使用 Python 构建一个简易的 Web 服务器
在现代软件开发中，Web 技术无处不在。无论是前端、后端还是全栈开发，理解 Web 服务的基本原理和实现方式都是非常重要的。本文将介绍如何使用 Python 构建一个简易的 HTTP Web 服务器，并通过代码示例展示其基本工作原理。
我们将从最基础的 socket 编程开始，逐步构建一个能够处理 GET 请求并返回 HTML 页面的简单 Web 服务器。最终效果是：当用户在浏览器访问 http://localhost:8000/ 时，服务器会返回一个简单的 HTML 页面。
HTTP 协议简介
HTTP（HyperText Transfer Protocol）是一种用于客户端与服务器之间通信的应用层协议。一次完整的 HTTP 请求通常包括以下几个步骤：
客户端连接到服务器；客户端发送请求报文；服务器接收请求并处理；服务器返回响应报文；关闭连接或保持连接以进行下一次请求。我们将在本文中实现一个只支持 HTTP/1.0 的简易服务器，仅处理 GET 请求。
使用 socket 模块创建 TCP 服务器
Python 提供了标准库模块 socket 来进行底层网络通信。我们可以使用它来监听某个端口，并接受来自客户端的连接请求。
示例代码：TCP 服务器监听端口
import socketHOST, PORT = 'localhost', 8000server_socket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)server_socket.setsockopt(socket.SOL_SOCKET, socket.SO_REUSEADDR, 1)server_socket.bind((HOST, PORT))server_socket.listen(1)print(f'Server is listening on http://{HOST}:{PORT}')while True: client_connection, client_address = server_socket.accept() request = client_connection.recv(1024) print(request.decode()) http_response = b"""HTTP/1.1 200 OKHello, World!""" client_connection.sendall(http_response) client_connection.close()这段代码创建了一个 TCP 服务器，监听本地 8000 端口。每当有客户端连接进来，服务器就接收请求内容，并打印出来，然后发送一个“Hello, World!”的响应。
你可以通过浏览器访问 http://localhost:8000 查看结果。
解析 HTTP 请求
为了提供更有意义的响应，我们需要解析客户端发送过来的 HTTP 请求，提取出方法（如 GET）、路径等信息。
改进后的代码：解析请求并返回不同响应
import socketHOST, PORT = 'localhost', 8000def handle_request(request): headers = request.split('\n') method, path, version = headers[0].split() if path == '/': content = '<h1>Welcome to My Web Server</h1>' elif path == '/about': content = '<h1>About Page</h1>' else: content = '<h1>404 Not Found</h1>' return f'HTTP/1.1 404 Not Found\nContent-Type: text/html\n\n{content}' return f'HTTP/1.1 200 OK\nContent-Type: text/html\n\n{content}'server_socket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)server_socket.setsockopt(socket.SOL_SOCKET, socket.SO_REUSEADDR, 1)server_socket.bind((HOST, PORT))server_socket.listen(1)print(f'Server is listening on http://{HOST}:{PORT}')while True: client_connection, client_address = server_socket.accept() request = client_connection.recv(1024).decode('utf-8') print(f'Received request:\n{request}') response = handle_request(request) client_connection.sendall(response.encode()) client_connection.close()在这个版本中，我们解析了请求行，根据不同的路径返回不同的 HTML 内容。同时添加了 MIME 类型为 text/html 的响应头。
现在你访问：
http://localhost:8000/ 将看到欢迎页面；http://localhost:8000/about 将看到关于页面；其他路径则显示 404 错误。静态文件服务器
为了让我们的 Web 服务器更实用一些，我们可以让它读取指定目录下的 HTML 文件并返回给客户端。
改进代码：支持静态文件服务
import socketimport osHOST, PORT = 'localhost', 8000WEB_ROOT = './www'def get_content_type(path): if path.endswith('.html'): return 'text/html' elif path.endswith('.css'): return 'text/css' elif path.endswith('.js'): return 'application/javascript' else: return 'application/octet-stream'def handle_request(request): headers = request.split('\n') method, path, version = headers[0].split() # 默认主页 if path == '/': path = '/index.html' file_path = WEB_ROOT + path if not os.path.exists(file_path): return 'HTTP/1.1 404 Not Found\nContent-Type: text/html\n\n<h1>404 Not Found</h1>' with open(file_path, 'rb') as f: body = f.read() content_type = get_content_type(path) header = f'HTTP/1.1 200 OK\nContent-Type: {content_type}\n\n' return header.encode() + bodyserver_socket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)server_socket.setsockopt(socket.SOL_SOCKET, socket.SO_REUSEADDR, 1)server_socket.bind((HOST, PORT))server_socket.listen(1)print(f'Server is listening on http://{HOST}:{PORT}')while True: client_connection, client_address = server_socket.accept() request = client_connection.recv(1024).decode('utf-8') print(f'Received request:\n{request}') response = handle_request(request) client_connection.sendall(response) client_connection.close()在这个版本中，我们实现了以下功能：
静态文件服务：服务器会从当前目录下的www 文件夹中读取文件；MIME 类型识别：根据文件扩展名设置正确的 Content-Type；默认加载 index.html；支持 CSS 和 JavaScript 文件的加载。要测试这个服务器，请创建一个 www 目录，并在里面放入一个 index.html 文件，例如：
<!DOCTYPE html><html><head> <title>My Web Server</title></head><body> <h1>Hello from my custom web server!</h1> <p>This is a simple static HTML page.</p></body></html>运行服务器后，在浏览器中打开 http://localhost:8000 即可看到该页面。
总结
通过本文的学习，我们掌握了如何使用 Python 的 socket 模块构建一个简易的 Web 服务器。尽管这个服务器还非常基础，但它展示了 Web 服务器的核心工作机制：
当然，实际生产环境中不会使用这种原始的方式搭建 Web 服务。Python 社区有许多成熟的框架可以用来构建 Web 应用，比如 Flask、Django、FastAPI 等。它们封装了底层细节，提供了强大的路由、模板引擎、数据库集成等功能。
但了解底层机制对于深入理解 Web 开发是非常有益的。希望这篇文章能帮助你更好地理解 Web 服务器的工作原理，并激发你对网络编程的兴趣。
参考资源：
Python socket 文档MDN HTTP 教程How to Create a Web Server in Python using Socket Programming
