探索ASGI：Python的Web应用程序异步协议

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本文探讨 Python Web 应用中 ASGI 协议与 Uvicorn 服务器的关系。 初学者常疑惑为何 FastAPI 开发需要 Uvicorn，本文将解答此疑问。

Uvicorn 的作用

以下是一个简单的 HTTP 请求示例，使用 Uvicorn 运行：

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import json

def convert_bytes_to_str(data):
    if isinstance(data, bytes):
        return data.decode('utf-8')
    if isinstance(data, tuple):
        return tuple(convert_bytes_to_str(item) for item in data)
    if isinstance(data, list):
        return [convert_bytes_to_str(item) for item in data]
    if isinstance(data, dict):
        return {key: convert_bytes_to_str(value) for key, value in data.items()}
    return data


async def app(scope, receive, send):
    data = convert_bytes_to_str(scope)
    print(json.dumps(data, indent=4))
    if scope['type'] == 'http':
        event = await receive()
        response_body = json.dumps({"message": "hello, ASGI!"}).encode('utf-8')
        await send({
            'type': 'http.response.start',
            'status': 200,
            'headers': [
                (b'content-type', b'application/json'),
            ],
        })
        await send({
            'type': 'http.response.body',
            'body': response_body,
        })

convert_bytes_to_str 函数用于处理范围字段中的二进制字符串。 代码接收请求，创建 JSON 响应，并分两步发送响应头和响应体，这是异步编程的典型模式，提高了效率和对不同协议的兼容性。

ASGI (异步服务器网关接口)

ASGI 是构建异步 Python Web 应用的协议，其主要特点包括：

• 异步支持: 支持异步编程，提高并发处理能力。
• 多协议支持: 支持 HTTP/HTTPS、WebSockets 等多种协议。
• 并发支持: 能够同时处理多个请求。
• 通信机制: 应用程序与服务器之间，以及应用程序不同部分之间通过消息交互。

ASGI 协议主要由应用程序接口和服务器接口构成，并依赖于事件循环接口来调度异步任务。 ASGI 事件驱动模型管理应用生命周期、HTTP 请求处理和 WebSocket 连接。

Uvicorn 和应用层框架

Uvicorn 实现 ASGI 服务器层，但其应用层不够友好。 因此，出现了更高层的框架，例如 Starlette 和 FastAPI。 Uvicorn 需要一个 ASGI 应用实例，这些框架提供了这样的实例。 使用 Uvicorn 启动应用：

uvicorn main:app --reload

总结

本文阐述了 Uvicorn 在 Python Web ASGI 协议中的作用。 ASGI 赋予 Python Web 应用异步、并发和多协议处理能力。

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