Python 之 WSGI、uWSGI 和 Uwsgi 介绍-51CTO.COM

一、概述

WSGI 、uWSGI 和 uwsgi 是三个相关的概念，它们是在 Web 应用程序开发中使用的不同的工具和协议。下面是它们的详细介绍：

WSGI（Web Server Gateway Interface）：WSGI 是一个 Python Web 应用程序与 Web 服务器之间的接口规范，它定义了应用程序和服务器之间的标准接口，使得应用程序可以在不同的 Web 服务器上运行。WSGI 规范规定了应用程序必须实现的接口方法和服务器需要支持的方法。WSGI 协议使得不同的 Python Web 框架（例如 Flask、Django 等）能够在不同的 Web 服务器上运行，这些服务器可以是 Apache、Nginx 等。
uWSGI：uWSGI 是一个 Web 服务器，它是一个用 C 语言编写的 Web 应用程序容器，支持运行 Python、Ruby、Perl 等多种编程语言。uWSGI 服务器可以作为一个独立的应用服务器，也可以与其他 Web 服务器（如 Nginx、Apache）一起使用，通过 WSGI 协议与 Python 应用程序通信。
uwsgi：uwsgi 是一个与 uWSGI 服务器相关的协议。uwsgi 协议是一种二进制协议，它定义了 uWSGI 服务器与应用程序之间的通信协议。使用 uwsgi 协议，uWSGI 服务器可以与 Python 应用程序通信，而不需要像 CGI 那样启动一个新的进程来处理每个请求。uwsgi 协议允许 uWSGI 服务器与应用程序之间进行双向通信，从而提高了性能。

因此，uWSGI 是一个 Web 服务器，可以通过 WSGI 协议与 Python 应用程序通信，并使用 uwsgi 协议进行通信。WSGI 是 Python Web 应用程序与 Web 服务器之间的接口规范，定义了应用程序和服务器之间的标准接口。而 uwsgi 则是 uWSGI 服务器与应用程序之间的二进制通信协议。

二、安装 uwsgi 模块

uWSGI 是一种 Web 服务器网关接口（Web Server Gateway Interface），它可以用于将 Python Web 应用程序与 Web 服务器（如 Nginx 或 Apache）集成在一起。

在使用uWSGI模块时，需要安装uwsgi模块，并在Python Web应用程序中导入uwsgi模块，并使用uwsgi模块提供的函数来配置和管理Web应用程序的运行。常见的uwsgi模块函数包括uwsgi.optin()、uwsgi.route()、uwsgi.applications()等。
另外，uWSGI模块还提供了一些高级特性，如Master/Worker模式、进程管理、负载均衡、自动扩展等，使得Web应用程序可以更好地适应高并发和大流量的情况。

1）配置pip源

国内源地址：

pypi 清华大学源：https://pypi.tuna.tsinghua.edu.cn/simple
pypi 腾讯源：http://mirrors.cloud.tencent.com/pypi/simple
pypi 阿里源：https://mirrors.aliyun.com/pypi/simple/

mkdir  ~/.pip/
cat >~/.pip/pip.conf<<EOF
[global]
index-url = https://repo.huaweicloud.com/repository/pypi/simple
trusted-host = repo.huaweicloud.com
timeout = 120
EOF

2）安装 uwsgi 模块

# 安装python3
yum -y install python3

yum -y install gcc-c++ -y 
yum -y install python3-devel -y

# 安装 uwsgi flask 模块
pip3 install uwsgi flask

# 查看版本
uwsgi --version

三、示例演示（uWSGI + Nginx 配置）

1）安装 nginx

yum update -y
yum install epel-release
yum -y install nginx

2）创建 app.py 文件

创建一个名为 app.py 的文件，添加以下代码：

from flask import Flask
app = Flask(__name__)

@app.route('/')
def hello():
    return 'Hello, World!'

if __name__ == '__main__':
    app.run()

3）创建 uWSGI 配置文件

创建一个 uWSGI 配置文件，例如 uwsgi.ini，其中包含以下信息：

[uwsgi]
module = app:app 
# 相当于命令下面两行
#wsgi-file = app.py # 项目入口文件
#callable = app #  flask应用对象
# 支持http+socket两种方式，这里选用socket，也可以选择http-socket，下面会讲解这三种区别
# http = 127.0.0.1:8000
socket = 0.0.0.0:8000
# 也可以使用socket文件，在nginx配置文件中配置也对应，仅限本机通信，一般也很少使用
# socket = /app/myapp.sock

# 注意记得提前创建目录
chdir = /opt/myapp
pidfile=/opt/myapp/myapp.pid
processes = 4
threads = 2
master = true
vacuum = true
py-autoreload = 1
daemonize = /tmp/uwsgi.log

uwsgi.ini常用配置参数详解：

chdir=/xxx/xxx # 指定项目目录，这里写上程序根目录(即app.py文件所在目录)对应上述目录结构为src
home=/xxx/xxx # 指定虚拟环境变量
wsgi-file=xxx # 指定加载WSGI文件
socket=xxx # 指定uwsgi的客户端将要连接的socket的路径（使用UNIX socket的情况）或者地址（使用网络地址的情况）。#socket协议，用于和nginx通讯,端口可配置成别的端口；如果有nginx在uwsgi之前作为代理的话应该配socket 如：socket=0.0.0.0:5000。当然也可以使用http-socket #而如果客户端请求不经过(不搭建)Nginx代理服务器,服务请求直接到uwsgi服务器的话那么就配http。如：http=0.0.0.0:5000;IP和端口与项目启动文件app.py中一致; 127.0.0.1虽然是表示本地IP，但想要在网络上访问必须设置host=0.0.0.0才不受IP限制。
callable=app # 这个 app 指的是 flask 项目启动程序中定义的 flask name 的名字，我的启动程序是 app.py , 里面定义的 flask 的名字是 app 。
module = mysite.wsgi # 加载一个WSGI模块,这里加载mysite/wsgi.py这个模块
`master=true # 指定启动主进程
`processes=4 # 设置工作进程的数量
threads=2 # 设置每个工作进程的线程数
vacuum=true # 当服务器退出时自动删除unix socket文件和pid文件
logfile-chmod=644 # 指定日志文件的权限
daemonize=%(chdir)/xxx.log # 进程在后台运行，并将日志打印到指定文件
pidfile=%(chdir)/xxx.pid # 在失去权限前，将主进程pid写到指定的文件
uid=xxx # uWSGI服务器运行时的用户id
gid=xxx # uWSGI服务器运行时的用户组id
procname-prefix-spaced=xxx # 指定工作进程名称的前缀
chdir=/xxx/xxx # 指定项目目录，这里写上程序根目录(即app.py文件所在目录)对应上述目录结构为/opt/uwsgi/
listen = 120 # 设置socket的监听队列大小（默认：100）

4）启动 uWSGI

在命令行中启动 uWSGI：

uwsgi --ini uwsgi.ini
###或者
uwsgi uwsgi.ini

### 重启
uwsgi --reload /opt/myapp/myapp.pid
###关闭
uwsgi --stop /opt/myapp/myapp.pid

【温馨提示】其实也可以通过一条命令带上对应的参数即可启动，但是不推荐，测试可以。一般使用配置文件的方式启动服务。

使用http协议启动uwsgi的命令为：

uwsgi --http :8000 --ini uwsgi_conf.ini -d ./uwsgi.log --pidfile=uwsgi.pid

--http 指定用5800端口启动http协议
--ini 指定上述的启动配置文件
-d 指定uwsgi的log，方便我们调试
--pidfile 将启动的进程号写到uwsgi.pid文件中，方便我们在需要停止服务器时kill掉。

5）配置 Web 服务器

将 Web 服务器配置为反向代理 uWSGI，例如，在 Nginx 中，可以使用以下配置文件：

# vi /etc/nginx/conf.d/myapp.conf
server {
        listen 8080;
        server_name myapp.com;
        location / {
           include uwsgi_params;
           uwsgi_pass 127.0.0.1:8000;
        }
}

其中，uwsgi_params 文件包含以下内容：

uwsgi_param  QUERY_STRING       $query_string;
uwsgi_param  REQUEST_METHOD     $request_method;
uwsgi_param  CONTENT_TYPE       $content_type;
uwsgi_param  CONTENT_LENGTH     $content_length;

uwsgi_param  REQUEST_URI        $request_uri;
uwsgi_param  PATH_INFO          $document_uri;
uwsgi_param  DOCUMENT_ROOT      $document_root;
uwsgi_param  SERVER_PROTOCOL    $server_protocol;
uwsgi_param  REQUEST_SCHEME     $scheme;
uwsgi_param  HTTPS              $https if_not_empty;

uwsgi_param  REMOTE_ADDR        $remote_addr;
uwsgi_param  REMOTE_PORT        $remote_port;
uwsgi_param  SERVER_PORT        $server_port;
uwsgi_param  SERVER_NAME        $server_name;

【特别注意】uwsgi_params 在nginx conf文件夹下自带，uwsgi_pass一定要跟uwsgi_conf.ini中写的地址完全一致。

6）重启 Web 服务器

重启 Web 服务器以使配置生效。

# 重启
systemctl restart nginx

# 如果是之前nginx服务已经存在，只是修改了配置，可建议使用reload加载
nginx -t && nginx -s reload
# 或者
systemctl reload nginx

访问（浏览器访问，curl访问也行）

7）Nginx upstream 负载均衡

Nginx上游（upstream）是指一组后端服务器，Nginx可以与其通信并将客户端请求转发到这些服务器。换句话说，上游服务器是Nginx代理请求的后端服务器。

Nginx的upstream支持5种分配方式，其中轮询（默认）、权重、IP散列这三种为Nginx原生支持的分配方式，fair 和 url_hash 为第三方支持的分配方式。

1、轮询（默认）

轮询是upstream的默认分配方式，即每个请求按照时间顺序轮流分配到不同的后端服务器，如果某个后端服务器 down 掉后，能自动剔除。

upstream backend {
    server 192.168.182.110:8000;
    server 192.168.182.111:8000;
}

2、权重（weight）

轮询的加强版，既可以指定轮询比率，weight 和访问几率成正比，主要应用于后端服务器异质的场景下。

upstream backend {
    server 192.168.182.110:8000 weight=1;
    server 192.168.182.111:8000 weight=2;
}

3、IP散列（ip_hash）

每个请求按照访问 Ip（即Nginx的前置服务器或客户端IP）的 hash结果分配，这样每个访客会固定访问一个后端服务器，可以解决 session 一致问题。

upstream backend {
    ip_hash;
    server 192.168.182.110:8000 weight=1;
    server 192.168.182.111:8000 weight=2;
}

先在另外一个节点上再起一个uWSGI服务，将上面示例配置修改：

# vi /etc/nginx/conf.d/myapp.conf
upstream backend {
    server 192.168.182.110:8000;
    server 192.168.182.111:8000;
}

server {
        listen 8080;
        server_name myapp.com;
        location / {
           include uwsgi_params;
           uwsgi_pass backend;
        }
}

192.168.182.110 节点 app.py

from flask import Flask
app = Flask(__name__)

@app.route('/')
def hello():
    return 'Hello, World 192.168.182.110!\n'

if __name__ == '__main__':
    app.run()

192.168.182.111 节点 app.py

from flask import Flask
app = Flask(__name__)

@app.route('/')
def hello():
    return 'Hello, World 192.168.182.111!\n'

if __name__ == '__main__':
    app.run()

验证

curl  127.0.0.1:8080

从上图可知，请求轮询调度，这才是企业一般想要的效果，负载均衡。

8）http、http-socket 和 socket 区别

http和http-socket的区别在于，如果我们想直接将uwsgi用作服务器（例如Apache和nginx那样）直接暴露在公网那么就使用http；
如果有单独的服务器（例如Apache或者nginx），由服务器将请求转发给uwsgi处理，并且使用http协议，那么此时使用http-socket。
http: 自己会产生一个http进程(可以认为与nginx同一层)负责路由http请求给worker, http进程和worker之间使用的是uwsgi协议。
http-socket: 不会产生http进程, 一般用于在前端webserver不支持uwsgi而仅支持http时使用, 他产生的worker使用的是http协议。
因此, http 一般是作为独立部署的选项; http-socket 在前端webserver不支持uwsgi时使用, 如果前端webserver支持uwsgi, 则直接使用socket即可(tcp or unix)。

【1】socket 示例（uwsgi.ini）：

[uwsgi]
module = app:app
#socket = 127.0.0.1:8000
socket = 0.0.0.0:8000

chdir = /opt/myapp
pidfile=/opt/myapp/myapp.pid
processes = 4
threads = 2
master = true
vacuum = true
py-autoreload = 1
daemonize = /tmp/uwsgi.log

nginx配置

upstream backend {
    server 192.168.182.110:8000;
    server 192.168.182.111:8000;
}

server {
        listen 8080;
        server_name myapp.com;
        location / {
           include uwsgi_params;
           uwsgi_pass backend;
        }
}

【2】http 示例（uwsgi.ini）：

[uwsgi]
module = app:app
socket = 0.0.0.0:8000

chdir = /opt/myapp
pidfile=/opt/myapp/myapp.pid
processes = 4
threads = 2
master = true
vacuum = true
py-autoreload = 1
daemonize = /tmp/uwsgi.log

nginx配置

upstream backend {
    server 192.168.182.110:8000;
    server 192.168.182.111:8000;
}

server {
        listen 8080;
        server_name myapp.com;
        location / {
           include uwsgi_params;
           proxy_pass http://backend;
        }
}

【3】http-socket 示例（uwsgi.ini）：

[uwsgi]
module = app:app
http = 0.0.0.0:8000

chdir = /opt/myapp
pidfile=/opt/myapp/myapp.pid
processes = 4
threads = 2
master = true
vacuum = true
py-autoreload = 1
daemonize = /tmp/uwsgi.log

nginx配置

upstream backend {
    server 192.168.182.110:8000;
    server 192.168.182.111:8000;
}

server {
        listen 8080;
        server_name myapp.com;
        location / {
           include uwsgi_params;
           proxy_pass http://backend;
        }
}

9）TCP 与 uinx 区别

TCP和Unix套接字（Unix domain socket）是两种不同类型的套接字。

TCP套接字是基于TCP/IP协议的网络套接字，用于在网络上进行进程间通信。TCP套接字需要指定IP地址和端口号，以便其他进程可以连接到该套接字进行通信。TCP套接字是一种跨网络边界的套接字，可以在不同的计算机之间进行通信。TCP套接字常用于客户端/服务器架构中，如Web服务器、数据库服务器等。
Unix套接字是基于Unix域套接字（Unix domain socket）的本地套接字，用于在同一台计算机上进行进程间通信。Unix套接字只需要指定一个文件路径，而不需要使用IP地址和端口号。Unix套接字是一种进程间通信（IPC）机制，它提供了高效、可靠和安全的进程间通信方式。Unix套接字通常用于本地服务器和本地客户端之间的通信，例如X Window系统中的客户端和服务器。

因此，TCP套接字用于在网络上进行通信，而Unix套接字用于在同一台计算机上进行通信。虽然TCP套接字可以通过网络连接到不同的计算机，但是Unix套接字提供了更高效的进程间通信机制，并且更适合于需要在同一台计算机上运行的进程间通信。

【TCP 示例】常用uwsgi.ini：

[uwsgi]
module = app:app
socket = 127.0.0.1:8000

chdir = /opt/myapp
pidfile=/opt/myapp/myapp.pid
processes = 4
threads = 2
master = true
vacuum = true
py-autoreload = 1
daemonize = /tmp/uwsgi.log

【unix 示例】仅限于本机通信，很少使用。uwsgi.ini：

[uwsgi]
module = app:app
socket = /opt/myapp/myapp.socket

chdir = /opt/myapp
pidfile=/opt/myapp/myapp.pid
processes = 4
threads = 2
master = true
vacuum = true
py-autoreload = 1
daemonize = /tmp/uwsgi.log

nginx配置

server {
        listen 8080;
        server_name myapp.com;
        location / {
           include uwsgi_params;
           proxy_pass unix:///opt/myapp/myapp.sock;
        }
}