google.appengine.ext.webapp高级教程

# 1. Google App Engine 和 webapp 框架概述

## 1.1 Google App Engine 简介
Google App Engine（GAE）是Google提供的一个完全托管的平台，使得开发者能够使用多种编程语言创建和运行可扩展的Web应用。它为开发者提供了可自动扩展的计算和数据存储服务，以及用于控制流量、管理数据和服务的API。

## 1.2 webapp 框架概述
webapp是Google App Engine官方支持的Python Web应用框架。它遵循WSGI标准，因此能够轻松集成其他WSGI兼容的组件。webapp框架设计简洁，易于学习，适合快速开发小型到中型的Web应用。它提供了开发人员所需的请求处理、路由、模板渲染等核心功能。

## 1.3 Google App Engine 与 webapp 的协同工作
在Google App Engine平台上开发应用时，开发者通常会使用webapp框架进行应用的编写和测试。GAE作为底层平台，负责处理应用的部署、自动扩展以及运行时环境的维护，而webapp框架则提供高层的抽象和便捷的编程接口，使得开发者能够专注于应用逻辑和功能的实现。两者结合，让部署和管理变得简单，同时开发者无需担心服务器的配置和维护问题。

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# 第二章：搭建开发环境与基础配置

## 2.1 安装Google App Engine SDK
### 2.1.1 下载与安装

在开始任何开发工作之前，首先需要在本地环境中安装Google App Engine (GAE) 的软件开发工具包（SDK）。GAE SDK为开发者提供了必要的库和工具集，以便于进行本地开发和测试。

**安装步骤如下：**

1. 访问Google App Engine官方网站下载SDK，选择对应的开发语言版本。对于Python开发者，通常下载Python版本。
2. 下载完成后，解压缩到指定目录。
3. 运行安装程序，通常是一个`.exe`文件，在Windows系统上，或者一个`.run`脚本在类Unix系统上。
4. 按照安装向导提示完成安装。在某些系统上可能需要管理员权限。
5. 安装完成后，需要将GAE SDK的路径添加到系统的环境变量中，以便在任何路径下使用命令行工具。

**环境变量配置示例：**

- 在Windows系统中，通过系统属性的环境变量设置来添加：

C:\Program Files\Google\google_appengine\

- 在类Unix系统中，可以在`.bashrc`或`.zshrc`文件中添加如下行：

export PATH=$PATH:/path/to/google_appengine/

### 2.1.2 SDK组件介绍

安装完成后，我们来看看GAE SDK包含哪些核心组件：

- **App EngineLauncher**：这是一个图形用户界面，可用来快速启动和管理本地开发服务器。
- **dev_appserver.py**：这是启动本地开发服务器的脚本，它是Google App Engine Python运行时的核心。
- **app.yaml**：这是一个配置文件，用于定义应用的结构和运行时行为。
- **Google App Engine Libraries**：这些是SDK附带的库文件，包含API参考和各种实用工具，使开发者能够构建完整的应用程序。

## 2.2 配置webapp项目结构
### 2.2.1 基本目录结构

一旦安装好了SDK，我们便可以开始配置我们的webapp项目结构。webapp项目需要遵循一个基本的目录结构，以保证GAE能够正确地识别和运行我们的应用。

webapp项目的基础目录结构通常如下：

/project_root/
    /static/
        - CSS文件，JavaScript文件等静态资源。
    /templates/
        - HTML模板文件。
    app.yaml
    main.py
    README

- **/static/**：存放所有的静态文件，例如CSS样式表、JavaScript文件、图片等。
- **/templates/**：存放Jinja2模板文件，用于页面渲染。
- **app.yaml**：这个文件是必须的，它告诉Google App Engine如何部署应用。
- **main.py**：这是项目的主入口文件，其中包含了webapp框架的初始化代码和路由定义。
- **README**：用于存放项目的说明文件，介绍项目的基本信息和部署步骤。

### 2.2.2 配置文件详解

配置文件是Google App Engine应用的关键部分。我们来详细解读下`app.yaml`配置文件，它是GAE运行时环境的配置指南。

**示例配置文件内容如下：**

application: your-application-id
version: 1
runtime: python37
api_version: 1

handlers:
- url: /(.*\.css)
  static_files: static/\1
  upload: static/(.*\.css)

- url: /(.*\.js)
  static_files: static/\1
  upload: static/(.*\.js)

- url: /(.*\.png)
  static_files: static/\1
  upload: static/(.*\.png)

- url: /.*
  script: auto
  secure: always

- **application**：指定应用的ID，这个ID在Google App Engine中是唯一的。
- **version**：指定应用的版本号，这有助于在部署时管理版本。
- **runtime**：指定应用运行时的环境，如Python37。
- **api_version**：指定使用的API版本。
- **handlers**：定义了请求和静态文件之间的映射，以及请求和脚本之间的映射。
- **secure**：如果设置为`always`，则要求通过HTTPS访问。

这个配置文件是GAE应用的基础配置，它需要根据实际的应用需求进行相应的修改和扩展。

## 2.3 第一个webapp应用
### 2.3.1 编写Hello World

创建一个简单的webapp应用来输出"Hello World"。在`main.py`文件中，我们可以编写如下代码：

from flask import Flask

app = Flask(__name__)

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

if __name__ == '__main__':
    app.run(host='***.*.*.*', port=8080, debug=True)

在上述代码中，我们创建了一个Flask应用，并定义了一个路由`/`，当访问根URL时，会返回字符串'Hello, World!'。我们还启动了本地开发服务器，并指定了本地IP和端口，以及开启调试模式。

### 2.3.2 应用部署和访问

编写完成Hello World应用后，我们可以部署到Google App Engine进行访问。

**部署步骤如下：**

1. 打开命令行工具。
2. 导航到包含`app.yaml`的项目目录。
3. 运行`dev_appserver.py .`命令启动本地开发服务器。
4. 在浏览器中访问`***`查看应用运行结果。

如果一切正常，你将看到"Hello, World!"出现在浏览器窗口中。

要部署到云端，可以使用以下命令：

gcloud app deploy

这条命令会将应用部署到Google Cloud Platform，之后可以通过`***`访问你的应用。

## 安装和配置SDK、理解webapp项目结构和编写第一个应用是开发前的必要准备。

# 3. webapp框架核心组件解析

## 3.1 请求处理与路由机制

### 3.1.1 WSGI标准与webapp的兼容

WSGI（Web Server Gateway Interface）是一种规范，它定义了Python Web服务器和Web应用之间的接口。webapp框架充分支持WSGI标准，并且在内部实现了WSGI规范，使得webapp开发的应用可以轻松地部署在任何兼容WSGI的服务器上。

在webapp框架中，WSGI接口由一个`RequestHandler`类来实现，开发者需要定义一个继承自`RequestHandler`的类，并实现一个`get`或`post`方法来处理对应的HTTP请求。当一个请求到达时，webapp会实例化这个`RequestHandler`类，并调用相应的处理方法。

from google.appengine.ext import webapp
import wsgiref.handlers

class MainHandler(webapp.RequestHandler):
def get(self):
self.response.out.write(