使用Nginx+uWSGI+Flask部署应用

原理

WIGS(Web Server Gateway Interface)服务器网关接口

是Python应用程序或框架和Web服务器之间的一种接口，已经被广泛接受, 它已基本达成它的可移植性方面的目标。 WSGI 没有官方的实现，因为WSGI更像一个协议。只要遵照这些协议，WSGI应用(Application)都可以在任何服务器(Server)上运行，反之亦然。 WSGI标准在 PEP 333 中定义并被许多框架实现，其中包括现广泛使用的django框架。

所以说WIGS是一种标准

uWIGS

可以看作是一个应用程序，帮助我们实现WSGI协议，Http协议，这样我们可以不再关注网络通信的底层实现，将精力更多放在处理HTTP请求数据，返回HTML。利用uWIGS可以使我们的web应用得到更强的并发能力，uWIGS也可以返回静态文件(css，js，img…)，但是很笨拙，一般静态文件都交由Nginx进行传输，所以配置中一般不配置static-map，如果直接由uWIGS接受HTTP请求则需要设置http:xxxx，如果只需要与反向代理服务器进行交互则只需要接受socket，uWIGS与Nginx交互相当于两个进程间交互，一般使用的是.sock文件或者指定端口接受socket。指定端口时再使用浏览器访问相应端口，uWIGS会提示skip，跳过该HTTP请求。

代理服务器(Proxy Server)

是一种特殊的网络服务，允许一个网络终端（一般为客户端）通过这个服务与另一个网络终端（一般为服务器）进行非直接的连接。一些网关、路由器等网络设备具备网络代理功能。一般认为代理服务有利于保障网络终端的隐私或安全，防止攻击。

反向代理服务器(Reverse Proxy)

反向代理，故名思意就是将代理服务器做出逆转，它主要的功能是代理服务器接收客户端发来的Http请求，转发到内部网络服务器，并返回Response给客户端。反向代理的作用：

保证内网安全，可以使用反向代理服务器提供的WAF功能，阻止web攻击。
负载均衡，通过反向代理服务器来优化网站的负载
缓存静态资源，加快访问速度

Nginx(engine x)

Nginx是一款轻量级的Web 服务器/反向代理服务器及电子邮件（IMAP/POP3）代理服务器，并在一个BSD-like 协议下发行。其特点是占有内存少，并发能力强。

它具有反向代理服务器的所有特点，并且配置简单，支持对大于1kb的文件进行压缩，静态文件缓存，可以大大提高访问效率。Nginx接受来自客户端的Http请求发送给uWSGI，uWSGI处理请求并将关键信息传递给web应用(django，flask等)，应用返回Response经由uWSGI发送给Nginx，Nginx再发送给客户端。

实践

本文实践部分基于CentOS6和Python3

安装uWSGI

$ pip install uwsgi

如果无法安装有报错，请先尝试：

$ yum install python34-devel

运行服务时如果报错!!! no internal routing support, rebuild with pcre support !!!：

# 先卸载
$ pip uninstall uwsgi
# 安装pcre支持库
$ yum install pcre pcre-devel pcre-static
# 重新安装uwsgi，不走pip缓存
$ pip install uwsgi -I --no-cache-dir

测试代码”server.py” ：

def application(environ, start_response):
    status = '200 OK'
    output = b'Hello World!'   # python2可不用byte，python3必须要

    response_headers = [('Content-type', 'text/plain'),
                        ('Content-Length', str(len(output)))]
    start_response(status, response_headers)

    return [output]

执行命令，--http参数指定了HTTP监听地址和端口，- -wsgi-file参数指定了WSGI应用程序入口，uWSGI会自动搜寻名为application的应用对象并调用它：

$ uwsgi --http :9090 --wsgi-file server.py

打开浏览器，访问”http://localhost:9090″，你就可以看到”Hello World!”。

uWSGI可以支持多进程和多线程的方式启动应用，也可以监控应用的运行状态。我们将启动的命令改为：

$ uwsgi --http :9090 --wsgi-file server.py --master --processes 4 --threads 2 --stats 127.0.0.1:9191

执行它后，uWSGI将启动4个应用进程，每个进程有2个线程，和一个master主进程（监控其他进程状态，如果有进程死了，则重启）。可以把这些都写进一个配置文件”myapp.ini”：

[uwsgi]
http=:9090
wsgi-file=server.py
master=true
processes=4
threads=2
stats=127.0.0.1:9191

然后就可以将启动命令简化为：

$ uwsgi myapp.ini

安装及配置Nginx

安装：

$ yum install nginx

查看配置文件：

$ ps -ef|grep nginx
root     16964     1  0 16:23 ?        00:00:00 nginx: master process /usr/sbin/nginx -c /etc/nginx/nginx.conf

我们要修改的是location选项，打开/etc/nginx/nginx.conf，没有找到location，但是有一行include /etc/nginx/conf.d/*.conf，转到“include /etc/nginx/conf.d/”下，打开“default.conf”，找到location，修改为：

location / {
    include uwsgi_params;
    uwsgi_pass 127.0.0.1:3031;
}

这段配置表明Nginx会将收到的所有请求都转发到”127.0.0.1:3031″端口上。

然后将uWSGI的HTTP端口监听改为socket端口监听，即将配置文件中的http项去掉，改为socket项：

[uwsgi]
socket=127.0.0.1:3031
wsgi-file=server.py
master=true
processes=4
threads=2
stats=127.0.0.1:9191

重启Nginx，并启动uWSGI服务器：

$ sudo service nginx restart
$ uwsgi myapp.ini

访问”http://localhost”（Nginx默认使用80端口，可以在“default.conf”修改），顺利的话我们会再次看到”Hello World!”。

不顺利的话，继续往下看。如果打开网站什么都看不到，不要急，从“nginx.conf”找到日志文件目录“/var/log/nginx/”，打开“error.log”，先找到报错信息“connect() to 127.0.0.1:3031 failed (13: Permission denied) while connecting to upstream”，百度解决问题：

location / {
    include uwsgi_params;
    uwsgi_pass 127.0.0.1:3031;
}

重启Nginx，并启动uWSGI服务器，终于可以看到”Hello World!”。

运行Flask应用

其实很简单，只要将上例中"server.py"的内容改为Flask应用即可，当然你需要先把Flask包安装好。

from flask import Flask
application = Flask(__name__)

@application.route('/')
def index():
    return '<h1>Hello World</h1>'

很多人习惯将Flask应用对象取名为”app”，但是WSGI标准是”application”。uWSGI提供了一个功能，可以指定应用对象，方法就是在配置文件中加上”callable”项：

[uwsgi]
...
callable=app

现在，我们的Flask应用就可以使用”app”作为对象名了：

location / {
    include uwsgi_params;
    uwsgi_pass 127.0.0.1:3031;
}

使用Python虚拟环境

虚拟环境的安装见文末参考文章。采用虚拟环境来避免应用间冲突，uWSGI可以非常容易做到这点，就是在配置文件中加上”virtualenv”项：

[uwsgi]
...
virtualenv＝/home/bjhee/virtualenv

一个Nginx中，可以同时运行多个应用，不一定是Python的应用。我们期望通过不同的路径来路由不同的应用，因此就不能像上例那样直接修改根目录的配置。假设我们希望通过”http://localhost/myapp”来访问我们的应用，首先要在Nginx的配置文件中，加入下面的内容：

location /myapp {
    include uwsgi_params;
    uwsgi_param SCRIPT_NAME /myapp;
    uwsgi_pass 127.0.0.1:3031;
}

这里我们定义了一个uWSGI参数SCRIPT_NAME，值为应用的路径/myapp。接下来，在uWSGI的启动配置中，去掉wsgi-file项，并加上：

[uwsgi]
...
mount=/myapp=server.py
manage-script-name=true

mount参数表示将/myapp地址路由到”server.py”中，manage-script-name参数表示启用之前在Nginx里配置的”SCRIPT_NAME”参数。再次重启Nginx和uWSGI，你就可以通过”http://localhost/myapp”来访问应用了。

端口优化

上面例子中，我们是通过”127.0.0.1:3031″Socket端口来连接Nginx和uWSGI的，其实我们也可以采用socket文件的方式，这样可以不用写死端口。在uWSGI的启动配置中，我们要修改”socket”项：

[uwsgi]
socket=/tmp/uwsgi.sock
...

启动uWSGI服务器后，它会自动创建一个”/tmp/uwsgi.sock”文件。然后让我们修改Nginx配置文件，将”uwsgi_pass”配置项改为文件：

location /myapp {
    include uwsgi_params;
    uwsgi_param SCRIPT_NAME /myapp;
    uwsgi_pass unix:/tmp/uwsgi.sock;
}

重启Nginx服务器即可。这里要注意Nginx的用户必须要有“uwsgi.sock”文件的读写的权限。

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