从第 3 期开始进入实战，因为实战才能激发兴趣……

Python 编写 Web App 实战（1）：搭建开发环境

实战目标为搭建一个博客网站，包含日志、用户和评论三大部分，教材为 廖雪峰实战教程。

安装 Web App 开发所需要的第三方库

安装异步框架 aiohttp

如何理解异步框架 aiohttp？

框架（Framework）是整个或部分系统的可重用设计，表现为一组抽象构件及构件实例间交互的方法，是某种应用的半成品，或者说是一组组件，供你选用完成你自己的系统。简单说就是使用别人搭好的舞台，你来做表演。

简单搜索并没发现解释同步、异步框架的含义，作为小白总是很苦恼，但我想或许要结合 IO（Input/Output）来理解。廖雪峰教程 IO 编程这节这样说：

由于程序和运行时数据是在内存中驻留，由 CPU 这个超快的计算核心来执行，涉及到数据交换的地方，通常是磁盘、网络等，就需要 IO 接口。

比如你打开浏览器，访问新浪首页，浏览器这个程序就需要通过网络 IO 获取新浪的网页。浏览器首先会发送数据给新浪服务器，告诉它我想要首页的 HTML，这个动作是往外发数据，叫 Output，随后新浪服务器把网页发过来，这个动作是从外面接收数据，叫 Input。

所以，通常程序完成 IO 操作会有 Input 和 Output 两个数据流。当然也有只用一个的情况，比如，从磁盘读取文件到内存，就只有 Input 操作，反过来，把数据写到磁盘文件里，就只是一个 Output 操作。

IO 编程中，Stream（流）是一个很重要的概念，可以把流想象成一个水管，数据就是水管里的水，但是只能单向流动。Input Stream 就是数据从外面（磁盘、网络）流进内存，Output Stream 就是数据从内存流到外面去。对于浏览网页来说，浏览器和新浪服务器之间至少需要建立两根水管，才可以既能发数据，又能收数据。

由于 CPU 和内存的速度远远高于外设的速度，所以，在 IO 编程中，就存在速度严重不匹配的问题。举个例子来说，比如要把 100M 的数据写入磁盘，CPU 输出 100M 的数据只需要 0.01 秒，可是磁盘要接收这 100M 数据可能需要 10 秒，怎么办呢？有两种办法：

第一种是 CPU 等着，也就是程序暂停执行后续代码，等 100M 的数据在 10 秒后写入磁盘，再接着往下执行，这种模式称为同步 IO；

另一种方法是 CPU 不等待，只是告诉磁盘，「您老慢慢写，不着急，我接着干别的事去了」，于是，后续代码可以立刻接着执行，这种模式称为异步 IO。

同步和异步的区别就在于是否等待 IO 执行的结果。好比你去麦当劳点餐，你说来个汉堡，服务员告诉你，对不起，汉堡要现做，需要等 5 分钟，于是你站在收银台前面等了 5 分钟，拿到汉堡再去逛商场，这是同步 IO。

你说来个汉堡，服务员告诉你，汉堡需要等 5 分钟，你可以先去逛商场，等做好了，我们再通知你，这样你可以立刻去干别的事情（逛商场），这是异步 IO。

很明显，使用异步 IO 来编写程序性能会远远高于同步 IO，但是异步 IO 的缺点是编程模型复杂。想想看，你得知道什么时候通知你汉堡做好了，而通知你的方法也各不相同。如果是服务员跑过来找到你，这是回调模式，如果服务员发短信通知你，你就得不停地检查手机，这是轮询模式。总之，异步 IO 的复杂度远远高于同步 IO。

aiohttp（a-io-http）是基于 asyncio 实现的 HTTP 框架。asyncio 是并发（concurrency）的一种方式。对 Python 来说，并发还可以通过线程（threading）和多进程（multiprocessing）来实现。

asyncio（a-sync-io）是 asynchronous（异步）I/O，一个使用 async/ await 语法编写并发代码的库。

深入理解 Python 异步编程 和 Python 并发编程之初识异步 IO 框架：asyncio 篇 的解释也比较有参考性。

安装异步框架 aiohttp：pip install aiohttp

安装前端模板引擎 jinja2

选择 Jinja 作为名字是因为 Jinja 是日本寺庙的名称，并且 temple 和 template 的发音类似。它并不是以乌干达的金贾市（Jinja）命名的。

安装前端模板引擎 jinja2：pip install jinja2

安装数据库

程序运行的时候，数据都是在内存中的。当程序终止的时候，通常都需要将数据保存到磁盘上，无论是保存到本地磁盘，还是通过网络保存到服务器上，最终都会将数据写入磁盘文件。而如何定义数据的存储格式就是一个大问题。

为了便于程序保存和读取数据，而且，能直接通过条件快速查询到指定的数据，就出现了数据库（Database）这种专门用于集中存储和查询的软件。数据库软件诞生的历史非常久远，早在 1950 年数据库就诞生了。经历了网状数据库，层次数据库，我们现在广泛使用的关系数据库是 20 世纪 70 年代基于关系模型的基础上诞生的。

在 访问数据库 - 廖雪峰教程 了解更多相关知识。

付费数据库：Oracle、MS SQL Server、IBM DB2、Sybase；免费开源数据库：MySQL、PostgreSQL、sqlite。MySQL（SQL，Structured Query Language，结构化查询语言），是最流行的免费数据库。

在 MySQL 是什么 了解更多相关知识。

由于教程是 5.x.x 版本 MySQL，所以我在 官网 下载安装了最新版本 5.7.24 for macOS，安装时需要记住提供的初始密码：

安装完毕，终端输入 mysql -u root -p，出现以下提示表示正常。

$ mysql -u root -p // 连接数据库
Enter password: 
Welcome to the MySQL monitor...

如果提示：mysql: command not found，则需要添加环境变量，在 .bash_profile 文件中增加以下指令：

export PATH=${PATH}:/usr/local/mysql/bin

最后，修改初始密码，必须修改初始密码才允许执行命令：

$ mysql -u root -p // 连接数据库
Enter password: 
Welcome to the MySQL monitor...

mysql> SET PASSWORD FOR 'root'@'localhost' = PASSWORD('你的密码');

安装 MySQL 异步驱动程序 aiomysql

aiomysql 是基于 asyncio 框架以访问 MySQL 数据库的软件库。

安装 MySQL 异步驱动程序 aiomysql：

pip install aiomysql

本期小结

asyncio（a-sync-io）是 asynchronous（异步）I/O，一个使用 async/ await 语法编写并发代码的库。

aiohttp（a-io-http）是基于 asyncio 实现的 HTTP 框架。

aiomysql（a-io-mysql）是基于 asyncio 框架以访问 MySQL 数据库的软件库。

前端模板引擎 jinja2，数据库是 MySQL 5.7.24。

作为小白，我对这些概念感到陌生，但不要紧，我们是以实战的方式学习 Python，后续实际用到时会详细讲解。