成了标准有效的 HTML 源代码。

这么讲也许有些太快了,我来详细解释一下模板的工作原理吧:

  1. bin/app.py 里面你添加了一个叫做 render 的新变量,它本身是一个 web.template.render 对象。
  2. 你将 templates/ 作为参数传递给了这个对象,这样就让 render 知道了从哪里去加载模板文件。
  3. 在你后面的代码中,当浏览器一如既往地触发了 index.GET 以后,它没有再返回简单的 greeting 字符串,取而代之的是你调用了 render.index,而且将问候语句作为一个变量传递给它。
  4. 这个 render_template 函数可以说是一个“魔法函数”,它看到了你需要的是 index.html,于是就跑到 templates/ 目录下,找到名字为 index.html 的文件,然后就把它渲染(render)一遍(叫“转换一遍”也可以)。
  5. templates/index.html 文件中,你可以看到初始定义一行中说这个模板需要使用一个叫 greeting 的参数,这和函数定义中的格式差不多。另外和 Python 语法一样,模板文件是缩进敏感的,所以要确认自己弄对了缩进。
  6. 最后,你让 templates/index.html 去检查 greeting 这个变量,如果这个变量存在的话,就打印出变量的内容,如果不存在的话,就会打印出一个默认的问候信息。

要深入理解这个过程,你可以修改 greeting 变量以及 HTML 模板的内容,看看会有什么效果。然后创建一个叫做 templates/foo.html 的模板,并且使用一个新的 render.foo 去渲染它。从这个过程你也可以看出,render 调用的函数名称只要跟 templates/ 下的 .html 文件名匹配到,这个 HTML 模板就可以被渲染到了。

加分习题?

  1. http://www.bhlaab.com/821/ 阅读里边的文档,它其实和 lpthw.web 是同一个项目。
  2. 实验一下你在上述网站看到的所有的东西,包括里边的代码示例。
  3. 阅读以下 HTML5 和 CSS3 相关的东西,自己练习着写几个 .html 和 .css 文件。
  4. 如果你有一个懂 Django 朋友可以帮你的话,你可以试着使用 Django 完成一下习题 50、51、52,看看结果会是什么样子的。
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