Tornado 源码分析

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简述

源码分析基于 Tornado 2.0 版本，2.0 版本时候 Tornado 的介绍还是：

Tornado is an open source version of the scalable, non-blocking web server and and tools that power FriendFeed.

这个时候介绍中还未加入 asynchronous networking library，关于 Tornado 在以后版本中对 asynchronous 的支持，在下篇文章会进行介绍。

这篇文章主要介绍 Tornado 基本执行流程，对 HTTP Request 的解析和处理，和 No-blocking I/O 在 Tornado 的具体应用。

执行流程

我们用一个简单的 Hello World 示例分析其基本的执行流程。

#!/usr/bin/env python

import tornado.httpserver

import tornado.ioloop

import tornado.options

import tornado.web

from tornado.options import define, options

define("port", default=8888, help="run on the given port", type=int)

class MainHandler(tornado.web.RequestHandler):

def get(self):

self.write("Hello, world")

def main():

tornado.options.parse_command_line()

application = tornado.web.Application([

(r"/", MainHandler),

])

http_server = tornado.httpserver.HTTPServer(application)

http_server.listen(options.port)

tornado.ioloop.IOLoop.instance().start()

if __name__ == "__main__":

main()

代码测试无误后，添加 pdb.set_trace() 开始获取 “调用堆栈”。

class TestHandler(RequestHandler):

def get(self):

import pdb

pdb.set_trace()

self.write("Hello, World!\n")

使用 curl 请求 curl http://localhost:8888 触发断点。
在 pdb 中输入 w 获取详细堆栈信息，输入 u d 可在上下堆栈之间切换，查看函数的调用情况。
以上测试方法来自于参考资料 2。

IOLoop

先来看一下 IOLoop 的基本功能：

IOLoop 的基本功能

可以看到 IOLoop 是典型的 Reactor 模型的实现。

再来看一下 Hello World 那个代码的详细执行流程，以及 IOLoop 是如何发挥总调度作用的：

IOLoop 调度流程

比较重要的是绿色部分把 listening socket fd 和 connecting socket fd 添加到 ioloop 中的过程。然后 ioloop 在监听到这些 fd 可用之后，开始调用对应的处理函数开始处理。

HTTP Request 的解析和处理

数据的读写都是通过 IOStream 实现，绿色部分表示对 HTTP Request Header 和 HTTP Request Body 的处理。

各 Class 的主要作用

Tornado 各个类的分工还是很清晰的，实现也比较容易看懂。

HTTPServer
处理套接字的 listen/bind/accept。
IOStream
处理套接字的 read/write。
HTTPConnection
处理与 HTTP client 建立的连接，解析 HTTP Request 的 header 和 body。
IOLoop
I/O loop，循环取出可用的 fd，并调用对应的事件处理函数。
RequestHandler
处理请求，支持 GET/POST 等操作。

No-bloking I/O

先看两个事件处理函数：

def handle_read():

socket.setblocking(False)

while True:

try:

data = socket.recv(1024)

except socket.error, e:

if e.args[0] in (errno.EWOULDBLOCK, errno.EAGAIN):

return

raise

def handle_accept():