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浅谈Python项目的服务器部署

关于Web服务器和应用服务器

基本概念：

Web服务器主要功能就是存储、处理、传递网页，客户端和服务器之间基于HTTP协议进行通信。
应用服务器主要是处理动态请求，调用相应的对象完成对请求的处理，返回响应的结果。

两者之间的区别：

Web服务器主要是以HTTP为核心，WEB UI为向导的应用，处理一些静态请求。
应用服务器虽然也支持HTTP协议，但应用服务器可以通过很多协议为应用程序提供商业逻辑。

Python项目部署架构

在我们平时搭建一个Python Web项目时，比如Django框架的项目，这时候常见的服务端架构：

Nginx服务器作为代理服务器，代理处理静态资源（js,css,图片)请求，以及动态请求（增删改查）转发以及返回处理结果。
uWSGI服务器负责接受Nginx服务器，处理过后转发给Django应用，接受Django应用处理返回的信息，在转发给nginx
Django应用从uWSGI服务器接收请求，调用相应的业务逻辑，处理数据渲染相应的页面并且返回给uWSGI服务器。

关于cgi、wsgi、uwsgi、http协议

接下来针对上文提到Django项目部署架构，聊聊这几个协议在这过程中的作用：

http协议：客户端程序和Nginx服务器通信就是基于http协议，而Nginx服务器作为一个代理服务器，会根据HTTP请求返回静态资源还是转发动态请求。
cgi协议：cgi协议是外部应用程序和Web服务器之间的接口标准，简而言之，就是规定如何让一个程序与Web服务器程序之间通信。
wsgi协议：基于现存的CGI标准设计，一个Python web框架编写的应用程序和Web服务器之间通信的规范。
uwsgi：uWSGI服务器独有的协议，用于uWSGI服务器和其他Web服务器之间的数据通信

关于cgi、fastcgi、php-fpm、FastCGI(额外)

CGI：是 Web Server 与 Web Application 之间数据交换的一种协议。
FastCGI：同 CGI，是一种通信协议，但比 CGI 在效率上做了一些优化。同样，SCGI 协议与 FastCGI 类似。
PHP-CGI：是 PHP （Web Application）对 Web Server 提供的 CGI 协议的接口程序。
PHP-FPM：是 PHP（Web Application）对 Web Server 提供的 FastCGI 协议的接口程序，额外还提供了相对智能一些任务管理。

关于uWSGI、Nginx服务器

简单来讲，uWSGI也是一个Web服务器，他虽然同时实现了http、uwsgi、wsgi协议,但是更多被作为应用服务器和应用程序之间进行通信。
那么这里就有个疑问了，为什么uWSGI都能直接处理http请求了，还需要Nginx服务器？这样处理有几点原因：

首先Nginx服务器在这过程中属于代理服务器的角色，每当一个http请求进来，就需要经过Nginx服务器，而Nginx服务器的优势就在于异步非阻塞的网络模型，它能够在单线程的情况下处理大量的请求，针对处理静态资源请求；而对于动态请求，能够通过缓存的功能，并且配合CDN进行优化，这样能够极大降低系统的负载，降低客户端响应时间。
其次，Nginx服务器能够进行负载均衡，启用多个后端服务器，通过Nginx对HTTP请求进行分配，这样能够极大优化架构的效率，提高处理的性能。
最后，Nginx有很多模块支持一些比如白名单，黑名单功能，并且配合keepalive实现高可用的架构.

总而言之，Nginx服务器在处理http请求上，都有着uWSGI没有的优势，所以在日常部署环境中，经常会使用到Nginx+uWSGI。

uWSGI

安装部署

uWSGI有两种安装方式，一种是通过pip安装，一种是通过源码安装。这里就简单介绍pip安装方式，源码安装有兴趣可以私下自己了解。

pip install uwsgi

配置示例

以下配置是自己一个项目中用到的，其中的配置参数都是比较常见通用。

[uwsgi]
chdir=/data/Novel/novel_test
module=novel_test.wsgi:application
home=/data/Novel/venv
static-map=/static=/data/Novel/novel_test/static
threads=8
http=0.0.0.0:23606
master=true
vacuum=true
thunder-lock=true
uid=root
gid=root
harakiri=30
post-buffering=4096
socket=%(chdir)/uwsgi/uwsgi.sock
stats=%(chdir)/uwsgi/uwsgi.status
pidfile=%(chdir)/uwsgi/uwsgi.pid
daemonize=%(chdir)/uwsgi/uwsgi.log

配置解析

chdir: 定义项目的目录
module: 要使用的 WSGI 模块，不同的Python web框架中使用方式也不太一样。
home: 指定Python执行环境，这个参数针对有不同Python运行环境，比如virtualenv创建独立Python环境的情况。
static-map: 映射静态目录
threads: 线程数量
http: 指定启动地址和端口
master: 启用主进程
vacuum: 退出时，清理产生的中间文件（sock,pid,stats)
thunder-lock: 序列化接收的内容
uid: 指定启动用户
gid: 指定启动组
harakiri: 设置服务器响应时间
post-buffering: 启用缓冲
socket: socket文件存放路径
stats： stats文件存放路径
pidfile: pid文件存放路径
daemonize: 日志文件输出文件路径

额外配置

processes: 进程数量
buffer-size: 设置缓冲大小
listen: 设置监听队列大小（默认100）
max-requests: 每个工作进程请求书的最高上限
procname-prefix-spaced: 工作进程的前缀名
wsgi-file: 指定加载WSGI文件

常用命令

上面介绍了相关常用的配置参数，当设置uWSGI参数后，需要启动指定配置文件，以及有关暂停，重启的动作。

uwsgi --ini uwsgi.ini   # 启动uWSGI
uwsgi --stop uwsgi.pid  # 暂停uWSGI
uwsgi --reload uwsgi.pid    # 重启uWSGI

服务监控

uWSGI之一Stats服务器机制，它能将uWSGI状态作为一个JSON对象导出一个socket中，只需要像我们前面配置uWSGI配置文件一样，添加stats选项，跟着一个有效的socket地址接口。

当你配置完毕后，就可以通过客户端连接到指定的socket地址，将会获得一个包含uWSGI内部统计数据的JSON对象。

uwsgi --connect-and-read uwsgi.status

执行完这个命令后，读取的返回的结果是一个json字符串，字符串中包括每个线程的状态，整个应用的负载，版本，监听队列等详细的信息。

uwsgitop查看实时状态
uwsgitop是一个开源的实时监控uWSGI服务器状态的工具，安装也十分简单：

pip install uwsgitop

具体uwsgitop像一个top命令，监听应用程序并且使用socket地址进行调用，查看进程运行状态，运行详细信息：

uwsgitop uwsgi/uwsgi.status
uwsgi-2.0.19.1 - Sun Sep 20 15:58:48 2020 - req: 6 - RPS: 0 - lq: 0 - tx: 67.6K
node: mbb-48 - cwd: /data/Novel/novel_test - uid: 0 - gid: 0 - masterpid: 15109
 WID    %       PID     REQ     RPS     EXC     SIG     STATUS  AVG     RSS     VSZ     TX      ReSpwn  HC      RunT    LastSpwn
 1	100.0   15144   6	0	0	0	idle    15ms    0	0	67.6K   1	0	125.449 15:48:08
  :2    16.7    -	1	0	-	-	idle    -	-	-	-	-
  :3    16.7    -	1	0	-	-	idle    -	-	-	-	-
  :0    33.3    -	2	0	-	-	idle    -	-	-	-	-
  :1    33.3    -	2	0	-	-	idle    -	-	-	-	-

具体有兴趣的同学可以参考github地址：

https://github.com/xrmx/uwsgitop