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相信各位 Python 開(kāi)發(fā)者都用過(guò) Requests 庫(kù)，有些朋友還用過(guò) WebSockets 庫(kù)。這里回顧一下它們的基本用法，例如使用 Requests 庫(kù)向目標(biāo)網(wǎng)站發(fā)出 GET 請(qǐng)求：

import requests

url ="https://www.baidu.com"resp = requests.get(url)print(resp.status_code)# output -> 200

使用起來(lái)非常簡(jiǎn)單，我們很輕松地向目標(biāo)網(wǎng)站發(fā)出了請(qǐng)求并打印輸出響應(yīng)狀態(tài)碼。當(dāng)然，你還可以把它縮短：

import requests

print(requests.get("https://www.baidu.com").status_code)# output -> 200

怎么寫出更短的代碼并不是這次要討論的話題。今天我們來(lái)研究一下：運(yùn)行代碼的計(jì)算機(jī)是如何找到目標(biāo)服務(wù)器的？

顯然，你的第一映象是 IP 地址和端口號(hào)。

沒(méi)錯(cuò)，就是 IP 地址和端口號(hào)。

但你明明輸入的是 URL 地址，怎么就 IP + 端口號(hào)呢？

URL 解析的原因

一下子你也回答不上來(lái)吧？

我們可以將上方代碼的邏輯，即計(jì)算機(jī)向目標(biāo)服務(wù)器發(fā)出請(qǐng)求并拿到響應(yīng)信息的過(guò)程抽象成下圖：

程序輸入的是?https://www.baidu.com，但最終要解析出具體的 IP 地址和端口號(hào)才能訪問(wèn)，例如?183.232.231.172:443。

網(wǎng)絡(luò)交互實(shí)際上屬于 Socket 編程的范疇，無(wú)論是 Requests 還是 WebSockets 庫(kù)，最終都會(huì)通過(guò) Socket 與目標(biāo)網(wǎng)站的服務(wù)器進(jìn)行交互。

而 Socket 編程中并不能直接使用域名，而是采用 IP + 端口號(hào)這種形式進(jìn)行尋址的。

假設(shè)你現(xiàn)在需要編寫一個(gè)網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求庫(kù)，有可能是 HTTP 協(xié)議的，也有可能是 WebSocket 協(xié)議的。

你要解決的第一個(gè)問(wèn)題就是解析 URL，將網(wǎng)址轉(zhuǎn)換成 IP + 端口號(hào)，甚至還需要分割出協(xié)議類型、資源路徑以及是否采用更安全的傳輸方式等。

URL 解析格式

以 WebSocket 協(xié)議方面的客戶端庫(kù)為例，在雙端確認(rèn)連接之前有一個(gè)「握手」的過(guò)程，這個(gè)過(guò)程之前已經(jīng)需要雙端的 IP 和端口號(hào)等信息了。下面的代碼描述了 WebSocket 發(fā)出「握手」請(qǐng)求之前，雙端建立連接時(shí)需要用到的基本信息：

# aiowebsocket reader, writer = await asyncio.open_connection(host=host, port=port, ssl=ssl)

也就是?host、port?和?ssl。

大部分的 WebSocket 服務(wù)給出的都是域名，例如?wss://echo.websocket.org。「握手」時(shí)還會(huì)用到資源路徑。

接下來(lái)，我們來(lái)嘗試一下，如何將域名轉(zhuǎn)換為 IP + 端口號(hào)和 is ssl 這樣的格式。

代碼實(shí)現(xiàn) URL 解析

開(kāi)始之前，我們先規(guī)劃一下基本步驟：

然后確定要使用的標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)：解析 URL 當(dāng)然要用到 urllib 庫(kù)中的 url parse；解析 address 則需要用到 socket 庫(kù)；為了方面取數(shù)據(jù)，可以嘗試使用 collections 庫(kù)中的 namedtuple。

首先引入這幾個(gè)庫(kù)：

import socketfrom collections import namedtuplefrom urllib.parse import urlparse

然后定義輸出結(jié)構(gòu)，對(duì)應(yīng)代碼如下：

REMOTE = namedtuple('REMOTE',['scheme','hostname','address','port','resource','ssl'])

然后定義一個(gè)方法，我們傳入 URL，獲得解析好的 REMOTE 對(duì)象。方法定義如下：

def parses(url: str)-> REMOTE:pass

待會(huì)我們?cè)?pass?處編寫屬于該方法的代碼。

最開(kāi)始要解析 URL，獲得?scheme?和?hostname，對(duì)應(yīng)代碼如下：

url = urlparse(url)

urlparse?方法會(huì)返回一個(gè)?ParseResult?對(duì)象，對(duì)象大體格式如下：

ParseResult(scheme='wss', netloc='echo.websocket.org', path='',params='', query='', fragment='')

有了?scheme?和?hostname?后，就可以得到?port、is ssl?和?address。對(duì)應(yīng)代碼如下：

scheme = url.schemeaddress = url.hostnameport = url.port or(443if scheme =='wss'else80)ssl =Trueif scheme =='wss'elseFalse

WebSocket 協(xié)議中只有兩種協(xié)議頭：ws?和?wss。它們對(duì)應(yīng)的端口分別是?80、443，這里借助?scheme?的值進(jìn)行判斷即可得到答案。同理，也直接得到了?is ssl?答案。

拿到?hostname?后，調(diào)用 socket 庫(kù)的?getbyhostname?方法就能夠得到目標(biāo)服務(wù)器的 IP 地址了。對(duì)應(yīng)代碼如下：

address = socket.gethostbyname(hostname)

至于資源路徑，它早已存在于?ParseResult?對(duì)象中，直接取出即可：

resource = url.path

要注意的是，有些 URL 中還會(huì)攜帶請(qǐng)求正文（即參數(shù)和值）。所以這里需要取?query，并將其拼接到?resource?中：

if url.query:    resource +='?'+ url.query

至此，我們已經(jīng)拿到了所需的所有數(shù)據(jù)。

現(xiàn)在將它們裝在到?REMOTE?結(jié)構(gòu)中，返回給調(diào)用方：

return REMOTE(scheme, hostname, address, port, resource, ssl)

此時(shí)，調(diào)用?parses?方法后就會(huì)拿到?REMOTE?結(jié)構(gòu)，它的取值方式很舒服，用?.?符號(hào)取值即可。例如：

res = parses("ws://echo.websocket.org?sign=i9878")print(res.address, res.port, res.resource)

代碼運(yùn)行結(jié)果如下：

174.129.224.7380?sign=i9878

這樣，我們就完成了 URL 解析的代碼編寫。

小結(jié)

代碼雖然不多，邏輯也并不復(fù)雜。但我們完整實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求庫(kù)中的 URL 解析模塊，這代表著完成了編寫庫(kù)的基石之一。

在這個(gè)過(guò)程當(dāng)中，我們了解到雙端通信的基本過(guò)程和要用到的信息。在編碼中學(xué)會(huì)了如何將?urlparse、socket?和?namedtuple?結(jié)合到一起。

而且，你今天學(xué)到了?namedtuple?這個(gè)新姿勢(shì)！

「你好騷啊.gif」

完整代碼可在我的 Github 倉(cāng)庫(kù)查看：https://github.com/asyncins/CFA/tree/master/FightingCoder

如何更好地結(jié)構(gòu)化表示一個(gè) URL?