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Glance源码架构分析（二）

w123aw 发表于 2014-11-23 12:50:39 [显示全部楼层] 回帖奖励 阅读模式 关闭右栏 0 21941
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本帖最后由 w123aw 于 2014-11-23 13:09 编辑

问题导读



1.WSGI程序的作用是什么？
2.application函数要实现两个接口，environ和start_response()，他们的作用是什么？









上一章的最后，为大家介绍了Glance服务的对外启动接口/bin/glance-api，其中最用要的部分就是通过server = eventlet.wsgi.Server()生成了一个http server，并通过server.start()启动了一个WSGI程序。
首先为大家说说这个WSGI程序的作用。WSGI（web server gateway interface）web服务器网关接口。简单来说，WSGI的作用就是将client发给web server的请求转发给要实际处理这个请求的程序。
WSGI在Python中有官方的参考实现wsgiref，http://docs.python.org/2/library/wsgiref.html#module-wsgiref。
  1. from wsgiref.simple_server import make_server  

  2.   

  3. # Every WSGI application must have an application object - a callable  

  4. # object that accepts two arguments. For that purpose, we're going to  

  5. # use a function (note that you're not limited to a function, you can  

  6. # use a class for example). The first argument passed to the function  

  7. # is a dictionary containing CGI-style envrironment variables and the  

  8. # second variable is the callable object (see PEP 333).  

  9. def hello_world_app(environ, start_response):  

  10.     status = '200 OK' # HTTP Status  

  11.     headers = [('Content-type', 'text/plain')] # HTTP Headers  

  12.     start_response(status, headers)  

  13.   

  14.     # The returned object is going to be printed  

  15.     return ["Hello World"]  

  16.   

  17. httpd = make_server('', 8000, hello_world_app)  

  18. print "Serving on port 8000..."  

  19.   

  20. # Serve until process is killed  

  21. httpd.serve_forever()  
复制代码


参考流程大概就是server中定义一个start_response()函数，返回值为一个write()函数，用来返回给client的响应。application函数要实现两个接口参数，environ和start_response()，前者就是服务器server传递过来的request请求，application控制后者将程序的返回值发回给web server。

这并不是本文所要讨论的重点，如有兴趣可自行做引申阅读。下面我们分析openstack中wsgi接口的实现，/glance/common/wsgi.py
  1. class Server(object):  

  2.     """Server class to manage multiple WSGI sockets and applications."""  

  3.   

  4.     def __init__(self, threads=1000):  

  5.         self.threads = threads  

  6.         self.children = []  

  7.         self.running = True  

  8.   

  9.     def start(self, application, default_port):  

  10.         """ 

  11.         Run a WSGI server with the given application. 

  12.  

  13.         :param application: The application to be run in the WSGI server 

  14.         :param default_port: Port to bind to if none is specified in conf 

  15.         """  

  16.         def kill_children(*args):  

  17.             """Kills the entire process group."""  

  18.             self.logger.info(_('SIGTERM or SIGINT received'))  

  19.             signal.signal(signal.SIGTERM, signal.SIG_IGN)  

  20.             signal.signal(signal.SIGINT, signal.SIG_IGN)  

  21.             self.running = False  

  22.             os.killpg(0, signal.SIGTERM)  

  23.   

  24.         def hup(*args):  

  25.             """ 

  26.             Shuts down the server, but allows running requests to complete 

  27.             """  

  28.             self.logger.info(_('SIGHUP received'))  

  29.             signal.signal(signal.SIGHUP, signal.SIG_IGN)  

  30.             self.running = False  

  31.   

  32.         self.application = application  

  33.         self.sock = get_socket(default_port)  

  34.   

  35.         os.umask(027)  # ensure files are created with the correct privileges  

  36.         self.logger = os_logging.getLogger('eventlet.wsgi.server')  

  37.   

  38.         if CONF.workers == 0:  

  39.             # Useful for profiling, test, debug etc.  

  40.             self.pool = self.create_pool()  

  41.             self.pool.spawn_n(self._single_run, self.application, self.sock)  

  42.             return  

  43.         else:  

  44.             self.logger.info(_("Starting %d workers") % CONF.workers)  

  45.             signal.signal(signal.SIGTERM, kill_children)  

  46.             signal.signal(signal.SIGINT, kill_children)  

  47.             signal.signal(signal.SIGHUP, hup)  

  48.             while len(self.children) < CONF.workers:  

  49.                 self.run_child()  

  50.   

  51.     def create_pool(self):  

  52.         eventlet.patcher.monkey_patch(all=False, socket=True)  

  53.         return eventlet.GreenPool(size=self.threads)  

  54.   

  55.     def wait_on_children(self):  

  56.         while self.running:  

  57.             try:  

  58.                 pid, status = os.wait()  

  59.                 if os.WIFEXITED(status) or os.WIFSIGNALED(status):  

  60.                     self.logger.info(_('Removing dead child %s') % pid)  

  61.                     self.children.remove(pid)  

  62.                     if os.WIFEXITED(status) and os.WEXITSTATUS(status) != 0:  

  63.                         self.logger.error(_('Not respawning child %d, cannot '  

  64.                                             'recover from termination') % pid)  

  65.                         if not self.children:  

  66.                             self.logger.info(  

  67.                                 _('All workers have terminated. Exiting'))  

  68.                             self.running = False  

  69.                     else:  

  70.                         self.run_child()  

  71.             except OSError, err:  

  72.                 if err.errno not in (errno.EINTR, errno.ECHILD):  

  73.                     raise  

  74.             except KeyboardInterrupt:  

  75.                 self.logger.info(_('Caught keyboard interrupt. Exiting.'))  

  76.                 break  

  77.         eventlet.greenio.shutdown_safe(self.sock)  

  78.         self.sock.close()  

  79.         self.logger.debug(_('Exited'))  

  80.   

  81.     def wait(self):  

  82.         """Wait until all servers have completed running."""  

  83.         try:  

  84.             if self.children:  

  85.                 self.wait_on_children()  

  86.             else:  

  87.                 self.pool.waitall()  

  88.         except KeyboardInterrupt:  

  89.             pass  

  90.   

  91.     def run_child(self):  

  92.         pid = os.fork()  

  93.         if pid == 0:  

  94.             signal.signal(signal.SIGHUP, signal.SIG_DFL)  

  95.             signal.signal(signal.SIGTERM, signal.SIG_DFL)  

  96.             # ignore the interrupt signal to avoid a race whereby  

  97.             # a child worker receives the signal before the parent  

  98.             # and is respawned unneccessarily as a result  

  99.             signal.signal(signal.SIGINT, signal.SIG_IGN)  

  100.             self.run_server()  

  101.             self.logger.info(_('Child %d exiting normally') % os.getpid())  

  102.             # self.pool.waitall() has been called by run_server, so  

  103.             # its safe to exit here  

  104.             sys.exit(0)  

  105.         else:  

  106.             self.logger.info(_('Started child %s') % pid)  

  107.             self.children.append(pid)  

  108.   

  109.     def run_server(self):  

  110.         """Run a WSGI server."""  

  111.         if cfg.CONF.pydev_worker_debug_host:  

  112.             utils.setup_remote_pydev_debug(cfg.CONF.pydev_worker_debug_host,  

  113.                                            cfg.CONF.pydev_worker_debug_port)  

  114.   

  115.         eventlet.wsgi.HttpProtocol.default_request_version = "HTTP/1.0"  

  116.         try:  

  117.             eventlet.hubs.use_hub('poll')  

  118.         except Exception:  

  119.             msg = _("eventlet 'poll' hub is not available on this platform")  

  120.             raise exception.WorkerCreationFailure(reason=msg)  

  121.         self.pool = self.create_pool()  

  122.         try:  

  123.             eventlet.wsgi.server(self.sock,  

  124.                                  self.application,  

  125.                                  log=WritableLogger(self.logger),  

  126.                                  custom_pool=self.pool)  

  127.         except socket.error, err:  

  128.             if err[0] != errno.EINVAL:  

  129.                 raise  

  130.         self.pool.waitall()  
复制代码





大家可能看了代码之后又觉得头痛，其实没关系，前面有许多行无非是设置log写入程序，打开conf读取ip，port等信息，最重要的内容就是代码最后几行中的


  1. self.pool = self.create_pool()  

  2. eventlet.wsgi.server(self.sock,self.application,log=WritableLogger(self.logger),custom_pool=self.pool)  
复制代码



刚才提到了server和application之间的通讯接口WSGI，现在我们要讲讲server。OpenStack并没有使用Python标准库中的BaseHTTPServer，而是使用了在网络并发等领域处理效率非常优异的eventlet库http://eventlet.net/。
eventlet提供了一套API以实现“协程”（coroutines）。所谓的“协程”可以简单的看做是“假线程”，他可以实现线程的非阻塞异步IO调用的功能，但是协程没有独立的堆栈，这和线程有自己独立的堆栈是有区别的。eventlet会维护一个协程“池”，用来存放所有创建的协程。但是不同于线程，协程同时只能有一个实例在运行，其他的协程要运行，必须等待当前协程显式的被挂起。不同于线程的执行顺序随机，协程的执行时按调用顺序的。
OpenStack的服务，没用使用市面上常见的web server的原因大概就是其处理并发无非就是使用多线程或IO复用等。然而，当多客户端并发访问时，OpenStack内部的一些共享资源，并不能十分安全的利用互斥锁等方法进行线程共享资源的互斥。为了防止并发出现资源死锁，简化架构设计流程，采用“协程”是个非常不错的选择。并且，线程间的切换需要大量的时间和空间的开销，而协程可以有效的避免这个问题。

  1. import eventlet  

  2.   

  3. def handle(client):  

  4.     while True:  

  5.         c = client.recv(1)  

  6.         if not c: break  

  7.         client.sendall(c)  

  8.   

  9. server = eventlet.listen(('0.0.0.0', 6000))  

  10. pool = eventlet.GreenPool(10000)  

  11. while True:  

  12.     new_sock, address = server.accept()  

  13.     pool.spawn_n(handle, new_sock)  
复制代码

上面是eventlet一个简单服务器端的示例，首先用eventlet.GreenPool(1000)生成一个最大容量为1000的“协程”缓冲池，server.accept()等待，服务器server端收到一个客户端的连接请求，就用pool.spawn_n()启动一个“协程”进行处理响应。
回到glance中，OpenStack将Python原版的CGIHTTPServer进行“绿化”，提供了eventlet.wsgi.server进行http的响应，其内部实现结构和作用和上面的代码相似，同样都是来一个http请求，就会启动一个协程server进行响应。参数custom_pool就是我们上面刚刚申请的GreenPool协程池。参数self.application为WSGI程序入口。这样我们就成功运行了一个WSGI服务程序。
本章结束，我们已经成功运行启动了Glance的WSGI服务，下一章将会开始具体介绍WSGI程序所使用的请求分发组件Routes和request与response的包装类webob的相关内容。

本章提到了些高并发访问处理方面的相关内容，实际上eventlet协程的设置上也使用了eventlet.hubs.use_hub('poll')，欢迎大家继续展开阅读与讨论Select I/O poll epoll等相关内容。


相关文章：

Glance源码架构分析（一)
http://www.aboutyun.com/thread-10237-1-1.html


Glance源码架构分析（三）
http://www.aboutyun.com/thread-10239-1-1.html

Glance源码架构分析（四）
http://www.aboutyun.com/thread-10240-1-1.html



作者：Ethan_熠森张



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