Tornado介绍及示例详解程序员

Tornado 是 FriendFeed 使用的可扩展的非阻塞式 web 服务器及其相关工具的开源版本。这个 Web 框架看起来有些像 web.py 或者 Google 的 webapp，不过为了能有效利用非阻塞式服务器环境，这个 Web 框架还包含了一些相关的有用工具和优化。

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。我们开发这个 Web 服务器的主要目的就是为了处理 FriendFeed 的实时功能 ——在 FriendFeed 的应用里每一个活动用户都会保持着一个服务器连接。

下载和安装

自动安装： Tornado 已经列入 PyPI ，因此可以通过 pip 或者 easy_install 来安装

Hello, world

以下是经典的 “Hello, world” 示例：

import tornado.ioloop 
import tornado.web 
 
class MainHandler(tornado.web.RequestHandler): 
    def get(self): 
        self.write("Hello, world") 
 
application = tornado.web.Application([ 
    (r"/", MainHandler), 
]) 
 
if __name__ == "__main__": 
    application.listen(8888) 
    tornado.ioloop.IOLoop.instance().start()

在浏览器中打开 127.0.0.1:8888即可看到

模块索引

最重要的一个模块是web，它就是包含了 Tornado 的大部分主要功能的 Web 框架。其它的模块都是工具性质的，以便让 web 模块更加有用后面的 Tornado 攻略详细讲解了 web 模块的使用方法。

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
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
template – 基于 Python 的 web 模板系统
httpclient – 非阻塞式 HTTP 客户端，它被设计用来和 web 及 httpserver 协同工作
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

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

Tornado 攻略

请求处理程序和请求参数

Tornado 的 Web 程序会将 URL 或者 URL 范式映射到 tornado.web.RequestHandler 的子类上去。在其子类中定义了 get() 或 post() 方法，用以处理不同的 HTTP 请求。

下面的代码将 URL 根目录 / 映射到 MainHandler，还将一个 URL 范式 /story/([0-9]+) 映射到 StoryHandler。正则表达式匹配的分组会作为参数引入的相应方法中：

class MainHandler(tornado.web.RequestHandler): 
    def get(self): 
        self.write("You requested the main page") 
 
class StoryHandler(tornado.web.RequestHandler): 
    def get(self, story_id): 
        self.write("You requested the story " + story_id) 
 
application = tornado.web.Application([ 
    (r"/", MainHandler), 
    (r"/story/([0-9]+)", StoryHandler), 
])

你可以使用 get_argument() 方法来获取查询字符串参数，以及解析 POST 的内容：

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("You wrote " + self.get_argument("message"))

上传的文件可以通过 self.request.files 访问到，该对象将名称（HTML元素 <input type=”file”>的 name 属性）对应到一个文件列表。每一个文件都以字典的形式存在，其格式为 {“filename”:…, “content_type”:…, “body”:…}。

如果你想要返回一个错误信息给客户端，例如“403 unauthorized”，只需要抛出一个 tornado.web.HTTPError 异常：

if not self.user_is_logged_in(): 
    raise tornado.web.HTTPError(403)

请求处理程序可以通过 self.request 访问到代表当前请求的对象。该 HTTPRequest 对象包含了一些有用的属性，包括：

arguments – 所有的 GET 或 POST 的参数
files – 所有通过 multipart/form-data POST 请求上传的文件
path – 请求的路径（ ? 之前的所有内容）
headers – 请求的开头信息

你可以通过查看源代码 httpserver 模组中 HTTPRequest 的定义，从而了解到它的所有属性。

重写 RequestHandler 的方法函数

除了 get()/post()等以外，RequestHandler 中的一些别的方法函数，这都是一些空函数，它们存在的目的是在必要时在子类中重新定义其内容。对于一个请求的处理的代码调用次序如下：

程序为每一个请求创建一个 RequestHandler 对象
程序调用 initialize() 函数，这个函数的参数是 Application 配置中的关键字参数定义。（initialize 方法是 Tornado 1.1 中新添加的，旧版本中你需要重写 __init__ 以达到同样的目的） initialize 方法一般只是把传入的参数存到成员变量中，而不会产生一些输出或者调用像 send_error 之类的方法。
程序调用 prepare()。无论使用了哪种 HTTP 方法，prepare 都会被调用到，因此这个方法通常会被定义在一个基类中，然后在子类中重用。prepare可以产生输出信息。如果它调用了finish（或send_error` 等函数），那么整个处理流程就此结束。
程序调用某个 HTTP 方法：例如 get()、post()、put() 等。如果 URL 的正则表达式模式中有分组匹配，那么相关匹配会作为参数传入方法。

下面是一个示范 initialize() 方法的例子：

class ProfileHandler(RequestHandler): 
    def initialize(self, database): 
        self.database = database 
 
    def get(self, username): 
        ... 
 
app = Application([ 
    (r'/user/(.*)', ProfileHandler, dict(database=database)), 
    ])

其它设计用来被复写的方法有：

get_error_html(self, status_code, exception=None, **kwargs) – 以字符串的形式返回 HTML，以供错误页面使用。
get_current_user(self) – 查看下面的用户认证一节
get_user_locale(self) – 返回 locale 对象，以供当前用户使用。
get_login_url(self) – 返回登录网址，以供 @authenticated 装饰器使用（默认位置在 Application 设置中）
get_template_path(self) – 返回模板文件的路径（默认是 Application 中的设置）

重定向(redirect)

Tornado 中的重定向有两种主要方法：self.redirect，或者使用 RedirectHandler。

你可以在使用 RequestHandler （例如 get）的方法中使用 self.redirect，将用户重定向到别的地方。另外还有一个可选参数 permanent，你可以用它指定这次操作为永久性重定向。

该参数会激发一个 301 Moved Permanently HTTP 状态，这在某些情况下是有用的，例如，你要将页面的原始链接重定向时，这种方式会更有利于搜索引擎优化（SEO）。

permanent 的默认值是 False，这是为了适用于常见的操作，例如用户端在成功发送 POST 请求以后的重定向。

self.redirect('/some-canonical-page', permanent=True)

RedirectHandler 会在你初始化 Application 时自动生成。

例如本站的下载 URL，由较短的 URL 重定向到较长的 URL 的方式是这样的：

application = tornado.wsgi.WSGIApplication([ 
    (r"/([a-z]*)", ContentHandler), 
    (r"/static/tornado-0.2.tar.gz", tornado.web.RedirectHandler, 
     dict(url="http://github.com/downloads/facebook/tornado/tornado-0.2.tar.gz")), 
], **settings)

RedirectHandler 的默认状态码是 301 Moved Permanently，不过如果你想使用 302 Found 状态码，你需要将 permanent 设置为 False。

application = tornado.wsgi.WSGIApplication([ 
    (r"/foo", tornado.web.RedirectHandler, {"url":"/bar", "permanent":False}), 
], **settings)

注意，在 self.redirect 和 RedirectHandler 中，permanent 的默认值是不同的。这样做是有一定道理的，self.redirect 通常会被用在自定义方法中，是由逻辑事件触发的（例如环境变更、用户认证、以及表单提交）。而 RedirectHandler 是在每次匹配到请求 URL 时被触发。

模板

你可以在 Tornado 中使用任何一种 Python 支持的模板语言。但是相较于其它模板而言， Tornado 自带的模板系统速度更快，并且也更灵活。具体可以查看 template 模块的源码。

Tornado 模板其实就是 HTML 文件（也可以是任何文本格式的文件），其中包含了 Python 控制结构和表达式，这些控制结构和表达式需要放在规定的格式标记符(markup)中：

<html> 
   <head> 
      <title>{{ title }}</title> 
   </head> 
   <body> 
     <ul> 
       {% for item in items %} 
         <li>{{ escape(item) }}</li> 
       {% end %} 
     </ul> 
   </body> 
 </html>

如果你把上面的代码命名为 “template.html”，保存在 Python 代码的同一目录中，你就可以这样来渲染它：

class MainHandler(tornado.web.RequestHandler): 
    def get(self): 
        items = ["Item 1", "Item 2", "Item 3"] 
        self.render("template.html", title="My title", items=items)

Tornado 的模板支持“控制语句”和“表达语句”，控制语句是使用 {% 和 %} 包起来的例如 {% if len(items) > 2 %}。表达语句是使用 {{ 和 }} 包起来的，例如 {{ items[0] }}。

控制语句和对应的 Python 语句的格式基本完全相同。我们支持 if、for、while 和 try，这些语句逻辑结束的位置需要用 {% end %} 做标记。我们还通过 extends 和 block 语句实现了模板继承。这些在 template 模块的代码文档中有着详细的描述。

表达语句可以是包括函数调用在内的任何 Python 表述。模板中的相关代码，会在一个单独的名字空间中被执行，这个名字空间包括了以下的一些对象和方法。（注意，下面列表中的对象或方法在使用 RequestHandler.render 或者 render_string 时才存在的，如果你在 RequestHandler 外面直接使用 template 模块，则它们中的大部分是不存在的）。

escape: tornado.escape.xhtml_escape 的別名
xhtml_escape: tornado.escape.xhtml_escape 的別名
url_escape: tornado.escape.url_escape 的別名
json_encode: tornado.escape.json_encode 的別名
squeeze: tornado.escape.squeeze 的別名
linkify: tornado.escape.linkify 的別名
datetime: Python 的 datetime 模组
handler: 当前的 RequestHandler 对象
request: handler.request 的別名
current_user: handler.current_user 的別名
locale: handler.locale 的別名
_: handler.locale.translate 的別名
static_url: for handler.static_url 的別名
xsrf_form_html: handler.xsrf_form_html 的別名
reverse_url: Application.reverse_url 的別名
Application 设置中 ui_methods 和 ui_modules 下面的所有项目
任何传递给 render 或者 render_string 的关键字参数

当你制作一个实际应用时，你会需要用到 Tornado 模板的所有功能，尤其是模板继承功能。所有这些功能都可以在 template 模块的代码文档中了解到。（其中一些功能是在 web模块中实现的，例如 UIModules）

从实现方式来讲，Tornado 的模板会被直接转成 Python 代码。模板中的语句会逐字复制到一个代表模板的函数中去。我们不会对模板有任何限制，Tornado 模板模块的设计宗旨就是要比其他模板系统更灵活而且限制更少。所以，当你的模板语句里发生了随机的错误，在执行模板时你就会看到随机的 Python 错误信息。

所有的模板输出都已经通过 tornado.escape.xhtml_escape 自动转义(escape)，这种默认行为，可以通过以下几种方式修改：将 autoescape=None 传递给 Application 或者 TemplateLoader、在模板文件中加入 {% autoescape None %}、或者在简单表达语句 {{ … }} 写成 {% raw …%}。另外你可以在上述位置将 autoescape 设为一个自定义函数，而不仅仅是 None。

你可以使用 set_cookie 方法在用户的浏览中设置 cookie：

class MainHandler(tornado.web.RequestHandler): 
    def get(self): 
        if not self.get_cookie("mycookie"): 
            self.set_cookie("mycookie", "myvalue") 
            self.write("Your cookie was not set yet!") 
        else: 
            self.write("Your cookie was set!")

Cookie 很容易被恶意的客户端伪造。加入你想在 cookie 中保存当前登陆用户的 id 之类的信息，你需要对 cookie 作签名以防止伪造。Tornado 通过 set_secure_cookie 和 get_secure_cookie 方法直接支持了这种功能。要使用这些方法，你需要在创建应用时提供一个密钥，名字为 cookie_secret。你可以把它作为一个关键词参数传入应用的设置中：

application = tornado.web.Application([ 
    (r"/", MainHandler), 
], cookie_secret="61oETzKXQAGaYdkL5gEmGeJJFuYh7EQnp2XdTP1o/Vo=")

签名过的 cookie 中包含了编码过的 cookie 值，另外还有一个时间戳和一个 HMAC 签名。如果 cookie 已经过期或者签名不匹配，get_secure_cookie 将返回 None，这和没有设置 cookie 时的返回值是一样的。上面例子的安全 cookie 版本如下：

class MainHandler(tornado.web.RequestHandler): 
    def get(self): 
        if not self.get_secure_cookie("mycookie"): 
            self.set_secure_cookie("mycookie", "myvalue") 
            self.write("Your cookie was not set yet!") 
        else: 
            self.write("Your cookie was set!")

用户认证

当前已经认证的用户信息被保存在每一个请求处理器的 self.current_user 当中，同时在模板的 current_user 中也是。默认情况下，current_user 为 None。

要在应用程序实现用户认证的功能，你需要复写请求处理中 get_current_user() 这个方法，在其中判定当前用户的状态，比如通过 cookie。下面的例子让用户简单地使用一个 nickname 登陆应用，该登陆信息将被保存到 cookie 中：

class BaseHandler(tornado.web.RequestHandler): 
    def get_current_user(self): 
        return self.get_secure_cookie("user") 
 
class MainHandler(BaseHandler): 
    def get(self): 
        if not self.current_user: 
            self.redirect("/login") 
            return 
        name = tornado.escape.xhtml_escape(self.current_user) 
        self.write("Hello, " + name) 
 
class LoginHandler(BaseHandler): 
    def get(self): 
        self.write('<html><body><form action="/login" method="post">' 
                   'Name: <input type="text" name="name">' 
                   '<input type="submit" value="Sign in">' 
                   '</form></body></html>') 
 
    def post(self): 
        self.set_secure_cookie("user", self.get_argument("name")) 
        self.redirect("/") 
 
application = tornado.web.Application([ 
    (r"/", MainHandler), 
    (r"/login", LoginHandler), 
], cookie_secret="61oETzKXQAGaYdkL5gEmGeJJFuYh7EQnp2XdTP1o/Vo=")

对于那些必须要求用户登陆的操作，可以使用装饰器 tornado.web.authenticated。如果一个方法套上了这个装饰器，但是当前用户并没有登陆的话，页面会被重定向到login_url（应用配置中的一个选项），上面的例子可以被改写成：

class MainHandler(BaseHandler): 
    @tornado.web.authenticated 
    def get(self): 
        name = tornado.escape.xhtml_escape(self.current_user) 
        self.write("Hello, " + name) 
 
settings = { 
    "cookie_secret": "61oETzKXQAGaYdkL5gEmGeJJFuYh7EQnp2XdTP1o/Vo=", 
    "login_url": "/login", 
} 
application = tornado.web.Application([ 
    (r"/", MainHandler), 
    (r"/login", LoginHandler), 
], **settings)

如果你使用 authenticated 装饰器来装饰 post() 方法，那么在用户没有登陆的状态下，服务器会返回 403 错误。

Tornado 内部集成了对第三方认证形式的支持，比如 Google 的 OAuth 。参阅 auth 模块的代码文档以了解更多信息。 for more details. Checkauth 模块以了解更多的细节。在 Tornado 的源码中有一个 Blog 的例子，你也可以从那里看到用户认证的方法（以及如何在 MySQL 数据库中保存用户数据）。

跨站伪造请求的防范

跨站伪造请求(Cross-site request forgery)，简称为 XSRF，是个性化 Web 应用中常见的一个安全问题。前面的链接也详细讲述了 XSRF 攻击的实现方式。

当前防范 XSRF 的一种通用的方法，是对每一个用户都记录一个无法预知的 cookie 数据，然后要求所有提交的请求中都必须带有这个 cookie 数据。如果此数据不匹配，那么这个请求就可能是被伪造的。

Tornado 有内建的 XSRF 的防范机制，要使用此机制，你需要在应用配置中加上 xsrf_cookies 设定：

settings = { 
    "cookie_secret": "61oETzKXQAGaYdkL5gEmGeJJFuYh7EQnp2XdTP1o/Vo=", 
    "login_url": "/login", 
    "xsrf_cookies": True, 
} 
application = tornado.web.Application([ 
    (r"/", MainHandler), 
    (r"/login", LoginHandler), 
], **settings)

如果设置了 xsrf_cookies，那么 Tornado 的 Web 应用将对所有用户设置一个 _xsrf 的 cookie 值，如果 POST PUT DELET 请求中没有这个 cookie 值，那么这个请求会被直接拒绝。如果你开启了这个机制，那么在所有被提交的表单中，你都需要加上一个域来提供这个值。你可以通过在模板中使用专门的函数 xsrf_form_html() 来做到这一点：

<form action="/new_message" method="post"> 
  {{ xsrf_form_html() }} 
  <input type="text" name="message"/> 
  <input type="submit" value="Post"/> 
</form>

如果你提交的是 AJAX 的 POST 请求，你还是需要在每一个请求中通过脚本添加上 _xsrf 这个值。下面是在 FriendFeed 中的 AJAX 的 POST 请求，使用了 jQuery 函数来为所有请求组东添加 _xsrf 值：

function getCookie(name) { 
    var r = document.cookie.match("//b" + name + "=([^;]*)//b"); 
    return r ? r[1] : undefined; 
} 
 
jQuery.postJSON = function(url, args, callback) { 
    args._xsrf = getCookie("_xsrf"); 
    $.ajax({url: url, data: $.param(args), dataType: "text", type: "POST", 
        success: function(response) { 
        callback(eval("(" + response + ")")); 
    }}); 
};

对于 PUT 和 DELETE 请求（以及不使用将 form 内容作为参数的 POST 请求）来说，你也可以在 HTTP 头中以 X-XSRFToken 这个参数传递 XSRF token。

如果你需要针对每一个请求处理器定制 XSRF 行为，你可以重写 RequestHandler.check_xsrf_cookie()。例如你需要使用一个不支持 cookie 的 API，你可以通过将 check_xsrf_cookie() 函数设空来禁用 XSRF 保护机制。然而如果你需要同时支持 cookie 和非 cookie 认证方式，那么只要当前请求是通过 cookie 进行认证的，你就应该对其使用 XSRF 保护机制，这一点至关重要。

静态文件和主动式文件缓存

你能通过在应用配置中指定 static_path 选项来提供静态文件服务：

settings = { 
    "static_path": os.path.join(os.path.dirname(__file__), "static"), 
    "cookie_secret": "61oETzKXQAGaYdkL5gEmGeJJFuYh7EQnp2XdTP1o/Vo=", 
    "login_url": "/login", 
    "xsrf_cookies": True, 
} 
application = tornado.web.Application([ 
    (r"/", MainHandler), 
    (r"/login", LoginHandler), 
    (r"/(apple-touch-icon/.png)", tornado.web.StaticFileHandler, dict(path=settings['static_path'])), 
], **settings)

这样配置后，所有以 /static/ 开头的请求，都会直接访问到指定的静态文件目录，比如 http://localhost:8888/static/foo.png 会从指定的静态文件目录中访问到 foo.png 这个文件。同时 /robots.txt 和 /favicon.ico 也是会自动作为静态文件处理（即使它们不是以 /static/ 开头）。

在上述配置中，我们使用 StaticFileHandler 特别指定了让 Tornado 从根目录伺服 apple-touch-icon.png 这个文件，尽管它的物理位置还是在静态文件目录中。（正则表达式的匹配分组的目的是向 StaticFileHandler 指定所请求的文件名称，抓取到的分组会以方法参数的形式传递给处理器。）通过相同的方式，你也可以从站点的更目录伺服 sitemap.xml 文件。当然，你也可以通过在 HTML 中使用正确的 <link /> 标签来避免这样的根目录文件伪造行为。

为了提高性能，在浏览器主动缓存静态文件是个不错的主意。这样浏览器就不需要发送不必要的 If-Modified-Since 和 Etag 请求，从而影响页面的渲染速度。 Tornado 可以通过内建的“静态内容分版(static content versioning)”来直接支持这种功能。

要使用这个功能，在模板中就不要直接使用静态文件的 URL 地址了，你需要在 HTML 中使用 static_url() 这个方法来提供 URL 地址：

<html> 
   <head> 
      <title>FriendFeed - {{ _("Home") }}</title> 
   </head> 
   <body> 
     <div><img src="{{ static_url("images/logo.png") }}"/></div> 
   </body> 
 </html>

static_url() 函数会将相对地址转成一个类似于 /static/images/logo.png?v=aae54 的 URI，v 参数是 logo.png 文件的散列值， Tornado 服务器会把它发给浏览器，并以此为依据让浏览器对相关内容做永久缓存。

由于 v 的值是基于文件的内容计算出来的，如果你更新了文件，或者重启了服务器，那么就会得到一个新的 v 值，这样浏览器就会请求服务器以获取新的文件内容。如果文件的内容没有改变，浏览器就会一直使用本地缓存的文件，这样可以显著提高页面的渲染速度。

在生产环境下，你可能会使用nginx这样的更有利于静态文件伺服的服务器，你可以将 Tornado 的文件缓存指定到任何静态文件服务器上面，下面是 FriendFeed 使用的 nginx 的相关配置：

location /static/ { 
    root /var/friendfeed/static; 
    if ($query_string) { 
        expires max; 
    } 
 }

本地化

不管有没有登陆，当前用户的 locale 设置可以通过两种方式访问到：请求处理器的 self.locale 对象、以及模板中的 locale 值。Locale 的名称（如 en_US）可以通过 locale.name这个变量访问到，你可以使用 locale.translate 来进行本地化翻译。在模板中，有一个全局方法叫 _()，它的作用就是进行本地化的翻译。这个翻译方法有两种使用形式：

_("Translate this string")

它会基于当前 locale 设置直接进行翻译，还有一种是：

_("A person liked this", "%(num)d people liked this", len(people)) % {"num": len(people)}

这种形式会根据第三个参数来决定是使用单数或是复数的翻译。上面的例子中，如果 len(people) 是 1 的话，就使用第一种形式的翻译，否则，就使用第二种形式的翻译。

常用的翻译形式是使用 Python 格式化字符串时的“固定占位符(placeholder)”语法，（例如上面的 %(num)d），和普通占位符比起来，固定占位符的优势是使用时没有顺序限制。

一个本地化翻译的模板例子：

<html> 
   <head> 
      <title>FriendFeed - {{ _("Sign in") }}</title> 
   </head> 
   <body> 
     <form action="{{ request.path }}" method="post"> 
       <div>{{ _("Username") }} <input type="text" name="username"/></div> 
       <div>{{ _("Password") }} <input type="password" name="password"/></div> 
       <div><input type="submit" value="{{ _("Sign in") }}"/></div> 
       {{ xsrf_form_html() }} 
     </form> 
   </body> 
 </html>

默认情况下，我们通过 Accept-Language 这个头来判定用户的 locale，如果没有，则取 en_US 这个值。如果希望用户手动设置一个 locale 偏好，可以在处理请求的类中复写 get_user_locale 方法：

class BaseHandler(tornado.web.RequestHandler): 
    def get_current_user(self): 
        user_id = self.get_secure_cookie("user") 
        if not user_id: return None 
        return self.backend.get_user_by_id(user_id) 
 
    def get_user_locale(self): 
        if "locale" not in self.current_user.prefs: 
            # Use the Accept-Language header 
            return None 
        return self.current_user.prefs["locale"]

如果 get_user_locale 返回 None，那么就会再去取 Accept-Language header 的值。

你可以使用 tornado.locale.load_translations 方法获取应用中的所有已存在的翻译。它会找到包含有特定名字的 CSV 文件的目录，如 es_GT.csv fr_CA.csv 这些 csv 文件。然后从这些 CSV 文件中读取出所有的与特定语言相关的翻译内容。典型的用例里面，我们会在 Tornado 服务器的 main() 方法中调用一次该函数：

def main(): 
    tornado.locale.load_translations( 
        os.path.join(os.path.dirname(__file__), "translations")) 
    start_server()

你可以使用 tornado.locale.get_supported_locales() 方法得到支持的 locale 列表。Tornado 会依据用户当前的 locale 设置以及已有的翻译，为用户选择一个最佳匹配的显示语言。比如，用户的 locale 是 es_GT 而翻译中只支持了 es，那么 self.locale 就会被设置为 es。如果找不到最接近的 locale 匹配，self.locale 就会就会取备用值 es_US。

查看 locale 模块的代码文档以了解 CSV 文件的格式，以及其它的本地化方法函数。

UI 模块

Tornado 支持一些 UI 模块，它们可以帮你创建标准的，易被重用的应用程序级的 UI 组件。这些 UI 模块就跟特殊的函数调用一样，可以用来渲染页面组件，而这些组件可以有自己的 CSS 和 JavaScript。

例如你正在写一个博客的应用，你希望在首页和单篇文章的页面都显示文章列表，你可以创建一个叫做 Entry 的 UI 模块，让他在两个地方分别显示出来。首选需要为你的 UI 模块创建一个 Python 模组文件，就叫 uimodules.py 好了:

class Entry(tornado.web.UIModule): 
    def render(self, entry, show_comments=False): 
        return self.render_string( 
            "module-entry.html", entry=entry, show_comments=show_comments)

然后通过 ui_modules 配置项告诉 Tornado 在应用当中使用 uimodules.py：

class HomeHandler(tornado.web.RequestHandler): 
    def get(self): 
        entries = self.db.query("SELECT * FROM entries ORDER BY date DESC") 
        self.render("home.html", entries=entries) 
 
class EntryHandler(tornado.web.RequestHandler): 
    def get(self, entry_id): 
        entry = self.db.get("SELECT * FROM entries WHERE id = %s", entry_id) 
        if not entry: raise tornado.web.HTTPError(404) 
        self.render("entry.html", entry=entry) 
 
settings = { 
    "ui_modules": uimodules, 
} 
application = tornado.web.Application([ 
    (r"/", HomeHandler), 
    (r"/entry/([0-9]+)", EntryHandler), 
], **settings)

在 home.html 中，你不需要写繁复的 HTML 代码，只要引用 Entry 就可以了：

{% for entry in entries %} 
  {% module Entry(entry) %} 
{% end %}

在 entry.html 里面，你需要使用 show_comments 参数来引用 Entry 模块，用来显示展开的 Entry 内容：

{% module Entry(entry, show_comments=True) %}

你可以为 UI 模型配置自己的 CSS 和 JavaScript ，只要复写 embedded_css、 embedded_javascript、javascipt_files、css_files 就可以了：

class Entry(tornado.web.UIModule): 
    def embedded_css(self): 
        return ".entry { margin-bottom: 1em; }" 
 
    def render(self, entry, show_comments=False): 
        return self.render_string( 
            "module-entry.html", show_comments=show_comments)

即使一页中有多个相同的 UI 组件，UI 组件的 CSS 和 JavaScript 部分只会被渲染一次。 CSS 是在页面的 <head> 部分，而 JavaScript 被渲染在页面结尾 </body> 之前的位置。

在不需要额外 Python 代码的情况下，模板文件也可以当做 UI 模块直接使用。例如前面的例子可以以下面的方式实现，只要把这几行放到 module-entry.html 中就可以了：

{{ set_resources(embedded_css=".entry { margin-bottom: 1em; }") }} 
<!-- more template html... -->

这个修改过的模块式模板可以通过下面的方法调用：

{% module Template("module-entry.html", show_comments=True) %}

set_resources 函数只能在 {% module Template(…) %} 调用的模板中访问到。和 {% include … %} 不同，模块式模板使用了和它们的上级模板不同的命名空间——它们只能访问到全局模板命名空间和它们自己的关键字参数。

非阻塞式异步请求

当一个处理请求的行为被执行之后，这个请求会自动地结束。因为 Tornado 当中使用了一种非阻塞式的 I/O 模型，所以你可以改变这种默认的处理行为——让一个请求一直保持连接状态，而不是马上返回，直到一个主处理行为返回。要实现这种处理方式，只需要使用 tornado.web.asynchronous 装饰器就可以了。

使用了这个装饰器之后，你必须调用 self.finish() 已完成 HTTTP 请求，否则用户的浏览器会一直处于等待服务器响应的状态：

class MainHandler(tornado.web.RequestHandler): 
    @tornado.web.asynchronous 
    def get(self): 
        self.write("Hello, world") 
        self.finish()

下面是一个使用 Tornado 内置的异步请求 HTTP 客户端去调用 FriendFeed 的 API 的例子：

class MainHandler(tornado.web.RequestHandler): 
    @tornado.web.asynchronous 
    def get(self): 
        http = tornado.httpclient.AsyncHTTPClient() 
        http.fetch("http://friendfeed-api.com/v2/feed/bret", 
                   callback=self.on_response) 
 
    def on_response(self, response): 
        if response.error: raise tornado.web.HTTPError(500) 
        json = tornado.escape.json_decode(response.body) 
        self.write("Fetched " + str(len(json["entries"])) + " entries " 
                   "from the FriendFeed API") 
        self.finish()

例子中，当 get() 方法返回时，请求处理还没有完成。在 HTTP 客户端执行它的回调函数 on_response() 时，从浏览器过来的请求仍然是存在的，只有在显式调用了 self.finish() 之后，才会把响应返回到浏览器。

关于更多异步请求的高级例子，可以参阅 demo 中的 chat 这个例子。它是一个使用 long polling 方式的 AJAX 聊天室。如果你使用到了 long polling，你可能需要复写on_connection_close()，这样你可以在客户连接关闭以后做相关的清理动作。（请查看该方法的代码文档，以防误用。）

异步 HTTP 客户端

Tornado 包含了两种非阻塞式 HTTP 客户端实现：SimpleAsyncHTTPClient 和 CurlAsyncHTTPClient。前者是直接基于 IOLoop 实现的，因此无需外部依赖关系。后者作为 Curl 客户端，需要安装 libcurl 和 pycurl 后才能正常工作，但是对于使用到 HTTP 规范中一些不常用内容的站点来说，它的兼容性会更好。为防止碰到旧版本中异步界面的 bug，我们建议你安装最近的版本的 libcurl 和 pycurl。

这些客户端都有它们自己的模组(tornado.simple_httpclient 和 tornado.curl_httpclient)，你可以通过 tornado.httpclient 来指定使用哪一种客户端，默认情况下使用的是 SimpleAsyncHTTPClient，如果要修改默认值，只要在一开始调用 AsyncHTTPClient.configure 方法即可：

AsyncHTTPClient.configure('tornado.curl_httpclient.CurlAsyncHTTPClient')

第三方认证

Tornado 的 auth 模块实现了现在很多流行站点的用户认证方式，包括 Google/Gmail、Facebook、Twitter、Yahoo 以及 FriendFeed。这个模块可以让用户使用这些站点的账户来登陆你自己的应用，然后你就可以在授权的条件下访问原站点的一些服务，比如下载用户的地址薄，在 Twitter 上发推等。

下面的例子使用了 Google 的账户认证，Google 账户的身份被保存到 cookie 当中，以便以后的访问使用：

class GoogleHandler(tornado.web.RequestHandler, tornado.auth.GoogleMixin): 
    @tornado.web.asynchronous 
    def get(self): 
        if self.get_argument("openid.mode", None): 
            self.get_authenticated_user(self._on_auth) 
            return 
        self.authenticate_redirect() 
 
    def _on_auth(self, user): 
        if not user: 
            self.authenticate_redirect() 
            return 
        # Save the user with, e.g., set_secure_cookie()

请查看 auth 模块的代码文档以了解更多的细节。

调试模式和自动重载

如果你将 debug=True 传递给 Application 构造器，该 app 将以调试模式运行。在调试模式下，模板将不会被缓存，而这个 app 会监视代码文件的修改，如果发现修改动作，这个 app 就会被重新加载。在开发过程中，这会大大减少手动重启服务的次数。然而有些问题（例如 import 时的语法错误）还是会让服务器下线，目前的 debug 模式还无法避免这些情况。

调试模式和 HTTPServer 的多进程模式不兼容。在调试模式下，你必须将 HTTPServer.start 的参数设为不大于 1 的数字。

调试模式下的自动重载功能可以通过独立的模块 tornado.autoreload 调用，作为测试运行器的一个可选项目，tornado.testing.main 中也有用到它。

性能

一个 Web 应用的性能表现，主要看它的整体架构，而不仅仅是前端的表现。和其它的 Python Web 框架相比，Tornado 的速度要快很多。

我们在一些流行的 Python Web 框架上（Django、 web.py、CherryPy），针对最简单的 Hello, world 例子作了一个测试。对于 Django 和 web.py，我们使用 Apache/mod_wsgi 的方式来带，CherryPy 就让它自己裸跑。这也是在生产环境中各框架常用的部署方案。对于我们的 Tornado，使用的部署方案为前端使用 nginx 做反向代理，带动 4 个线程模式的 Tornado，这种方案也是我们推荐的在生产环境下的 Tornado 部署方案（根据具体的硬件情况，我们推荐一个 CPU 核对应一个 Tornado 伺服实例，我们的负载测试使用的是四核处理器）。

我们使用 Apache Benchmark (ab)，在另外一台机器上使用了如下指令进行负载测试：

ab -n 100000 -c 25 http://10.0.1.x/

在 AMD Opteron 2.4GHz 的四核机器上，结果如下图所示：

在我们的测试当中，相较于第二快的服务器，Tornado 在数据上的表现也是它的 4 倍之多。即使只用了一个 CPU 核的裸跑模式，Tornado 也有 33% 的优势。

这个测试不见得非常科学，不过从大体上你可以看出，我们开发 Tornado 时对于性能的注重程度。和其他的 Python Web 开发框架相比，它不会为你带来多少延时。

生产环境下的部署

在 FriendFeed 中，我们使用 nginx 做负载均衡和静态文件伺服。我们在多台服务器上，同时部署了多个 Tornado 实例，通常，一个 CPU 内核会对应一个 Tornado 线程。

因为我们的 Web 服务器是跑在负载均衡服务器（如 nginx）后面的，所以需要把 xheaders=True 传到 HTTPServer 的构造器当中去。这是为了让 Tornado 使用 X-Real-IP 这样的的 header 信息来获取用户的真实 IP地址，如果使用传统的方法，你只能得到这台负载均衡服务器的 IP 地址。

下面是 nginx 配置文件的一个示例，整体上与我们在 FriendFeed 中使用的差不多。它假设 nginx 和 Tornado 是跑在同一台机器上的，四个 Tornado 服务跑在 8000-8003 端口上：

user nginx; 
worker_processes 1; 
 
error_log /var/log/nginx/error.log; 
pid /var/run/nginx.pid; 
 
events { 
    worker_connections 1024; 
    use epoll; 
} 
 
http { 
    # Enumerate all the Tornado servers here 
    upstream frontends { 
        server 127.0.0.1:8000; 
        server 127.0.0.1:8001; 
        server 127.0.0.1:8002; 
        server 127.0.0.1:8003; 
    } 
 
    include /etc/nginx/mime.types; 
    default_type application/octet-stream; 
 
    access_log /var/log/nginx/access.log; 
 
    keepalive_timeout 65; 
    proxy_read_timeout 200; 
    sendfile on; 
    tcp_nopush on; 
    tcp_nodelay on; 
    gzip on; 
    gzip_min_length 1000; 
    gzip_proxied any; 
    gzip_types text/plain text/html text/css text/xml 
               application/x-javascript application/xml 
               application/atom+xml text/javascript; 
 
    # Only retry if there was a communication error, not a timeout 
    # on the Tornado server (to avoid propagating "queries of death" 
    # to all frontends) 
    proxy_next_upstream error; 
 
    server { 
        listen 80; 
 
        # Allow file uploads 
        client_max_body_size 50M; 
 
        location ^~ /static/ { 
            root /var/www; 
            if ($query_string) { 
                expires max; 
            } 
        } 
        location = /favicon.ico { 
            rewrite (.*) /static/favicon.ico; 
        } 
        location = /robots.txt { 
            rewrite (.*) /static/robots.txt; 
        } 
 
        location / { 
            proxy_pass_header Server; 
            proxy_set_header Host $http_host; 
            proxy_redirect false; 
            proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr; 
            proxy_set_header X-Scheme $scheme; 
            proxy_pass http://frontends; 
        } 
    } 
}

WSGI 和 Google AppEngine

Tornado 对 WSGI 只提供了有限的支持，即使如此，因为 WSGI 并不支持非阻塞式的请求，所以如果你使用 WSGI 代替 Tornado 自己的 HTTP 服务的话，那么你将无法使用 Tornado 的异步非阻塞式的请求处理方式。比如 @tornado.web.asynchronous、httpclient 模块、auth 模块，这些将都无法使用。

你可以通过 wsgi 模块中的 WSGIApplication 创建一个有效的 WSGI 应用（区别于我们用过的 tornado.web.Application）。下面的例子展示了使用内置的 WSGI CGIHandler 来创建一个有效的 Google AppEngine 应用。

import tornado.web 
import tornado.wsgi 
import wsgiref.handlers 
 
class MainHandler(tornado.web.RequestHandler): 
    def get(self): 
        self.write("Hello, world") 
 
if __name__ == "__main__": 
    application = tornado.wsgi.WSGIApplication([ 
        (r"/", MainHandler), 
    ]) 
    wsgiref.handlers.CGIHandler().run(application)

请查看 demo 中的 appengine 范例，它是一个基于 Tornado 的完整的 AppEngine 应用。

注意事项和社区支持

因为 FriendFeed 以及其他 Tornado 的主要用户在使用时都是基于 nginx或者 Apache 代理之后的。所以现在 Tornado 的 HTTP 服务部分并不完整，它无法处理多行的 header 信息，同时对于一些非标准的输入也无能为力。

参考：http://old.sebug.net/paper/books/tornado/

原创文章，作者：ItWorker，如若转载，请注明出处：https://blog.ytso.com/7458.html