干货分享:Python 在Web框架Tornado运行和部署

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    • 一、运行和部署
    • 二、进程和端口
    • 三、运行在负载均衡器后面
    • 四、静态文件和文件缓存
    • 五、Debug模式和自动重载
    • 六、WSGI和Google App Engine

一、运行和部署

因为Tornado内置了自己的HTTPServer,运行和部署它与其他Python web框架不太一样。你需要写一个main()函数来启动服务,而不是配置一个WSGI容器来运行你的应用:

def main():
  app = make_app()
  app.listen(8888)
  IOLoop.current().start()
 
if __name__ == '__main__':
  main()

配置你的操作系统或者进程管理器来运行这个程序以启动服务。注意,增加每个进程允许打开的最大文件句柄数是可能是必要的(为了避免“Too many open files” 的错误)。为了增加这个上限(例如设置为50000 ) 你可以使用ulimit命令,修改/etc/security/limits.conf 或者设置minfds 在你的supervisord配置中。

二、进程和端口

由于Python的GIL(全局解释器锁),为了充分利用多CPU的机器,运行多个Python 进程是很有必要的。通常,最好是每个CPU运行一个进程。

Tornado包含了一个内置的多进程模式来一次启动多个进程,这需要一个在main 函数上做点微小的改变:

def main():
  app = make_app()
  server = tornado.httpserver.HTTPServer(app)
  server.bind(8888)
  server.start(0) # forks one process per cpu
  IOLoop.current().start()

这是最简单的方式来启动多进程并让他们共享同样的端口,虽然它有一些局限性。首先,每个子进程将有它自己的IOLoop,所以fork之前,不接触全局 IOLoop 实例是重要的(甚至是间接的)。其次,在这个模型中,很难做到零停机 (zero-downtime)更新。最后,因为所有的进程共享相同的端口,想单独监控它们就更加困难了。

对更复杂的部署,建议启动独立的进程,并让它们各自监听不同的端口, supervisord 的“进程组(process groups)”功能是一个很好的方式。当每个进程使用不同的端口,一个外部的负载均衡器,例如HAProxy或nginx通常需要对外向访客提供一个单一的地址。

三、运行在负载均衡器后面

当运行在一个负载均衡器例如nginx,建议传递xheaders=True 给 HTTPServer 的构造器。这将告诉Tornado使用类似 X-Real-IP 这样的HTTP头来获取用户的IP地址而不是把所有流量都认为来自于负载均衡器的IP地址。

这是一份原始的nginx配置文件,在结构上类似于我们在FriendFeed所使用的配置。这是假设nginx和Tornado server运行在同一台机器上的,并且四个 Tornado server 正运行在8000 - 8003端口:

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 off;
      proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;
      proxy_set_header X-Scheme $scheme;
      proxy_pass http://frontends;
    }
  }
}

四、静态文件和文件缓存

Tornado中,你可以通过在应用程序中指定特殊的 static_path 来提供静态文件服务:

settings = {
  "static_path": os.path.join(os.path.dirname(__file__), "static"),
  "cookie_secret": "__TODO:_GENERATE_YOUR_OWN_RANDOM_VALUE_HERE__",
  "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)

这些设置将自动的把所有以 /static/ 开头的请求交由static目录,例如http://localhost:8888/static/foo.png 将会通过指定的static目录提供 foo.png 文件。我们也会自动从static目录提供 /robots.txt 和 /favicon.ico (尽管它们并没有以 /static/ 前缀开始)。

在上面的设置中,我们明确的配置Tornado从 StaticFileHandler 根下获取 apple-touch-icon.png 文件,虽然文件在static文件目录中。(正则表达式捕获组必须告诉 StaticFileHandler 请求的文件名,调用捕获组把文件名作为方法的参数传递给处理程序) 你可以做同样的事情,比如从网站的根提供 sitemap.xml 文件。 当然,你也可以通过在你的HTML中使用 标签来避免伪造根目录的 apple-touch-icon.png 。

为了改善性能,通常情况下,让浏览器主动缓存静态资源是个好主意, 这样浏览器就不会发送不必要的可能在渲染页面时阻塞的 If-Modified-Since 或 Etag 请求了, Tornado使用 静态内容版本(static content versioning) 来支持此项功能。

为了使用这些功能,在你的模板中使用 static_url 方法,而不是直接在你的HTML中输入静态文件的URL:

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

static_url() 函数将把相对路径翻译成一个URI类似于 /static/images/logo.png?v=aae54.其中的 v 参数是 logo.png 内容的哈希(hash),并且它的存在使得Tornado服务向用户的浏览器发送缓存头,这将使浏览器无限期的缓存内容。

因为参数 v 是基于文件内容的,如果你更新一个文件并重启服务,它将发送一个新的 v 值,所以用户的浏览器将会自动的拉去新的文件。如果文件的内容没有改变,浏览器将会继续使用本地缓存的副本,而不会从服务器检查更新,显著的提高了渲染性能。

在生产中,你可能想提供静态文件通过一个更优的静态服务器, 比如nginx,你可以配置任何web服务器识别通过 static_url() 提供的版本标签并相应的设置缓存头。下面是我们在 FriendFeed 使用的nginx相关配置的一部分:

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

五、Debug模式和自动重载

如果传递 debug=True 配置给 Application 的构造函数,应用程序将会运行在debug/开发模式。 在这个模式下,为了方便于开发的一些功能将被启用( 每一个也可以作为独立的标签使用,如果它们都被专门指定,那它们都将获得独立的优先级):

1、autoreload=True: 应用程序将会观察它的源文件是否改变,并且当任何文件改变的时候便重载它自己。这减少了在开发中需要手动重启服务的需求。然而,在debug模式下,某些错误(例如import的时候有语法错误)会导致服务 关闭,并且无法自动恢复。
2、compiled_template_cache=False: 模板将不会被缓存。
3、static_hash_cache=False: 静态文件哈希 (被 static_url 函数使用) 将不会被缓存。
4、serve_traceback=True: 当一个异常在 RequestHandler 中没有捕获,将会生成一个包含调用栈信息的错误页。
自动重载(autoreload)模式和 HTTPServer 的多进程模式不兼容,你不能给 HTTPServer.start 传递 1 以外的参数(或者调用 tornado.process.fork_processes) 当你使用自动重载模式的时候。

debug模式的自动重载功能可作为一个独立的模块位于 tornado.autoreload。以下两者可以结合使用,在语法错误之时提供额外的健壮性: 设置 autoreload=True 可以在app运行时检测文件修改,还有启动 python -m tornado.autoreload myserver.py 来捕获任意语法错误或者其他的启动时错误。

重载会丢失任何Python解释器命令行参数(-u). 因为它使用 sys.executable 和 sys.argv 重新执行Python。此外,修改这些变量将造成重载错误。

在一些平台(包括Windows 和Mac OSX 10.6之前),进程不能被“原地”更新,所以当检测到代码更新,旧服务就会退出然后启动一个新服务。这已经被公知来混淆一些IDE。

六、WSGI和Google App Engine

Tornado通常是独立运行的,不需要一个WSGI容器。然而,在一些环境中 (例如Google App Engine),只运行WSGI,应用程序不能独立运行自己的服务。在这种情况下,Tornado支持一个有限制的操作模式,不支持异步操作但允许一个Tornado’s功能的子集在仅WSGI环境中。以下功能在WSGI模式下是不支持的,包括协程,@asynchronous 装饰器,AsyncHTTPClient,auth 模块和WebSockets。

你可以使用 tornado.wsgi.WSGIAdapter 把一个Tornado Application 转换成WSGI应用。在这个例子中, 配置你的WSGI容器发 现 application 对象:

import tornado.web
import tornado.wsgi
 
class MainHandler(tornado.web.RequestHandler):
  def get(self):
    self.write("Hello, world")
 
tornado_app = tornado.web.Application([
  (r"/", MainHandler),
])
application = tornado.wsgi.WSGIAdapter(tornado_app)

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