7. Взаимодействие с пользователем

Библиотеки, представленные в этой главе, помогают разработчикам писать код для взаимодействия с конечными пользователями. Мы опишем уникальный проект Jupyter и рассмотрим типичные интерфейсы для командной строки и GUI. Завершается глава рассмотрением инструментов для веб-приложений.

Jupyter Notebook

Jupyter (/) — это веб-приложение, которое позволяет вам отображать и интерактивно выполнять код Python. Представляет собой интерфейс между пользователями.

Пользователи видят интерфейс клиента Jupyter — написанный на CSS, HTML и JavaScript — в браузере на клиентской машине. Клиент связывается с ядром, написанным на Python (или одном из множества других языков), которое выполняет блоки кода и возвращает результат. Содержимое хранится на серверной машине в формате notebook (*.nb) — текст в формате JSON разбит на несколько «клеток», которые могут содержать HTML, Markdown (доступный для прочтения человеком язык разметки; похож на язык, использующийся на вики-страницах), простые заметки или исполняемый код. Сервер может быть локальным (запущен на ноутбуке пользователя) или удаленным, как примеры на сайте /.

Серверу Jupyter для работы нужна версия Python не ниже 3.3, также он совместим с Python 2.7. Поставляется с наиболее свежими версиями дистрибутивов Python (описаны в разделе «Коммерческие дистрибутивы Python» главы 2), например Canopy и Anaconda, поэтому для этих инструментов не нужно выполнять дополнительную установку, если вы можете компилировать и выполнять сборку кода C в вашей системе, как мы обсуждали в главе 2. Выполнив подготовку, вы можете установить Jupyter из командной строки с помощью pip:

$ pip install jupyter

Последние исследования, посвященные использованию Jupyter для обучения (), показали, что это эффективный и популярный способ создавать интерактивные лекции для учеников, незнакомых с программированием.

Приложения командной строки

Приложения командной строки (также их называют консольными) — это компьютерные программы, предназначенные для использования из текстового интерфейса вроде оболочки ()). Они могут быть простыми командами (вроде pep8 или virtualenv) или интерактивными (вроде pip install, pip uninstall или pip freeze) — все они имеют собственные параметры в дополнение к общим параметрам pip. Как правило, все они начинают работу из функции main(). Наш BDFL поделился мнением () о том, что нужно, чтобы написать хорошее консольное приложение.

Мы используем пример вызова pip для перечисления компонентов, которые могут присутствовать в момент вызова приложения командной строки:

 

Команда — это имя вызываемого исполняемого файла.

Аргументы следуют за командой и не начинаются с дефиса. Их также называют параметрами и субкомандами.

Параметры начинаются либо с одного дефиса (для отдельных символов вроде -h), либо с двух (для слов вроде --help). Их также называют флагами или переключателями.

Библиотеки, перечисленные в табл. 7.1, предоставляют разные способы анализа аргументов, а также другие полезные инструменты для приложений командной строки.

Как правило, сначала вы должны использовать инструменты стандартной библио­теки Python. Добавлять другие библиотеки в проект можно только в том случае, если в стандартной библиотеке нет нужной вам функциональности.

В следующих разделах представлена более подробная информация о каждом инструменте, перечисленном в табл. 7.1.

Таблица 7.1. Инструменты для командной строки.

Библиотека	Лицензия	Причины использовать
argparse	Лицензия PSF	Находится в стандартной библиотеке. Предоставляет стандартный способ анализа аргументов и параметров
docopt	Лицензия MIT	Позволяет управлять форматом вспомогательного  сообщения. Анализирует командную строку в соответствии с соглашениями, определенными в стандарте POSIX ()
plac	BSD 3-clause	Автоматически генерирует вспомогательное сообщение на основе существующей сигнатуры функции. Анализирует аргументы командной строки  в фоновом режиме, передавая их непосредственно вашей функции
click	BSD 3-clause	Предоставляет декораторы для создания вспомогательного сообщения и анализатора (похож на plac). Позволяет объединять несколько субкоманд. Взаимодействует с другими надстройками Flask (click не зависит от Flask, но он изначально был написан для того, чтобы помочь пользователям вместе создавать инструменты для командной строки с помощью разных надстроек для Flask, при этом ничего не разрушая, поэтому уже используется в экосистеме Flask)
clint	Лицензия Internet Software Consortium (ISC)	Имеет такие возможности форматирования, как изменение цвета, добавление отступов и колоночное отображение текста. Позволяет выполнить проверку типов для данных, введенных интерактивно (например, с помощью регулярного выражения, а также для целого числа или пути). Дает прямой доступ к списку аргументов,  предоставляя простые инструменты для фильтрации и группирования
cliff	Лицензия Apache 2.0	Предоставляет структурированный фреймворк для крупных проектов Python, имеющих много субкоманд. Создает интерактивную среду для использования субкоманд без дополнительного кодирования

argparse

Модуль argparse (заменяет устаревший optparse) применяется при анализе параметров командной строки. Интерфейс командной строки, предоставленный проектом HowDoI, использует argparse — вы можете обратиться к нему при создании собственного интерфейса командной строки.

Рассмотрим код генерации анализатора:

import argparse

#

# ... пропускаем кучу кода ...

#

def get_parser():

    parser = argparse.ArgumentParser(description='...truncated for brevity...')

    parser.add_argument('query', metavar='QUERY', type=str, nargs='*',

                        help='the question to answer')

    parser.add_argument('-p','--pos',

                        help='select answer in specified position (default: 1)',

                        default=1, type=int)

    parser.add_argument('-a','--all', help='display the full text

                        of the answer',

                        action='store_true')

    parser.add_argument('-l','--link', help='display only the answer link',

                        action='store_true')

    parser.add_argument('-c', '--color', help='enable colorized output',

                        action='store_true')

    parser.add_argument('-n','--num-answers', help='number of answers

                        to return',

                        default=1, type=int)

    parser.add_argument('-C','--clear-cache', help='clear the cache',

                        action='store_true')

    parser.add_argument('-v','--version',

                        help='displays the current version of howdoi',

                        action='store_true')

    return parser

Анализатор проверит командную строку и создаст словарь, в котором соотносятся все аргументы и значения. Конструкция action='store_true' показывает, что параметр является флагом. При наличии в командной строке он будет сохранен как True в словаре анализатора.

docopt

Основной принцип docopt (/) заключается в том, что документация должна быть красивой и понятной. Библиотека предоставляет одну основную команду docopt.docopt(), а также несколько функций и классов для удобства продвинутых пользователей. Функция docopt.docopt() принимает инструкции в стиле POSIX, написанные разработчиком, использует их для интерпретации аргументов командной строки и возвращает словарь со всеми аргументами и параметрами, полученными из командной строки. Также она корректно обрабатывает параметры --help и --version.

В следующем примере значение переменной arguments — это словарь, который имеет ключ name, --capitalize и --num_repetitions:

#!/usr/bin env python3

"""Здоровается с вами.

  Использование:

    hello <name>... [options]

    hello -h | --help | --version

    -c, --capitalize  писать ли имя с большой буквы

    -n REPS, --num_repetitions=REPS количество повторений [по умолчанию: 1]

"""

__version__ = "1.0.0"  # Необходимо для параметра --version

def hello(name, repetitions=1):

    for rep in range(repetitions):

        print('Hello {}'.format(name))

if __name__ == "__main__":

    from docopt import docopt

    arguments = docopt(__doc__, version=__version__)

    name = ' '.join(arguments['<name>'])

    repetitions = arguments['--num_repetitions']

    if arguments['--capitalize']:

        name = name.upper()

    hello(name, repetitions=repetitions)

Начиная с версии 0.6.0 docopt может использоваться для создания сложных программ с субкомандами, которые ведут себя как команды git (/) или svn (/) (даже если субкоманды написаны на разных языках). Существует полный пример приложения (), имитирующий реализацию команды git, который показывает, как это возможно.

Plac

Философия Plac () заключается в том, что вся информация, необходимая для анализа вызова команды, находится в сигнатуре целевой функции. Библиотека легковесна (примерно 200 строк), оборачивает argparse () из стандартной библиотеки и предоставляет одну основную команду plac.plac(), которая получает анализатор аргумента из сигнатуры функции, анализирует командную строку, а затем вызывает функцию.

Библиотека должна была называться анализатором аргументов командной строки (Command-Line Argument Parser, clap), имя оказалось занято, поэтому она называется Plac — clap, почти наоборот. Руководство по использованию не особо информативно, но посмотрите, как мало строк в этом примере:

# hello.py

def hello(name, capitalize=False, repetitions=1):

  """Здоровается с вами."""

    if capitalize:

        name = name.upper()

    for rep in range(repetitions):

        print('Hello {}'.format(name))

if __name__ == "__main__":

    import plac

    plac.call(hello)

Руководство по использованию выглядит так:

$ python hello.py --help

usage: hello.py [-h] name [capitalize] [repetitions]

Says hello to you.

positional arguments:

  name

  capitalize   [False]

  repetitions  [1]

optional arguments:

  -h, --help   show this help message and exit

Если хотите выполнить преобразование типов для какого-нибудь аргумента до того, как передадите его в функцию, используйте декоратор annotations:

import plac

@plac.annotations(

    name = plac.Annotation("the name to greet", type=str),

    capitalize = plac.Annotation("use allcaps", kind="flag", type=bool),

    repetitions = plac.Annotation("total repetitions", kind="option",

                  type=int)

def hello(name, capitalize=False, repetitions=1):

  """Здоровается с вами."""

    if capitalize:

        name = name.upper()

    for rep in range(repetitions):

        print('Hello {}'.format(name))

Помимо этого, декоратор plac.Interpreter предоставляет легковесный способ создать очень быстрое интерактивное приложение для командной строки. Примеры содержатся в документации к интерактивному режиму plac по адресу .

Click

Основное предназначение Click (/) (расшифровывается как Command Line-Interface Creation Kit — набор для создания интерфейсов командной строки) — помочь разработчикам создать компонуемые интерфейсы командной строки, написав минимально возможное количество кода. Документация к Click подтверждает ее связь с docopt.

Функция Click — создавать компонуемые системы, функция docopt — вручную создавать самые красивые интерфейсы командной строки. Эти две цели конфликтуют друг с другом. Click мешает пользователям реализовывать некоторые шаблоны для того, чтобы сделать интерфейсы командной строки уникальными. Например, вы практически не можете переформатировать вспомогательные страницы.

Стандарты этой библиотеки способны удовлетворить почти все запросы разработчиков, но продвинутые пользователи могут изменить их. Как и в случае с Plac, она задействует декораторы, чтобы привязать определения анализатора к функциям, которые будут их использовать, переместив из самих функций управление аргументами командной строки.

Приложение hello.py при использовании Click выглядит так:

import click

@click.command()

@click.argument('name', type=str)

@click.option('--capitalize', is_flag=True)

@click.option('--repetitions', default=1,

              help="Times to repeat the greeting.")

def hello(name, capitalize, repetitions):

    """Здоровается, with capitalization и именем."""

    if capitalize:

        name = name.upper()

    for rep in range(repetitions):

        print('Hello {}'.format(name))

if __name__ == '__main__':

    hello()

Click анализирует описание из строк документации команды и создает вспомогательное сообщение с помощью пользовательского анализатора, унаследованного от устаревшего члена стандартной библиотеки optparse, который более совместим со стандартами POSIX, чем argparse.

Вспомогательное сообщение выглядит так:

$ python hello.py --help

Usage: hello.py [OPTIONS] NAME

  Say hello, with capitalization and a name.

Options:

  --capitalize

  --repetitions INTEGER  Times to repeat the greeting.

  --help                 Show this message and exit.

Реальная ценность Click заключается в ее модульности — вы можете добавить внешнюю функцию группировки, а затем любую другую функцию, декорированную с помощью click, в ваш проект, и они станут субкомандами для этой команды верхнего уровня:

 

Декоратор group() создает команды верхнего уровня, которые запускаются первыми (перед вызванной субкомандой).

С помощью декоратора pass_context (опционально) передаются объекты из сгруппированной команды в субкоманду, первый аргумент становится объектом click.core.Context.

Этот объект имеет специальный атрибут ctx.obj, который можно передавать субкомандам, использующим декоратор @click.pass_context.

Теперь вместо функции hello() вызывайте функцию, которая была декорирована @click.group(); в нашем случае это cli().

Clint

Библиотека Clint (/) соответствует своему названию и является набором инструментов для работы с интерфейсами командной строки (Command-Line INterface Tools). Поддерживает такую функциональность, как раскрашивание CLI и добавление отступов, индикаторов выполнения, основанных на итераторах, допускает неявную обработку аргументов. Кроме того, это простое и мощное средство отображения столбцов. В этом примере показаны инструменты для раскрашивания и создания отступов:

 

 

Использование indent интуитивно для менеджера контекста в операторе with. Флаг quote добавляет в начало каждой строки полужирную фиолетовую конструкцию ~*~.

Модуль colored имеет восемь функций для цветов, а также параметр отключения раскрашивания.

Функция puts() аналогична print(), обрабатывает отступы и кавычки.

Args предоставляет простые инструменты фильтрации для списка аргументов. Возвращает еще один объект Args, что позволяет объединять фильтры в цепочки.

Использовать аргументы args, созданные функцией Args(), можно именно так.

cliff

cliff () (Command-Line Interface Formulation Fra­mework — фреймворк для формулирования интерфейсов командной строки) — это фреймворк для создания программ командной строки. Предполагается, что он должен использоваться для создания уникальных мультиуровневых команд, которые ведут себя как svn (Subversion) либо git, или интерактивных программ вроде оболочек Cassandra или SQL.

Функциональность cliff сгруппирована в абстрактных базовых классах. Вам нужно реализовать cliff.command.Command для каждой субкоманды, а затем cliff.commandmanager.CommandManager делегирует правильной команде. Рассмотрим минимальную версию программы hello.py:

 

 

cliff использует непосредственно argparse.ArgumentParser для интерфейса командной строки.

Получаем версию из setup.py (при последнем запуске pip install).

Для абстрактного базового класса требуется get_parser() — он должен возвращать argparse.ArgumentParser.

Для абстрактного базового класса требуется take_action() — он запускается при вызове команды Hello.

В основном приложении создается подкласс cliff.app.App, отвечающий за настройку журналирования, потоки ввода/вывода и все остальное, что можно применить ко всем субкомандам.

CommandManager управляет всеми классами Command, использует содержимое из entry_points файла setup.py для поиска имен команд.

Приложения с графическим интерфейсом

В этом разделе мы сначала перечислим библиотеки с виджетами — наборы инструментов и фреймворки, которые предоставляют кнопки, полосы прокрутки, индикаторы выполнения и другие заранее созданные компоненты. В конце раздела коснемся игровых библиотек.

Библиотеки виджетов

С точки зрения разработки графических интерфейсов, виджетами являются кнопки, слайдеры, полосы прокрутки и другие распространенные элементы интерфейса. С их помощью вам не нужно заниматься низкоуровневым программированием вроде определения того, какая кнопка (если таковая вообще существует) находилась под курсором мыши в момент клика, или работой с разными оконными API, используемыми разными операционными системами.

Если вы никогда не занимались разработкой интерфейсов, то вам нужно что-то, что легко использовать (чтобы вы поняли, как создавать интерфейсы). Мы рекомендуем Tkinter (находится в стандартной библиотеке Python). Вас заинтересуют структура и функции набора инструментов, который лежит в основе библиотеки, поэтому мы сгруппируем библиотеки по тулкитам, начав с самых популярных (табл. 7.2).

Таблица 7.2. Библиотеки виджетов для графических интерфейсов

Библиотека, лежащая  в основе (язык)	Библиотека Python	Лицензия	Причины использовать
Tk (Tcl)	tkinter	Лицензия Python Software Foundation	Все зависимости поставляются вместе с Python. Предоставляет стандартные виджеты для интерфейса вроде кнопок, полос прокрутки, текстовых окон и полотен
SDL2 (C)	Kivy	MIT или LGPL3 (до версии 1.7.2)	Может использоваться для создания приложения для Android.
			Имеет функциональность для работы с технологией мультитач. Оптимизирована для С там, где это возможно, и использует GPU
Qt (C++)	PyQt	GNU General Public License (GPL) или Commercial	На всех платформах выглядит одинаково. Многие приложения и библиотеки уже полагаются на Qt (например, Eric IDE, Spyder и/или Matplotlib), поэтому библиотека может оказаться установленной заранее. Qt5 (нельзя использовать вместе с Qt4) предоставляет инструменты для создания приложения для Android
Qt (C++)	PySide	GNU Lesser General Public License (LGPL)	Полноценная замена для PyQt, имеющая более либеральную лицензию
GTK (C) (тулкит GIMP)	PyGObject (PyGi)	GNU Lesser General Public License (LGPL)	Предоставляет связывание с Python для GTK+ 3. Должна быть знакома всем, кто уже разрабатывал для GNOME
GTK (C)	PyGTK	GNU Lesser General Public License (LGPL)	Применяйте только в том случае, если ваш проект уже использует PyGTK; вы должны портировать старый код PyGTK к PyGObject
wxWindows (C++)	wxPython	Лицензия wxWindows (модифицированная LGPL)	Предоставляет нативный внешний вид, предлагая различные оконные библиотеки для каждой платформы. Для разных платформ некоторые фрагменты кода будут отличаться
Objective C	PyObjC	Лицензия MIT	Предоставляет интерфейс для работы с Objective C. Придаст вашему проекту для OS X нативный вид. Не может использоваться на других платформах

В следующих разделах представлена более подробная информация о разных библиотеках для создания графического интерфейса для Python, они сгруппированы по лежащему в их основе тулкиту.

Tk Модуль стандартной библиотеки Tkinter — это тонкий объектно-ориентированный слой, покрывающий Tk, библиотеку виджетов, написанную на языке Tcl. (Вместе они выглядят как Tcl/Tk.) Поскольку модуль находится в стандартной библиотеке, он является наиболее удобным и совместимым GUI-тулкитом в нашем списке. Tk и Tkinter доступны на большинстве платформ Unix, а также в Windows и OS X.

На ресурсе TkDocs имеется хорошее руководство по Tk на нескольких языках, содержащее примеры на Python; более подробная информация представлена по адресу .

Если у вас есть стандартный дистрибутив Python, у вас должен быть IDLE, графическая интерактивная среда для программирования, написанная исключительно на Python. Она является частью стандартной библиотеки — вы можете запустить ее из командной строки, введя команду idle, или просмотреть ее исходный код. Вы можете найти место, где она установлена, введя следующую команду в оболочке:

$ python -c"import idlelib; print(idlelib.__path__[0])"

В нашем каталоге много файлов, основное приложение IDLE запускается из модуля PyShell.py.

Аналогично для того, чтобы просмотреть пример использования интерфейса для рисования, tkinter.Canvas, взгляните на код модуля turtle. Вы можете найти его, введя следующую команду в оболочке:

$ python -c"import turtle; print(turtle.__file__)"

Kivy

Kivy (/) — это библиотека Python, предназначенная для разработки мультимедиа приложений с поддержкой технологии мультитач. Kivy активно разрабатывается сообществом, имеет разрешительную лицензию в стиле BSD и работает на всех крупных платформах (Linux, OS X, Windows и Android).

Kivy написан на Python и не использует тулкит для работы с окнами, взаимодействует непосредственно с SDL2 (Simple DirectMedia Layer) (/), библиотекой, написанной на C, которая предоставляет низкоуровневый доступ к устройствам ввода пользователя и аудио, а также имеет доступ к отрисовке 3D-изображений с помощью OpenGL (или Direct3D для Windows). Имеет несколько виджетов (находятся в модуле kivy.uix — ), но их не так много, как в наиболее популярных альтернативах вроде Qt и GTK. Если вы разрабатываете традиционное десктопное приложение для бизнеса, больше подойдут Qt или GTK.

Для того чтобы установить библиотеку, перейдите на страницу загрузки Kivy , найдите свою операционную систему, загрузите ZIP-файл для своей версии Python и следуйте инструкциям для вашей ОС. Помимо кода поставляется и каталог с десятком примеров, которые показывают разные части API.

Qt Qt (произносится «кьют») (/) — это кросс-платформенный фреймворк, который широко применяется для разработки графического ПО, но его можно использовать и для разработки приложений без графики. Существует версия Qt5 для Android (). Если у вас уже установлен Qt (если вы работаете с Spyder, Eric IDE, Matplotlib или с другим инструментом, использующим Qt), вы можете узнать свою версию Qt из командной строки, введя следующую команду:

$ qmake -v

Qt выпущен под лицензией LGPL, что позволяет распространять бинарные файлы, которые работают с Qt, если вы не изменяете сам Qt. Коммерческая лицензия позволит воспользоваться такими инструментами, как визуализация данных и покупки в приложении. Qt предоставляет заранее созданные временные платформы для разных типов приложений. Оба интерфейса Python для Qt, PyQt и PySide, не очень хорошо задокументированы, поэтому лучший вариант — воспользоваться документацией к C++ от Qt (/). Кратко опишем каждый интерфейс.

• PyQt от компании Riverbank Computing более актуален, нежели PySide (для которого нет версии для Qt5). Для того чтобы установить его, следуйте документации по установке PyQt4 или PyQt5 (). PyQt4 работает только с Qt4, а PyQt5 — только с Qt5. (Мы предлагаем воспользоваться Docker — инструментом изоляции, который мы рассматривали в подразделе «Docker» раздела «Инструменты изоляции» главы 3, если вам действительно нужно разрабатывать код с помощью сразу обеих версий, чтобы постоянно не изменять пути к библиотекам.)

Компания Riverbank Computing также публикует pyqtdeploy () — графический инструмент, работающий только с PyQt5, который генерирует код С++, характерный для платформы; его вы можете использовать для сборки бинарных файлов дистрибутива. Для получения более подробной информации обратитесь к руководству к PyQt4 (/) и к примерам для PyQt5 ().

• PySide () был выпущен еще тогда, когда Qt принадлежала компании Nokia, поскольку они не могли заставить компанию Riverside Computing, создателей PyQt, изменить лицензию их продукта с GPL на LGPL. Интерфейс предполагается как полноценная замена для PyQt, но несколько замедляет PyQt при разработке. По адресу описываются различия между PySide и PyQt.

Для того чтобы установить PySide, следуйте инструкциям из документации к Qt (). Существует также страница , которая поможет вам написать первое приложение с помощью PySide.

GTK+

Библиотека виджетов GTK+ (/) (расшифровывается как GIMP Toolkit — тулкит для GIMP) предоставляет API основной среды рабочего стола GNOME. Программисты могут выбрать GTK+ вместо Qt в том случае, если они предпочитают C и им удобнее смотреть исходный код GTK+ или если они уже разрабатывали приложения GNOME ранее и знакомы с API. Рассмотрим две библиотеки, которые связывают Python и GTK+.

• pyGTK предоставляет связывание Python для GTK+, но в данный момент поддерживает только API для GTK+ 2.x (но не для GTK+ 3+). Она больше не поддерживается, и команда разработчиков рекомендует не использовать PyGTK для новых проектов и портировать старые проекты с PyGTK на PyGObject.

• PyGObject (известна как PyGI) () предоставляет связывание с Python, которое позволяет получить доступ ко всей программной платформе GNOME. Библиотека известна как PyGI, поскольку использует (и предоставляет Python API (/)) для исследования GObject (), который является API-мостом между другими языками и основными библиотеками GNOME, написанными на C, а также для GLib (/), если разработчики следуют соглашениям по определению GObject (). Библиотека полностью совместима с GTK+ 3. Руководство Python GTK+ 3 Tutorial (/) поможет начать работу с библиотекой.

Для того чтобы установить библиотеку, получите бинарные файлы с сайта загрузки PyGObject () или, если пользуетесь OS X, установите ее с помощью homebrew, введя команду brew install pygobject.

wxWidgets

Философия, лежащая в основе проекта wxWidgets (/), заключается в том, что лучший способ придать приложению нативный внешний вид — применить нативное API для каждой операционной системы. Qt и GTK+ теперь также используют другие оконные библиотеки помимо X11 за кулисами, но в Qt они абстрактны, а GTK придает им такой внешний вид, будто вы программируете GNOME. Преимущество wXWidgets заключается в том, что вы непосредственно взаимодействуете с каждой платформой, а лицензия позволяет вам даже больше. Проблема, однако, в том, что вам придется работать с каждой платформой по-разному.

Модуль расширения, который оборачивает wxWidgets для пользователей Python, называется wxPython (/). Когда-то он был самой популярной оконной библиотекой в Python, возможно, благодаря своей философии использования нативных инструментов для работы с интерфейсом, но теперь обходные решения в Qt и GTK+ стали достаточно удобными. Чтобы установить модуль, перейдите на сайт и загрузите соответствующий пакет для вашей ОС. Начните знакомство с руководства для wxPython ().

Objective-C

Objective-C — это проприетарный язык, используемый компанией Apple для операционных систем OS X и iOS, также вы можете получить доступ к фреймворку Cocoa для разработки приложений в OS X. В отличие от других вариантов, Objective-C не является кросс-платформенным; он предназначен для продуктов Apple.

PyObjC — это двухсторонний мост между языком Objective-C для OS X и Python, это означает, что не только у Python будет доступ к фреймворку Cocoa для разработки приложений в OS X, но и у программистов Objective-C появится доступ к Python.

Фреймворк Cocoa доступен только для OS X, поэтому не выбирайте Objective-C (через PyObjC), если вы пишете кросс-платформенное приложение.

Вам понадобится установить Xcode, как описано в разделе «Установка Python на Mac OS X» в главе 2, поскольку для PyObjC нужен компилятор. PyObjC работает только со стандартным дистрибутивом CPython (но не с дистрибутивами вроде PyPy или Jython), и мы рекомендуем использовать исполняемый файл Python, предоставленный OS X, поскольку эта версия Python была модифицирована компанией Apple и сконфигурирована специально для работы под OS X.

Для того чтобы указать вашей виртуальной среде использовать интерпретатор для Python из вашей системы, применяйте полный путь при его вызове. Если не хотите работать от лица суперпользователя, установите его с помощью переключателя --user (это действие сохранит библиотеку в каталоге $HOME/Library/Python/2.7/lib/python/site-packages/):

$ /usr/bin/python -m pip install --upgrade --user virtualenv

Активизируйте среду, войдите в нее и установите PyObjC:

$ /usr/bin/python -m virtualenv venv

$ source venv/bin/activate

(venv)$ pip install pyobjc

Для этого потребуется какое-то время. PyObjC поставляется вместе с py2app (рассматривается в подразделе «py2app» раздела «Замораживаем код» главы 6), который является инструментом для OS X, позволяющим создавать распространяемые отдельные бинарные файлы приложений. На странице примеров PyObjC () можно найти готовые приложения.

Разработка игр

Kivy очень быстро стал популярным, но он имеет гораздо более крупный отпечаток, нежели библиотеки, перечисленные в этом разделе. Он был указан как фреймворк, поскольку предоставляет виджеты и кнопки, но его часто используют для создания игр. Сообщество Pygame ведет сайт для разработчиков (), применяющих Python, на котором рады всем разработчикам независимо от того, используют они Pygame или нет. Рассмотрим наиболее популярные библиотеки, применяемые для разработки игр.

• cocos2d (). Выпущена под лицензией BSD. Создана на основе pyglet, предоставляя фреймворк для структурирования игры в виде набора сцен, связанных пользовательскими workflows, работой управляет режиссер. Используйте ее, если вам нравится стиль «сцена-режиссер-workflow», который описан в документации по адресу , или если хотите задействовать pyglet для рисования и SDL2 для джойстика и аудио. Вы можете установить cocos2D с помощью pip. Что касается SDL2, сначала проверьте его наличие в вашем менеджере пакетов, а затем загрузите с сайта /. Лучший способ начать работу — изучить поставляемые примеры приложений для cocos2d ().

• pyglet (). Выпущена под лицензией BSD. Представляет собой набор легковесных оболочек для OpenGL, а также инструменты для представления и перемещения спрайтов по окну. Просто установите ее — вам должно хватить pip, поскольку практически на каждом компьютере имеется OpenGL — и запустите несколько примеров приложений (), которые включают в себя полноценный клон игры Asteroids () (для его написания потребовалось менее чем 800 строк кода).

• Pygame. Выпущена под лицензией Zlib, а также под лицензией GNU LGPLv2.1 для SDL2. Существует крупное активное сообщество, вступив в которое, вы можете получить множество руководств по Pygame (), но члены этого сообщества используют SDL1, предыдущую версию библиотеки. Она недоступна в PyPI, поэтому сначала поищите ее в своем менеджере пакетов, а затем, если ее нет, загрузите Pygame ().

• Pygame-SDL2 () была недавно объявлена как попытка заново реализовать Pygame с бэкендом в виде SDL2. Выпущена под теми же лицензиями, что и Pygame.

• PySDL2 () работает на CPython, IronPython и PyPy, является тонким интерфейсом к библиотеке SDL2. Если вам нужен самый маленький интерфейс между SDL2 и Python, эта библиотека подойдет идеально. Для получения более подробной информации смотрите руководство к PySDL2 ().

Веб-приложения

Поскольку мощный язык сценариев был адаптирован как для быстрого прототипирования, так и для больших проектов, Python широко используется в разработке веб-приложений (на Python написаны YouTube, Pinterest, Dropbox и The Onion).

Две библиотеки, которые мы рассмотрели в главе 5 — Werkzeug и Flask, — были связаны со сборкой веб-приложений. С их помощью мы кратко описали интерфейс Web Server Gateway Interface (WSGI), стандарт Python, определенный в PEP 3333, который указывает, как общаются веб-серверы и веб-приложения, написанные на Python.

В этом разделе мы рассмотрим веб-фреймворки, написанные на Python, их систему шаблонов, серверы, с которыми они взаимодействуют, а также платформы, на которых они запускаются.

Веб-фреймворки/микрофреймворки

Веб-фреймворк состоит из набора библиотек и основного обработчика, внутри которого вы можете строить собственный код для реализации веб-приложения (то есть интерактивного сайта, предоставляющего его клиенту интерфейс к коду, запущенному на сервере). Большая часть веб-фреймворков включает в себя шаб­лоны и вспомогательные программы, позволяющие выполнить как минимум следующий действия.

• Маршрутизация URL. Соотнесение входящего запроса HTTP с соответству­ющей функцией Python (или вызываемой функцией).

• Обработка объектов Request и Response. Инкапсуляция информации, полученной или отправленной браузеру пользователя.

• Шаблоны. Внедрение переменных Python в шаблоны HTML или другую форму вывода информации, что позволяет программистам отделить логику приложения (в Python) от макета (в шаблоне).

• Веб-сервис для отладки. Запуск миниатюрного сервера HTTP на машинах разработчиков, позволяющего ускорить разработку; зачастую код на серверной стороне автоматически перезагружается при обновлении файлов.

Вам не нужно писать код вокруг фреймворка. Он изначально должен предоставлять все, что вам требуется, при этом функциональность должна быть протестирована другими разработчиками, поэтому, если вы все еще не можете найти то, что вам нужно, продолжайте исследовать другие доступные фреймворки (например, Bottle, Web2Py, CherryPy). Технический редактор также отметил, что мы должны упомянуть Falcon (/) — фреймворк, предназначенный для сборки RESTful API (но не для работы с HTML).

Все библиотеки, перечисленные в табл. 7.3, могут быть установлены с помощью команды pip:

$ pip install Django

$ pip install Flask

$ pip install tornado

$ pip install pyramid

Таблица 7.3. Веб-фреймворки

Библиотека Python	Лицензия	Причины использовать
Django	Лицензия BSD	Предоставляет структуру — в основном заранее созданный сайт, где вы разрабатываете макет и данные/логику. Автоматически генерирует административный веб-интерфейс, где непрограммисты могут добавлять или удалять данные (например, новостные статьи).
		Поставляется вместе с инструментом для объектно-реляционного отображения (object-relational mapping, ORM)
Flask	Лицензия BSD	Позволяет полностью контролировать все, что находится у вас в стеке. Предоставляет элегантные декораторы, которые добавляют маршрутизацию URL для любой выбранной вами функции. Позволяет вам отказаться от структуры, предоставленной Django или Pyramid
Tornado	Лицензия Apache 2.0	Предоставляет отличную функциональность по обработке событий — Tornado использует собственный сервер HTTP. Предоставляет способ обработать множество WebSockets (полнодуплексная, устойчивая коммуникация с помощью TCP*) или других долгоиграющих соединений сразу после установки
Pyramid	Модифицированная лицензия BSD	Предоставляет заранее собранную структуру, которая называется временной платформой, но в меньшей степени, чем Django, позволяет использовать любой интерфейс базы данных или библиотеку шаблонов. Основан на популярном фреймворке Zope и на Pylons

* Transmission Control Protocol (TCP) — стандартный протокол, который определяет способ, с помощью которого два компьютера устанавливают соединение друг с другом.

В следующих разделах приведена более подробная информация о веб-фреймворках из табл. 7.3.

Django

Django (/) — это готовый к работе веб-фреймворк. Отличный выбор для тех, кто создает сайты, ориентированные на содержимое. Предоставляя множество вспомогательных программ и шаблонов сразу после установки, Django позволяет создавать сложные веб-приложения, работающие с базами данных.

У Django имеется крупное и активное сообщество. Многие их модули, которые можно использовать повторно (/), вы можете встроить в свой проект или настроить так, как вам нужно.

Проводятся ежегодные конференции в Соединенных Штатах (/) и Европе (/), посвященные Django, — большая часть веб-приложений Python сегодня создается с помощью Django.

Flask

Flask (/) — это микрофреймворк для Python. Отлично подойдет для сборки небольших приложений, API и веб-сервисов. Вместо предоставления всех инструментов, которые теоретически могут понадобиться, во Flask реализованы самые распространенные компоненты фреймворка для создания веб-приложений вроде маршрутизации URL, объекты запросов и ответов HTTP, а также шаблоны. Создание приложения с помощью Flask похоже на написание стандартного модуля Python, только к некоторым функциям прикреплены маршруты (с применением декоратора, как это показано в следующем фрагменте кода). Выглядит красиво:

@app.route('/deep-thought')

def answer_the_question():

    return 'The answer is 42.'

Если вы используете Flask, ответственность за выбор других компонентов приложения (если таковые нужны) ложится на вас. Например, доступ к базам данных или генерация/проверка форм не встроены во Flask (поскольку многим веб-разработчикам эта функциональность не нужна). Если вам это требуется, существует множество доступных расширений (/) вроде SQLAlchemy (/) для баз данных, pyMongo (/) для MongoDB и WTForms (/) для работы с формами.

Flask является выбором по умолчанию для любого веб-приложения, которое не подходит для заранее созданных временных платформ от Django. Попробуйте запустить эти примеры приложений для Flask (), чтобы ознакомиться с фреймворком. Если хотите запустить несколько приложений (по умолчанию для Django), применяйте инструмент для планирования (). Если желаете дублировать наборы подстраниц внутри приложения, используйте Flask’s Blueprints («Эскизы Flask») (/).

Tornado

Tornado (/) — это асинхронный (управляемый событиями и неблокирующий, как Node.js (/)) веб-фреймворк для Python, который имеет собственный цикл событий. Это позволяет нативно поддерживать, например, протокол коммуникации WebSockets (). В отличие от других фреймворков, показанных в этом разделе, Tornado не является приложением WSGI (). Его можно запустить как приложение или сервер WSGI с помощью модуля tornado.wsgi, но даже его авторы спросят: «А в чем смысл?», поскольку WSGI — это синхронный интерфейс, а Tornado — асинхронный фреймворк.

Tornado сложнее, чем Django или Flask, и используется гораздо реже. Работайте с ним только в том случае, если прирост производительности, связанный с применением асинхронного фреймворка, будет стоить дополнительного времени, затраченного на программирование. Если решитесь, хорошей стартовой точкой станут демонстрационные приложения (). Качественно написанные приложения Tornado славятся отличной производительностью.

Pyramid

Pyramid (/) похож на Django, однако больший упор в нем делается на модульность. Поставляется вместе с несколькими встроенными биб­лиотеками (меньшее количество функциональности доступно сразу) и поощряет расширение его базовой функциональности с помощью шаблонов, которые называются временными платформами.

Вы регистрируете временную платформу, а затем вызываете ее при создании нового проекта с помощью команды pcreate — аналогично команде Django django-admin startproject project-name command, но у вас имеются параметры для работы с разными структурами, бэкендами для баз данных и маршрутизацией URL.

Pyramid не очень востребован у пользователей, в отличие от Django и Flask. Это хороший фреймворк, но он не считается популярным выбором для создания новых веб-приложений на Python.

По адресу можно найти несколько руководств для Pyramid. Чтобы убедить вашего босса использовать Pyramid, взгляните на портал /, где имеется большой объем информации о Pyramid.

Движки для веб-шаблонов

Большая часть приложений WSGI предназначена для реагирования на запросы HTTP и обслуживания содержимого в формате HTML или других языках разметки. Движки шаблонов отвечают за отрисовку этого содержимого: управляют набором файлов шаблонов, имеют систему иерархии и включения, позволяющую избежать лишнего повторения, и заполняют статическое содержимое шаблонов динамическим содержимым, сгенерированным приложением. Это помогает придерживаться концепции разделения обязанностей — мы размещаем логику в коде, а отрисовку доверяем шаблонам.

Файлы шаблонов иногда пишутся дизайнерами или фронтенд-разработчиками, и сложность страниц может усложнить координирование. Рассмотрим правила хорошего тона как для приложений, передающих динамическое содержимое движку, так и для самих шаблонов.

• Никогда зачастую лучше, чем прямо сейчас. Файлам шаблонов должно передаваться только то динамическое содержимое, которое нужно отрисовать. Постарайтесь не передавать дополнительное содержимое на всякий случай: гораздо проще добавить отсутствующие переменные, чем убрать переменную, которая, скорее всего, не будет использоваться в работе.

• Постарайтесь держать логику за пределами шаблона. Многие движки шаблонов позволяют создавать сложные выражения или операции присваивания в самом шаблоне, а также встраивать код Python, который будет оценен именно в шаб­лоне. Это может привести к неконтролируемому росту сложности и зачастую усложняет поиск ошибок. Мы не против такого подхода — практичность побеждает красоту, — просто держите себя в руках.

• Отделяйте JavaScript от HTML. Зачастую необходимо смешивать шаблоны JavaScript с шаблонами HTML. Не теряйте голову: изолируйте те части, где шаблон HTML передает переменные в код JavaScript.

Все движки шаблонов, перечисленные в табл. 7.4, принадлежат ко второму поколению, их скорость отрисовки высока, а функциональность создана благодаря опыту работы со старыми библиотеками шаблонов.

Таблица 7.4. Движки шаблонов

Библиотека Python	Лицензия	Причины использовать
Jinja2	Лицензия BSD	По умолчанию используется в Flask и поставляется с Django. Основана на языке шаблонов Django Template Language, в шаблоны можно добавить лишь немного логики. Jinja2 — это движок по умолчанию для Sphinx, Ansible и Salt (если вы использовали эти инструменты, вы знаете Jinja2)
Chameleon	Модифицированная лицензия BSD	Шаблоны сами по себе являются корректными XML/HTML. Похожа на Template Attribute Language (TAL) и его derivatives
Mako	Лицензия MIT	Используется по умолчанию в Pyramid. Разработана для повышения скорости выполнения программы — используйте, когда отрисовка шаблона ограничена во времени. Позволяет поместить большое количество кода в шаблоны — Mako похож на версию Python для PHP (/)

В следующих разделах приводится более подробная информация о библиотеках из табл. 7.4.

Jinja2

Мы рекомендуем выбирать Jinja2 (/) в качестве библиотеки шаблонов для новых веб-приложений Python. Используется в качестве движка по умолчанию в Flask и генераторе документации для Python Sphinx (/), может применяться в Django, Pyramid и Tornado. Она работает с основанным на тексте языком шаблонов, поэтому подойдет для генерации любой разметки, а не только HTML.

Позволяет настраивать фильтры, теги, тесты и глобальные переменные. Предоставляет возможность добавлять логику в шаблоны, что сокращает объемы кода.

Рассмотрим важные теги Jinja2:

{# Это комментарий, он выделяется решеткой и фигурными скобками. #}

{# Так можно добавить переменную: #}

{{title}}

{# Так можно определить именованный блок, который можно заменить #}

{# на шаблон-потомок. #}

{% block head %}

<h1>This is the default heading.</h1>

{% endblock %}

{# Так можно выполнить итерирование: #}

{% for item in list %}

<li>{{ item }}</li>

{% endfor %}

Рассмотрим пример сайта в комбинации с веб-сервером Tornado, описанным в подразделе «Tornado» текущего раздела:

# импортируем Jinja2

from jinja2 import Environment, FileSystemLoader

# импортируем Tornado

import tornado.ioloop

import tornado.web

# Загружаем файл шаблона templates/site.html

TEMPLATE_FILE = "site.html"

templateLoader = FileSystemLoader( searchpath="templates/" )

templateEnv = Environment( loader=templateLoader )

template = templateEnv.get_template(TEMPLATE_FILE)

# Список популярных фильмов

movie_list = [

    [1,"The Hitchhiker's Guide to the Galaxy"],

    [2,"Back to the Future"],

    [3,"The Matrix"]

]

# Метод template.render() возвращает строку, содержащую отрисованный HTML

html_output = template.render(list=movie_list, title="My favorite movies")

# Обработчик для основной страницы

class MainHandler(tornado.web.RequestHandler):

    def get(self):

        # Возвращает отрисованную строку шаблона запросу браузера

        self.write(html_output)

# Присваиваем обработчик на сервер (127.0.0.1:PORT/)

application = tornado.web.Application([

    (r"/", MainHandler),

])

PORT=8884

if __name__ == "__main__":

    # Настраиваем сервер

    application.listen(PORT)

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

Файл base.html может быть использован в качестве основы для всех страниц сайта. В этом примере они могли бы быть реализованы в блоке content (в данный момент пуст):

<!DOCTYPE HTML PUBLIC "-//W3C//DTD HTML 4.01//EN">

<html lang="en">

<html xmlns="">

<head>

    <link rel="stylesheet" href="style.css" />

    <title>{{title}} - My Web Page</title>

</head>

<body>

<div id="content">

    {# В следующей строке будет добавлено содержимое шаблона site.html #}

    {% block content %}{% endblock %}

</div>

<div id="footer">

    {% block footer %}

    &copy; Copyright 2013 by <a href=">.

    {% endblock %}

</div>

</body>

В следующем примере кода показана страница сайта (site.html), которая расширяет шаблон base.html. Блок content будет встроен автоматически в соответствующий блок base.html:

<!{% extends "base.html" %}

{% block content %}

    <p class="important">

    <div id="content">

        <h2>{{title}}</h2>

        <p>{{ list_title }}</p>

        <ul>

             {% for item in list %}

             <li>{{ item[0]}} :  {{ item[1]}}</li>

             {% endfor %}

        </ul>

    </div>

    </p>

{% endblock %}

Chameleon

Chameleon Page Templates (файлы с расширением *.pt) (/) — это реализация в движке шаблонов синтаксисов Template Attribute Language (TAL) (), TAL Expression Syntax (TALES) () и Macro Expansion TAL (Metal) () для HTML/XML. Chameleon анализирует Page Templates и «компилирует» их в байт-код Python для повышения скорости загрузки.

Доступен в Python 2.5 и выше (включая 3.x и PyPy) и является одним из двух движков для отрисовки, используемых Pyramid по умолчанию (см. подробнее подраздел «Pyramid» ранее в этом разделе). (Вторым является Mako, описанный в следующем подразделе.)

Page Templates добавляет специальный элемент attributes и текстовую разметку для вашего XML-документа: набор простых языковых конструкций позволяет управлять потоком документов, повторением элементов, заменой текста и переводом. Благодаря синтаксису, основанному на атрибутах, неотрисованные шаблоны страниц представляют собой корректный HTML, могут быть просмотрены в браузере и даже отредактированы с помощью редакторов WYSIWYG (What you see is what you get — «Что видишь, то и получаешь»). Это позволяет упростить взаимодействие с дизайнерами, а также прототипирование с использованием статических файлов. Основы языка TAL легко освоить с помощью примера:

<html>

  <body>

  <h1>Hello, <span tal:replace="context.name">World</span>!</h1>

    <table>

      <tr tal:repeat="row 'apple', 'banana', 'pineapple'">

        <td tal:repeat="col 'juice', 'muffin', 'pie'">

           <span tal:replace="row.capitalize()" /> <span tal:replace="col" />

        </td>

      </tr>

    </table>

  </body>

</html>

Шаблон <span tal:replace="expression" /> для вставки текста достаточно распространен. Если вам не нужна стопроцентная корректность для неотрисованных шаблонов, вы можете заменить его на более сжатый и читаемый синтаксис с помощью шаблона ${expression}, как показано далее:

<html>

  <body>

    <h1>Hello, ${world}!</h1>

    <table>

      <tr tal:repeat="row 'apple', 'banana', 'pineapple'">

        <td tal:repeat="col 'juice', 'muffin', 'pie'">

           ${row.capitalize()} ${col}

        </td>

      </tr>

    </table>

  </body>

</html>

Но помните, что полный синтаксис <span tal:replace="expression">Default Text</span> также позволяет использовать содержимое по умолчанию в неотрисованном шаблоне.

Chameleon не очень популярен в местах, где уже пользуются Pyramid.

Mako

Mako (/) — это язык шаблонов, который компилируется в Python для максимальной производительности. Его синтаксис и API заимствованы из других языков шаблонов вроде Django и Jinja2. Этот язык шаблонов по умолчанию включается в веб-фреймворке Pyramid (рассматривается в подразделе «Pyramid» текущего раздела). Пример шаблона Mako выглядит так:

<%inherit file="base.html"/>

<%

    rows = [[v for v in range(0,10)] for row in range(0,10)]

%>

<table>

    % for row in rows:

        ${makerow(row)}

    % endfor

</table>

<%def name="makerow(row)">

    <tr>

    % for name in row:

        <td>${name}</td>\

    % endfor

    </tr>

</%def>

Это текстовый язык разметки, как Jinja2, поэтому его можно использовать для чего угодно (не только для документов XML/HTML). Чтобы отрисовать простой шаблон, введите следующий код:

from mako.template import Template

print(Template("hello ${data}!").render(data="world"))

Mako имеет хорошую репутацию в сообществе Python. Он быстр и позволяет разработчикам встраивать большое количество логики Python в страницу. Правда, мы рекомендовали бы делать это с осторожностью (только при большой необходимости).

Развертывание веб-приложений

Два варианта, которые мы рассмотрим в этом разделе, связаны либо с хостингом (то есть вы платите поставщику вроде Heroku, Gondor или PythonAnywhere, чтобы он управлял сервером и базой данных за вас), либо с настройкой собственной инфраструктуры на машине, предоставленной хостингом для виртуальных выделенных серверов (virtual private server, VPS) вроде Amazon Web Services (/) или Rackspace (/). Кратко рассмотрим оба варианта.

Хостинг

Платформа как услуга (Platform as a Service, PaaS) — это разновидность облачной вычислительной инфраструктуры, которая абстрагирует инфраструктуру и управляет ею (например, настраивает базу данных и веб-сервер, поддерживает их с помощью обновлений, связанных с безопасностью), а также отвечает за маршрутизацию и масштабирование приложений. При использовании PaaS разработчики приложений могут сфокусироваться на написании кода, а не на управлении развертыванием.

Существует множество поставщиков PaaS, конкурирующих друг с другом, но поставщики, представленные в этом списке, нацелены на сообщество Python. Большинство предлагают бесплатный тестовый период.

• Heroku (). Рекомендуем использовать Heroku при развертывании веб-приложений Python. Он поддерживает приложения всех типов, написанные на Python 2.7–3.5: веб-приложения, серверы и фреймворки. Вам также предоставляется набор инструментов для командной строки (/), чтобы работать с учетной записью Heroku, базой данных и веб-серверами, которые поддерживает ваше приложение, поэтому вы можете вносить изменения без веб-интерфейса. Heroku предлагает подробные статьи (), посвященные использованию Python и Heroku, а также пошаговые инструкции () о том, как настроить ваше первое приложение.

• Gondor (/). Поддерживается небольшой компанией, концентрируется на том, чтобы помогать бизнесам добиваться успеха с помощью Python и Django. Его платформа предназначена для развертывания приложений Django и Pinax. Платформой Gondor являются Ubuntu 12.04 и версии Django 1.4, 1.6, и 1.7, а также подмножество реализаций Python 2 и 3, перечисленных по адресу /. Он может автоматически сконфигурировать ваш сайт, написанный с помощью Django, если вы используете local_settings.py для размещения характерной для сайта информации о конфигурации. Для получения более подробных сведений обратитесь к руководству по Gondor (/); также доступен инструмент для командной строки (/).

• PythonAnywhere (/). Поддерживает Django, Flask, Tornado, Pyramid и множество других фреймворков для создания веб-приложений, которые мы не описывали, вроде Bottle (не фреймворк, как и Flask, но сообщество гораздо меньше) и web2py (отлично подходит для обучения).

Ценовая политика хостинга связана со временем, затрачиваемым на вычисления (вместо того чтобы брать большие суммы, хостинг прерывает вычисления, как только их объем превышает дневной максимум. Это удобно для разработчиков, следящих за стоимостью).

Веб-серверы

За исключением Tornado (поставляется с собственным сервером HTTP) все фреймворки для создания веб-приложений, которые мы рассмотрели, являются приложениями WSGI. Это значит, что они должны взаимодействовать с сервером WSGI так, как это указано в PEP 3333, для того чтобы получить запрос HTTP и отправить ответ HTTP.

Большая часть самостоятельно размещаемых приложений Python сегодня находится на сервере WSGI вроде Gunicorn (сервера WSGI зачастую можно использовать как отдельные сервера HTTP) или на базе легковесного веб-сервера вроде Nginx. Если задействуются оба варианта, серверы WSGI взаимодействуют с приложениями Python в то время, как веб-сервер обрабатывает более подходящие задачи — выдачу статических файлов, маршрутизацию запросов, защиту от распределенных атак типа отказа в обслуживании (distributed denial-of-service, DDoS) и базовую аутентификацию. Далее описываются два наиболее популярных веб-сервера — Nginx и Apache.

• Nginx (/). Nginx (произносится «энжин-икс») — это веб-сервер и обратный прокси для HTTP, SMTP и других протоколов. Отличается высокой производительностью, относительной простотой и совместимостью со многими серверами приложений (вроде серверов WSGI). Включает такие полезные функции, как балансировка нагрузки, базовая аутентификация, поточный режим и т. д. Nginx становится довольно популярным, поскольку разработан для обслуживания загруженных сайтов.

• Сервер HTTP Apache. Apache — это наиболее популярный сервер HTTP в мире (), но мы предпочитаем Nginx. Однако те разработчики, кто только сейчас столкнулся с проблемой развертывания, могут захотеть начать с Apache и mod_wsgi (), который считается самым простым интерфейсом WSGI. В документации к каждому фреймворку — mod_wsgi с Pyramid (), mod_wsgi с Django () и mod_wsgi и Flask () — вы можете найти полезные руководства.

Серверы WSGI

Отдельные серверы WSGI обычно используют меньше ресурсов, чем традиционные веб-серверы, и предоставляют лучшую производительность для серверов WSGI в Python (). Их можно использовать вместе с Nginx или Apache, которые могут служить обратными прокси. Рассмотрим наиболее популярные серверы WSGI.

• Gunicorn (Green Unicorn) (/). Мы рекомендуем использовать Gunicorn для новых веб-приложений — он написан на чистом Python и применяется для обслуживания приложений Python. В отличие от других веб-серверов Python, он имеет продуманный пользовательский интерфейс, и его весьма легко сконфигурировать и использовать. Gunicorn имеет адекватные и разумные стандартные значения для конфигурации. Однако некоторые другие серверы вроде uWSGI можно настроить гораздо тщательнее (но именно поэтому работать с ними сложнее).

• Waitress (/). Это написанный на чистом Python сервер WSGI. Говорят, что он имеет «очень приемлемую производительность». Его документация не особо подробна, но он предлагает такую функциональность, которой не имеет Gunicorn (например, буферизацию запросов HTTP); он не блокирует запрос, когда клиент отвечает слишком медленно (отсюда и произошло его имя Wait-ress). Waitress набирает популярность среди веб-разработчиков Python.

• uWSGI (/). Предоставляет всю функциональность, необходимую для сборки хостингового сервиса. Мы не рекомендуем использовать его как отдельный веб-маршрутизатор (если только вы не уверены в том, что он вам нужен).

uWSGI также может работать на базе полноценного веб-сервера (вроде Nginx или Apache). Веб-сервер может сконфигурировать uWSGI и работу приложения с помощью протокола uwsgi (). Поддержка веб-сервера uWSGI позволяет динамически конфигурировать Python, передавать переменные среды и выполнять другие настройки. Для получения более подробной информации обратитесь к волшебным переменным uWSGI ().