原文：http://cizixs.com/2017/01/11/flask-insight-start-process
作者：cizixs
全文约 6152 字，读完可能需要 9 分钟。
这是 flask 源码解析系列文章的其中一篇，本系列已推送文章列表：
WSGI
所有的 python web 框架都要遵循 WSGI 协议，如果对 WSGI 不清楚，可以查看我之前的介绍文章。
在这里还是要简单回顾一下 WSGI 的核心概念。
WSGI 中有一个非常重要的概念：每个 python web 应用都是一个可调用（callable）的对象。在 flask 中，这个对象就是 app = Flask(__name__) 创建出来的 app，就是下图中的绿色 Application 部分。
要运行 web 应用，必须有 web server，比如我们熟悉的 apache、nginx ，或者 python 中的 gunicorn ，我们下面要讲到的 werkzeug 提供的 WSGIServer，它们是下图的黄色 Server 部分。
Server 和 Application 之间怎么通信，就是 WSGI 的功能。它规定了 app(environ,start_response) 的接口，server 会调用 application，并传给它两个参数： environ 包含了请求的所有信息， start_response 是 application 处理完之后需要调用的函数，参数是状态码、响应头部还有错误信息。
WSGI application 非常重要的特点是：它是可以嵌套的。换句话说，我可以写个 application，它做的事情就是调用另外一个 application，然后再返回（类似一个 proxy）。
一般来说，嵌套的最后一层是业务应用，中间就是 middleware。这样的好处是，可以解耦业务逻辑和其他功能，比如限流、认证、序列化等都实现成不同的中间层，不同的中间层和业务逻辑是不相关的，可以独立维护；而且用户也可以动态地组合不同的中间层来满足不同的需求。
WSGI 的内容就讲这么多，我们来看看 flask 的 hello world 应用：
from flask import Flask
app = Flask(__name__)
@app.route('/')
def hello_world():
return 'Hello, World!'
if __name__ == '__main__':
app.run()
这里的 app = Flask(__name__) 就是上面提到的 Application 部分，但是我们并没有看到 Server 的部分，那么它一定是隐藏到 app.run() 内部某个地方了。
启动流程
应用启动的代码是 app.run() ，这个方法的代码如下：
def run(self, host=None, port=None, debug=None, **options):
"""Runs the application on a local development server."""
from werkzeug.serving import run_simple
# 如果host 和 port 没有指定，设置 host 和 port 的默认值 127.0.0.1 和 5000
if host is None:
host = '127.0.0.1'
if port is None:
server_name = self.config['SERVER_NAME']
if server_name and ':' in server_name:
port = int(server_name.rsplit(':', 1)[1])
else:
port = 5000
# 调用 werkzeug.serving 模块的 run_simple 函数，传入收到的参数
# 注意第三个参数传进去的是 self，也就是要执行的 web application
try:
run_simple(host, port, self, **options)
finally:
self._got_first_request = False
NOTE：为了阅读方便，我删除了注释和不相干的部分，下面所有的代码都会做类似的处理，不再赘述。
这个方法的内容非常简单：处理一下参数，然后调用 werkzeug 的 run_simple。需要注意的是： run_simple 的第三个参数是 self，也就是我们创建的 Flask() application。
因为 WSGI server 不是文章的重点，所以我们就不深入讲解了。现在只需要知道它的功能就行：监听在指定的端口，收到 HTTP 请求的时候解析为 WSGI 格式，然后调用 app 去执行处理的逻辑。对应的执行逻辑在 werkzeug.serving:WSGIRequestHandler 的 run_wsgi 中有这么一段代码：
def execute(app):
application_iter = app(environ, start_response)
try:
for data in application_iter:
write(data)
if not headers_sent:
write(b'')
finally:
if hasattr(application_iter, 'close'):
application_iter.close()
application_iter = None
可以看到 application_iter = app(environ, start_response) 就是调用代码获取结果的地方。
要调用 app 实例，那么它就需要定义了 __call__ 方法，我们找到 flask.app：Flask 对应的内容：
def __call__(self, environ, start_response):
"""Shortcut for :attr:`wsgi_app`."""
return self.wsgi_app(environ, start_response)
def wsgi_app(self, environ, start_response):
"""The actual WSGI application.
"""
# 创建请求上下文，并把它压栈。这个在后面会详细解释
ctx = self.request_context(environ)
ctx.push()
error = None
try:
try:
# 正确的请求处理路径，会通过路由找到对应的处理函数
response = self.full_dispatch_request()
except Exception as e:
# 错误处理，默认是 InternalServerError 错误处理函数，客户端会看到服务器 500 异常
error = e
response = self.handle_exception(e)
return response(environ, start_response)
finally:
if self.should_ignore_error(error):
error = None
# 不管处理是否发生异常，都需要把栈中的请求 pop 出来
ctx.auto_pop(error)
上面这段代码只有一个目的：找到处理函数，然后调用它。除了异常处理之外，我们还看到了 context 相关的内容（开始有 ctx.push()，最后有 ctx.auto_pop()的逻辑），它并不影响我们的理解，现在可以先不用管，后面会有一篇文章专门介绍。
继续往后看， full_dsipatch_request 的代码如下：
def full_dispatch_request(self):
"""Dispatches the request and on top of that performs request
pre and postprocessing as well as HTTP exception catching and
error handling.
"""
self.try_trigger_before_first_request_functions()
try:
request_started.send(self)
rv = self.preprocess_request()
if rv is None:
rv = self.dispatch_request()
except Exception as e:
rv = self.handle_user_exception(e)
return self.finalize_request(rv)
这段代码最核心的内容是 dispatch_request，加上请求的 hooks 处理和错误处理的内容。
NOTE： self.dispatch_request() 返回的是处理函数的返回结果（比如 hello world 例子中返回的字符串）， finalize_request 会把它转换成 Response 对象。
在 dispatch_request 之前我们看到 preprocess_request，之后看到 finalize_request，它们里面包括了请求处理之前和处理之后的很多 hooks 。这些 hooks 包括：
第一次请求处理之前的 hook 函数，通过 before_first_request 定义
每个请求处理之前的 hook 函数，通过 before_request 定义
每个请求正常处理之后的 hook 函数，通过 after_request 定义
不管请求是否异常都要执行的 teardown_request hook 函数
dispatch_request 要做的就是找到我们的处理函数，并返回调用的结果，也就是路由的过程。我们下一篇文章来讲！
题图：pexels，CC0 授权。
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