上一节我们使用了第三方天气预报接口，配合自己做的视窗界面，实现了一个相当不错的天气预报程序。现在回顾一下，天气预报小程序是怎样工作的。

TIPS:
时不时盘点一下成果，可以避免写代码真的成为 "搬砖"。
很多人对编程存在误解，以为编程就是噼里啪啦敲键盘。其实编程更像是写文章，写字本身不是重点（当然不会写也不行），头脑中的思想才是！
写代码的过程，只不过是实现头脑中的构思。每一个软件都是一个小型系统，通过复盘深入理解所有细枝末节，管理好有限的资源才是核心技能。
互联网时代，很多优秀的开发者，本身也是先进的管理者，也很容易理解了。

互联网的奇迹

现在很少有不联网的电脑，没有网络，计算机的价值要大打折扣。我们的天气预报小程序虽然很简单，但是不折不扣的互联网应用。

前面已经提到，本机运行的天气预报程序是客户端。无论多复杂的客户端，大体只负责两件事：

• 接受客户输入；
• 展示服务端的数据。

用户虽然可以利用天气预报程序得知天气预报，但是真正的天气数据收集、预测、发布工作，都是在服务端完成的，客户端只是展示而已。这种模式相比较以往所谓 “单机” 程序有深远的意义：

• 业务可以做的更大更复杂，但是却更廉价。现在的服务基本都在 “云” 上，国内常见的阿里云，国外有世界知名的亚马逊云服务。服务端拥有更好的硬件资源，提供更强大的性能，却对客户端机器没什么太多要求；服务端同时为很多人服务，对于客户来说，成本反而降低了，服务端数据相当于薄利多销。
• 极大保护知识产权。Python 程序属于脚本语言，我们的天气预报程序几乎无法对抗用户对它进行修改。由于真正的服务在服务端，天气数据也在服务端，用户对客户端的修改，对天气预报业务的损失非常小。如果有账号系统，极端情况下，我们让搞破坏的用户下线就好了。
• 软件运维方便。由于天气预报业务在服务端完成，如果我们采用了新的 “天气模型”，只要 “偷偷” 在服务端修改就好了，用户几乎察觉不到什么变化。特别是服务端程序故障端时候，可以直接登陆到自己到服务器上修复。在互联网兴起之前，一旦程序出现问题，就只能期待着用户会更新安装包。

TIPS
强烈推荐 《黑客与画家》—— Paul Graham，作者对软件工程、技术人员职业生涯有很不错的见解。

当然了，天气预报程序的天气预报服务不是我们做的，但是必须承认，它才是天气预报业务的核心。

在之前的项目中，我们利用 requests 库发起 HTTP 请求，从天气预报 web 接口获得天气预报数据。如果你还有印象的话，天气预报的数据是 Json 格式，一种非常像 Python 字典的数据格式。

服务端是如何提供服务端呢？大体步骤就 2 个：

• 接受请求
• 返回数据

再接受请求和返回数据之间，是服务端辛勤工作的时机，以便准备有用的信息给客户端 “返回”。

一图胜千言，仔细看一下客户端与服务端之间的交互过程。

TIPS
客户端与服务端的通信通常是基于请求——响应模式，称之为交互。

服务端的业务就发生在黄色部分，通常是一些访问数据库、数据整理的工作。

定睛一看服务端

客户端主要是获取数据，展示，非常简单，而且之前编写天气预报视窗程序的工作，都属于在客户端的努力。

我们在客户端已经投入了相当的精力，现在不妨仔细看看一下服务端是如何工作的，虽然不一定每个人都有必须自己写服务端，我的建议还是：知其所以然！

1. 客户端如何找到服务端的机器？
   互联网与电话网有很多相似性（实际上早期很多人用过电话拨号上网，互联网可以运行在电话网络上）。

首先看一下你家里的座机。

网络中的电话机千千万，电话是通过编号区别的。在互联网中，这个编号叫 IP 地址（IP address），通常简称 IP。

假设你家的电话号是 883454，这个号码是由运营商分配给你的。这个号码全市唯一，别人就不能再用这个号了。这样，所有人都可以用这个号码找到你（外市可能要加区号，暂时搁置这个问题好嘛）。在互联网中这样的号码叫 “公网地址”，是全球唯一的。

同时你家里有很多分机，它们需要一个你家里的唯一分机号，比如 01，02 等等。互联网中也有类似的情况，比如同一 Wifi 下的所有设备都会得到一个当前 Wifi 下的唯一 “分机号”，称之为 “局域网地址”。相对于公网，局域网也称为 “内网” 或者 “私网”。

注意，局域网地址只要保证在 “局部” 唯一就可以，比如你家的某个分机号为 01，别人家也可能会在自己家用分机号 01，互不干扰，各家是各家的事。“局域网” 的 “局域” 俩字儿就是这个意思，分机号只能保证在局部唯一。

因此：

• 同一内网所有 “分机“ 之间可以用局域网地址互相通信，
• 任意内网 ”分机“ 也可以向任意公网 IP 通信，
• 内网 ”分机“ 无法直接与其他局域网中的分机通信。

该说服务端了，服务端也是一样，也拥有自己的公网地址，而且它的内部也会有很多分机，拥有自己的局域网地址。比如上图展示的客服公司，拥有自己的电话号（公网地址） 和内网的一些分机。

TIPS
直接将计算机暴露在公网地址是很危险的行为，因为互联网实际上是对等的，任何拥有公网地址的计算机都可以接收、发送数据，换句话说任何公网下的计算机可以同时扮演 “客户端” 和 “服务端”。一旦你的计算机可以任由其他人连接，没有足够专业知识的情况下，很有可能被不怀好意的人攻击，造成损失。
好在大多数情况下，个人计算机得到的只是运营商自建局域网的 “分机号”，运营商只允许内部局域网的计算机作为客户端，极大的降低了个人计算机被主动攻击的可能行。倒也不是运营商热心，主要是服务器地址（公网地址）有经济价值，所以阉割掉了普通用户计算机对全球提供服务的能力。
如果希望局域网计算机对公网提供服务，可以了解 “内网穿透” 技术。

服务端会处理很多业务，就像一家公司可能有商务部、销售部、技术部。我们可以通过电话找到一家公司，还需要额外的信息指定要联系的具体业务部门，一种方式是公司为不同业务开不同的窗口，并编号。这样只需要通过 电话 + 窗口编号，就可以直接展开业务洽谈。

服务端采用类似的策略，不过这种窗口称为端口，以整数编号。比如天气预报的 HTTP 服务，使用的是 80 端口，客户端通过：

• 公网地址:端口号

直接找到天气预报数据服务。最终具体干活的是服务端内部的某个 “分机”，这样的细节对客户端就没什么意义了。

2. 天气接口的组成

IP 是一组二进制数据，通常为了方便，将他们以 "." 分割为 4 个 0～255 的整数，比如百度的一个 IP 地址是：220.181.38.150。 百度的服务也是 HTTP 服务，我们就可以在浏览器中填写 220.181.38.150:80 访问百度主页。

不对啊，我记得天气预报的接口是：http://wthrcdn.etouch.cn/weather_mini，没有 IP 和 端口啊！

其实是有的，我们对天气预报接口进行分解，得到：

• 协议，确定数据组织格式。
• 域名，其实是为了解决 IP 地址难记的问题，baidu.com 就比 220.181.38.150 好记的多。有专门的服务（DNS）会自动将域名转换为 IP 地址。所以天气预报接口是有 IP 地址的，不过是隐含的。
• URL，定位了资源在服务上的位置，很像计算机上的分级目录。
• 端口，由于 80 端口是 HTTP 协议的默认端口，所以在接口中没有指明。你也可以用 wthrcdn.etouch.cn:80 替代 wthrcdn.etouch.cn，不会有任何影响。

再总结一下，服务端所需要的东西：

• 使用 HTTP 协议；
• 服务端有一个 IP，
• 指定一个端口，默认 80 端口；
• 就收请求，请求中包含 URL 信息，
• 准备一些数据

最终返回给客户端。

TIPS
一个特殊的地址：localhost 或者 127.0.0.1，是本机的 IP 地址。本机可以通过这个地址，自己与自己通信。

自己动手，丰衣足食

说了这么多，其实我就是想自己做一个服务端。

TIPS
用 Python 编程，一定要站在巨人的肩膀上。

今天的巨人是第三方库 bottle。这是一个非常轻量级的 web 框架，可以用来构建 http 服务。在这里查看它的文档。

从上一节开始，我们不再使用 online 环境，开始使用本地开发环境，毕竟本地方便的多。

首先在命令行安装 bottle:

pip install bottle

废话不多说，新建一个 bottle_demo 目录，在其中创建 main.py：

from bottle import route, run, template

@route('/hello/<name>')
def index(name):
    return template('<b>Hello {{name}}</b>!', name=name)

run(host='localhost', port=8080)

快速运行第一个 web 程序

注意 run(host='localhost', port=8080)，指定的就是 web 服务的 IP 地址和端口，localhost 表示在本机服务，port 的值是 8080，也就是这个小 web 服务在本机的 8080 端口工作。示意图如下：

然后打开浏览器，在地址栏输入：http://localhost:8080/hello/Jiangchuan，也可以用你的名字替换 Jiangchuan，就会看到第一个 web 服务运行起来了。

下面再仔细看一下地址栏中的信息与代码之间的关系。

由于代码中指定的端口是 8080，没有使用 HTTP 协议默认的 80 端口，所以在地址栏必须填写端口，不能省略。

如果希望改变 URL，就需要修改上图对应位置的代码，你可以试一试。

总结

复盘一下天气预报程序，服务端竟然才是核心，写了这么多，离实现天气预报服务还有很多事要做。

不过已经了解了 IP、域名、URL 之类的东西了，至少也运行起第一个 HTTP 服务实现 Say hi，也值得自己鼓励自己一下！

你要是问我，不是搞 PySimpleGUI 吗，搞什么 HTTP 服务呢？很快你会明白我的用心的。

明天继续咯。