编辑“︁Python 网络服务器”︁（章节）

= Python网络服务器 =

== 介绍 ==
'''Python网络服务器'''是指使用Python编程语言构建的、能够处理网络请求并返回响应的服务端程序。它是网络编程的核心组成部分，常用于Web开发、API服务、实时通信等场景。Python通过标准库（如`socket`、`http.server`）和第三方框架（如Flask、Django、FastAPI）提供了多层次的服务器实现方案。

网络服务器通常基于客户端-服务器模型工作：
<mermaid>
graph LR
    Client -->|Request| Server
    Server -->|Response| Client
</mermaid>

== 核心概念 ==
=== 1. 协议支持 ===
Python网络服务器可处理多种协议：
* '''HTTP/HTTPS'''：用于Web服务
* '''TCP/UDP'''：用于底层数据传输
* '''WebSocket'''：用于全双工通信

=== 2. 工作模式 ===
* '''同步阻塞'''：单线程处理请求（如`http.server`）
* '''异步非阻塞'''：高性能并发处理（如`asyncio`、`aiohttp`）

== 实现方式 ==
=== 1. 使用标准库 ===
最简单的HTTP服务器示例：
<syntaxhighlight lang="python">
from http.server import HTTPServer, BaseHTTPRequestHandler

class MyHandler(BaseHTTPRequestHandler):
    def do_GET(self):
        self.send_response(200)
        self.send_header('Content-type', 'text/html')
        self.end_headers()
        self.wfile.write(b"<h1>Hello from Python Server!</h1>")

server = HTTPServer(('localhost', 8000), MyHandler)
server.serve_forever()
</syntaxhighlight>
'''输出'''：访问 http://localhost:8000 将显示HTML标题

=== 2. 使用Socket编程 ===
基础TCP服务器实现：
<syntaxhighlight lang="python">
import socket

with socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM) as s:
    s.bind(('127.0.0.1', 65432))
    s.listen()
    conn, addr = s.accept()
    with conn:
        print(f"Connected by {addr}")
        while True:
            data = conn.recv(1024)
            if not data: break
            conn.sendall(data.upper())  # 回传大写数据
</syntaxhighlight>

=== 3. 使用异步框架 ===
使用`aiohttp`的异步HTTP服务器：
<syntaxhighlight lang="python">
from aiohttp import web

async def handle(request):
    return web.Response(text="Async Hello")

app = web.Application()
app.add_routes([web.get('/', handle)])
web.run_app(app, port=8080)
</syntaxhighlight>

== 进阶主题 ==
=== 并发模型对比 ===
{| class="wikitable"
|+ 服务器并发模型比较
! 模型 !! 优点 !! 缺点
|-
| 多线程 || 利用多核CPU || GIL限制
|-
| 多进程 || 绕过GIL || 内存开销大
|-
| 异步I/O || 高并发 || 需要异步代码
|}

=== 性能优化 ===
数学上，服务器吞吐量可表示为：
<math>Throughput = \frac{Requests}{Time}</math>
优化策略包括：
* 连接池复用
* 负载均衡
* 缓存机制

== 实际案例 ==
'''在线聊天室服务器'''实现原理：
<mermaid>
sequenceDiagram
    participant Client1
    participant Server
    participant Client2
    Client1->>Server: POST /send {"msg": "Hi"}
    Server->>Client2: WebSocket推送消息
    Client2-->>Server: ACK确认
</mermaid>

关键代码片段（使用Flask-SocketIO）：
<syntaxhighlight lang="python">
from flask import Flask
from flask_socketio import SocketIO, emit

app = Flask(__name__)
socketio = SocketIO(app)

@socketio.on('message')
def handle_message(msg):
    emit('broadcast', msg, broadcast=True)

if __name__ == '__main__':
    socketio.run(app)
</syntaxhighlight>

== 安全注意事项 ==
* 始终验证输入数据
* 使用HTTPS加密传输
* 限制请求频率
* 防范SQL注入和XSS攻击

== 扩展阅读 ==
* Python官方文档：`socket`模块
* RFC 7231（HTTP协议规范）
* OWASP安全指南

== 总结 ==
Python网络服务器的实现从简单到复杂有多种选择，开发者应根据：
* 协议需求
* 性能要求
* 开发效率
权衡选择合适的技术方案。现代Python生态已能支持从微型嵌入式服务到百万级并发的各种应用场景。

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