《Python 实现 AsyncIO HTTP 服务器》章节大纲

1. 异步编程基础

1.1 异步 I/O 模型

• 阻塞/非阻塞 I/O 模型对比
• 异步 I/O 模型实现原理
• 异步 I/O 模型与多线程/多进程对比

1.2 AsyncIO 核心机制解析

• 事件循环（Event Loop）架构与调度策略
• 协程（Coroutine）与 async/await 语法范式
• Future/Task 对象的生命周期管理

1.3 实践：编写最小异步 HTTP 服务器

2. HTTP 服务器基础

2.1 网络层抽象模型

• 传输层协议选择：TCP/UDP 实现对比
• 套接字（Socket）异步化改造方案
• 连接池管理与流量控制策略

2.2 HTTP 协议规范精要

• 请求/响应报文结构解析（RFC 7230/7231）
• Keep-Alive 与流水线（Pipelining）机制
• 分块传输编码（Chunked Encoding）实现

2.3 WSGI 与 ASGI 标准解析

• WSGI 协议规范解析
• ASGI 协议规范解析

2.4 协议解析引擎构建

• 请求头/体分离解析算法
• 流式数据处理与缓冲区管理
• 协议异常处理与状态机设计

3. 核心组件实现

3.1 路由与中间件系统

• 动态路由匹配算法（Trie 树实现）
• 中间件管道（Middleware Pipeline）执行模型
• 请求上下文（Context）对象设计模式

3.2 响应生成体系

• 内容协商（Content Negotiation）机制
• 流式响应（Streaming Response）实现
• 压缩编码与性能优化实践

3.3 增强功能

• 日志（Logging）记录
• 信号（Signal）机制与异常处理策略
• 代理（Proxy）支持
• 后台任务（Background Task）调度
• Spring 风格的 MVC 模式
• 扩展和插件系统设计

4. 性能优化

4.1 基准测试与监控

• 压力测试工具链选型（wrk/vegeta）
• 关键性能指标（QPS/Latency）分析
• 运行时指标采集与可视化

4.2 并发模型调优

• Worker 进程/线程配置策略
• 连接复用与资源回收机制
• 背压（Backpressure）控制实现

5. 最佳实践

5.1 跨域和鉴权

• 跨域资源共享（CORS）支持
• 认证与授权机制设计
• JWT 令牌验证实践

5.2 安全加固方案

• 请求头过滤与注入防护
• TLS 配置实践
• 速率限制（Rate Limiting）实现

5.3 容器化与高可用

• Docker 镜像构建与编排
• 健康检查与优雅停机
• 集群部署与负载均衡策略

6. 扩展与进阶

6.1 协议扩展实现

• WebSocket 服务集成方案
• HTTP/2 协议支持改造
• HTTP/3 QUIC 支持

6.2 调试与诊断

• 协程堆栈跟踪技术
• 事件循环监控工具
• 性能热点分析（cProfile/asyncpg）