Python中的Web开发框架Tornado-猿码集

1. Tornado框架简介

Tornado是Python下的一个基于异步非阻塞的Web框架，其核心为IO循环和异步框架，适合编写高并发异步的Web应用程序。Tornado框架最早由Facebook开发，随后开源，目前被广泛应用于许多高并发的Web应用程序和分布式系统中。

2. Tornado框架的特点

2.1 异步非阻塞

Tornado采用的是异步非阻塞的模型，即采用单线程，通过IO循环的方式实现并发，而不是像传统的Web框架那样采用多线程或多进程的方式。这种处理方式省去了线程和进程切换的开销，避免了锁竞争和数据同步问题，从而提高了Web应用程序的并发能力。

2.2 轻量级

Tornado框架非常轻量级，代码规模小，易于理解和部署。其核心代码只有几千行，与其他的Web框架相比，在处理高并发请求时具有更小的内存占用和更快的响应速度。

2.3 简单易用

Tornado框架提供了丰富的文档和范例，可以快速入门。同时，Tornado框架支持异步HTTP客户端、WebSocket等功能，是一个非常强大、灵活和易于扩展的Web框架。

3. Tornado框架的安装与配置

要使用Tornado框架进行Web开发，我们首先需要在系统中安装Tornado库。可以通过pip安装Tornado库，具体步骤如下：

pip install tornado

安装完成后，我们可以通过如下代码验证是否已经安装成功：


import tornado
print(tornado.version)

如果输出当前Tornado库的版本号，则表示安装成功。

4. Tornado框架的应用

4.1 Hello World

下面是Tornado框架实现的一个简单的Hello World示例：


import tornado.ioloop
import tornado.web
class MainHandler(tornado.web.RequestHandler):
    def get(self):
        self.write("Hello, World")
def make_app():
    return tornado.web.Application([
        (r"/", MainHandler),
    ])
if __name__ == "__main__":
    app = make_app()
    app.listen(8888)
    tornado.ioloop.IOLoop.current().start()

通过运行上面的代码，我们可以在浏览器中访问http://localhost:8888/，即可看到“Hello, World”的输出。

4.2 异步操作

Tornado框架最大的特点就是异步操作，下面是异步操作的一个示例代码：


import tornado.ioloop
import tornado.web
import tornado.gen
class MainHandler(tornado.web.RequestHandler):
    @tornado.gen.coroutine
    def get(self):
        response = yield self.do_async_http_request()
        self.write(response)
    @tornado.gen.coroutine
    def do_async_http_request(self):
        client = tornado.httpclient.AsyncHTTPClient()
        response = yield client.fetch("http://httpbin.org/get")
        raise tornado.gen.Return(response.body)
def make_app():
    return tornado.web.Application([
        (r"/", MainHandler),
    ])
if __name__ == "__main__":
    app = make_app()
    app.listen(8888)
    tornado.ioloop.IOLoop.current().start()

上面代码中，我们通过tornado.gen.coroutine装饰器和yield语句来实现异步操作。在do_async_http_request方法内部，我们使用tornado.httpclient.AsyncHTTPClient发起异步的HTTP请求，并使用tornado.gen.Return返回请求结果。

5. Tornado框架的优化

5.1 Gunicorn的使用

Gunicorn是一款基于Python开发的、支持高效的HTTP服务器。在使用Tornado框架时，可以通过Gunicorn来提升并发访问的能力。具体步骤如下：

通过pip安装Gunicorn：

pip install gunicorn

使用Gunicorn来启动Tornado应用程序：

gunicorn app:make_app -w 4 -b 0.0.0.0:8888

上面代码中，app为Tornado应用程序所在的Python文件，make_app为创建Tornado应用程序的函数，-w参数指定Gunicorn启动的进程数，-b参数指定绑定的IP地址和端口号。

5.2 缓存优化

在实际应用中，缓存优化可以大大提升Tornado应用程序的性能。可以通过以下方式实现缓存优化：

使用redis等缓存服务来缓存Tornado应用程序中的数据。

使用Memcached等缓存服务来缓存Tornado应用程序中的数据。

使用Tornado内置的缓存机制，如tornado.web.CacheControl等。

6. Tornado框架的应用场景

6.1 实时推送

Tornado框架适用于实时推送场景，例如微博、直播、社交等应用。Tornado框架提供了WebSocket的支持，可以实现双向通信，支持推送、即时聊天等功能。

6.2 异步IO操作

Tornado框架适用于异步IO操作的场景，例如高并发的Web应用程序、爬虫等。Tornado框架采用的是单线程异步非阻塞模型，可以处理更多的请求。

6.3 分布式系统

Tornado框架适用于分布式系统场景，例如消息队列、分布式缓存等。Tornado框架支持异步操作，可以快速地与其他分布式服务进行交互。同时，Tornado框架也提供了很好的扩展性，可以方便地集成其他的分布式系统。

7. 总结

Tornado框架是一个非常优秀、灵活、高并发的Web开发框架，适用于实时推送、异步IO操作、分布式系统等多种场景。在使用Tornado框架时，可以通过Gunicorn、缓存优化等方式来提升其性能。同时，也需要注意Tornado框架的一些坑点，例如异常捕获等。

Python中的Web开发框架Tornado