今回は，Pythonを使ってWebアプリケーションを作るためにあたって，HTTPとPythonでWebサーバを作るについて話したいと思います．

実行環境

OS：MasOS High Sierra
MacBook Pro (13-inch, 2017, Four Thunderbolt 3 Ports)
プロセッサ：3.5 GHz Intel Core i7
メモリ：16 GB 2133 MHz LPDDR3

Python 3.6.4
Chromeバージョン: 71.0.3578.98（Official Build）（64 ビット）

HTTPについて

WebアプリケーションではUIや結果を表示する部分と，データを受け取って処理を行う部分が分かれています．この様なアプリケーションをクライアント・サーバ型アプリケーションと呼びます．

クライアントとは，特定の機能を専門に受け持つアプリケーションを指します．Webアプリの場合は，HTMLで書かれたUIなどを表示するWebブラウザがクライアントに相当します．

サーバには，処理を実行するプログラムを置きます．ユーザが実際に操作をするのはクライアントになります．クライアントとサーバの間では通信が行われることになります．
アプリケーションが動くときに通信をするかしないかが，スタンドアロン型のアプリケーションとWebアプリのようなクライアント・サーバ型アプリケーションの決定的な違いです．

サーバは，UIに入力された内容を通信で受け取ります．必要があれば，処理の結果を通信でクライアントに戻します．つまり，通信には2つの方向があるわけです．

リクエストとレスポンス

クライアントからサーバに向かう通信をリクエスト（要求）と呼びます．
逆に，サーバからクライアントへの通信をレスポンス（応答）と呼びます．
クライアントから処理を要求し，サーバが処理結果を応答として返します．

では，https://www.python.org/about/の様なURLの例を取って，URL文字列の意味について簡単に解説します．
httpはスキーム，www.python.orgはホスト，aboutはパスと呼ばれます．
URLは，大まかに分けて前半と後半に分かれます．
前半はスキーム，ホストと呼ばれる要素から構成します．スキームはどのような手法を使ってリクエストを送るかを指定する部分です．ホストはリクエストを送る先がインターネット上のどこにあるかを指定する部分です．
後半部分はパス，Pythonで作られているアプリケーションの一覧が書かれたHTMLを送るよう，パスを指定します．

PythonでWebサーバを作る

Webアプリケーションを実際に動かすには，クライアントとなるWebブラウザと，サーバとなるWebサーバが必要です．
Webブラウザは，皆さんが日常的に利用しているはずです．Webサーバは，読者の多くが使っていないと思いますので，別途用意する必要があります．
Pythonに含まれる標準ライブラリを使ってWebサーバを用意します．Webサーバを走らせるためには，普段使っているパソコンを使います．Pythonをインストールしたパソコンが1台あれば，Webアプリケーションを作ることができるわけです．

サーバを用意する？難しい！と想う人がいますかもしれないが，実際，http.serverというモジュールを使って簡単なWebサーバを起動することができます．方法はとても簡単で，たった1行のコマンドを実行するだけです．
python3 -m http.server 8000
Webサーバを起動した後は，Webサーバの稼働状態がメッセージとして表示されます．

Serving HTTP on 0.0.0.0 port 8000 (http://0.0.0.0:8000/) ...
localhost - - [25/Dec/2018 15:19:58] code 404, message File not found

Webブラウザを使って「http://127.0.0.1:8000/」というURLにアクセスします．状況によってWebブラウザに表示される内容は違います．

127.0.0.1というのはループバックアドレスと呼ばれるIPアドレスです．Webブラウザと同じマシンを指しています．コロン(:)の後ろはポート番号です．ブラウザでアクセスしているURLは，「Webブラウザと同じマシンのポート8000番で通信を受け付けているWebサーバにアクセスする」という意味を持っています．
Webサーバを止めるには，LinuxやMac OS XではCtrl+Cを押します．Windowsの場合は本来Ctrl+Zを押します．終了できない場合があるので，その時ウィンドウを閉じてください．

http.serverモジュールを使ったWebサーバでは，起動したときのカレントフォルダ(ディレクトリ)にあるファイルを見せるような動きをします．先ほどWebブラウザに表示されていたファイルのリストは，Webサーバを起動したフォルダ(ディレクトリ)にあったファイルだったわけです．このように，Webサーバがファイルを扱う起点となるフォルダのことをドキュメントルートと呼ぶことがあります．

ドキュメントルートに相当する場所にindex.htmlという名前のHTMLファイルを置くと，Webブラウザにはそのファイルが表示されます．

simpleserver.py

import http.server

server_address = ("", 8000)
handler_class = http.server.SimpleHTTPRequestHandler #ハンドラを設定
simple_server = http.server.HTTPServer(server_address, handler_class)
simple_server.serve_forever()

index.html

<html><body>
Python is awesome !
</body></html>

ファイルを設置したら，Webサーバを起動します．(コマンドは以下)
$ python3 simpleserver.py

すると，Webサーバが立ち上がります．
この状態で，Webブラウザを使ってhttp://127.0.0.1:8000/という，先ほどと同じURLにアクセスします．すると，index.htmlの内容が表示されるはずです．

今回の「PythonでWebアプリケーション（2）」は以上で終わります．
読んでいただいてありがとうございます．

次回予告：簡単なプログラムを動かしたいと思います．