Crossbar, le futur des applications Web Python ?

Crossbar, le futur des applications Web Python ?

Précision : Cet article fait partie de l’ancien site et appartient donc à l’ancien propriétaire, nous avons décidé de le reposter en hommage à l’ancien site

Je suis crossbar.io depuis quelque temps maintenant, et je suis vraiment très étonné de ne pas plus en entendre parler dans la communauté Python.

Bon, en fait, à moitié étonné.

D’un côté, c’est une techno qui, à mon sens, représente ce vers quoi Python doit se diriger pour faire copain-copain avec Go/NodeJs et proposer une “killer feature” dans le monde des applications serveurs complexes.

De l’autre, hum, leur page d’accueil explique à quoi ça sert de cette manière :

Crossbar.io is an application router which implements the Web Application Messaging Protocol (WAMP). WAMP provides asynchronous Remote Procedure Calls and Publish & Subscribe (with WebSocket being one transport option) and allows to connect application components in distributed systems

Moui, moui, moui monseigneur, mais concrètement, là, hein, je peux faire quoi avec ?

C’est toujours le problème avec les gens intelligents (hein Cortex ?) : ils font des trucs super cool, et personne ne comprend à quoi ça sert parce qu’il ne sont pas foutus de l’expliquer.

Moi je suis un peu con, alors je vais profiter qu’on soit tous au même niveau pour vous faire passer le message.

J’étais persuadé d’avoir mis la musique habituelle… Je la remets :

Web Application Message Protocol

Je vous avais parlé d’autobahn dernièrement, un client WAMP qui embarque aussi un routeur basique. Crossbar est la partie serveur, un routeur WAMP plus sérieux.

Crossbar permet à tous les clients d’échanger des messages WAMP à travers lui. Bien entendu, un client WAMP peut parler au serveur Crossbar et inversement comme un client HTTP peut parler à un serveur Apache/Nginx et inversement. Mais plus que ça, les clients peuvent parler entre eux, de manière transparente et simple. Comme un client AMQP peut parler aux autres à travers un serveur RabbitMQ.

Cependant ça ne vous avance pas si vous ne savez pas ce qu’est WAMP ou à quoi ça sert. La charrue avec la peau de l’ours, tout ça.

WAMP est un protocole standardisé pour échanger des messages entre deux systèmes. Ce n’est pas particulièrement lié à Python, on peut parler WAMP dans n’importe quel langage.

Il fonctionne en effet, principalement, au dessus de Websocket, donc on peut l’utiliser directement dans le navigateur, dans Firefox, Chrome, Opera, Safari et même IE10, via une lib Javascript. Qui est en fait juste un gros wrapper autour de l’API websocket standardisant la manière d’envoyer des données. Il n’y a rien de magique derrière, pas de formats compliqués, pas de binaire, c’est vraiment juste des appels websocket contenant des données formatées en JSON avec une certaine convention. En ce sens, il fait penser à SockJS et (feu) socket.io.

Seulement contrairement aux solutions type SocketJS, il n’est pas limité au navigateur. Il y a des libs pour l’utiliser dans un code serveur Python, C++ ou NodeJS, dans une app Android et même directement depuis les entrailles de Nginx ou d’une base de données Oracle (en SQL) avec certains routeurs.

Comme HTTP, WAMP est juste un moyen de faire parvenir des données d’un point A à un point B. Mais contrairement à HTTP, WAMP permet aux clients de parler entre eux, et pas juste au serveur.

Comprenez bien, ça veut dire qu’on peut envoyer et recevoir des données arbitraires, en temps réel, entre tous ces systèmes, sans se prendre la tête, et de manière transparente.

WAMP c’est donc comme, mais mieux que :

  • des requêtes HTTP, car c’est du push, asynchrone et temps réel;
  • des requêtes websocket via SocketJS car c’est un standard, qui fonctionne SUR et ENTRE plusieurs services côté serveurs malgré les différents langages;
  • des messages AMQP car ça marche dans le navigateur et ça se configure facilement.

Bien utilisé, Crossbar permet d’amener Python dans la cour de frameworks “temps réel” novateurs comme MeteorJS, et potentiellement les dépasser.

Car WAMP permet de faire deux choses. Simplement. Et bien.

1 – Du PUB/SUB

Donc de dire dans son code “appelle cette fonction quand cet événement arrive”. C’est comme les signaux de Django ou QT, mais ça marche à travers le réseau. On le fait souvent avec Redis ces temps-ci. Avec WAMP et Javascript, ça donne :

// connection au routeur WAMP (par exemple, crossbar.io) ab.connect(« ws://localhost:9000 », function(session) { // je m’inscris à un événement session.subscribe(‘un_evenement_qui_vous_plait’, function(topic, evt){ // faire un truc avec les données reçues // à chaque fois que l’événement est envoyé // par exemple mettre la page à jour }); });

Des client SUBscribe à un événément. Un événément est un nom arbitrairement choisit par le programmeur, et qu’il va déclencher lui-même quand il pense qu’il se passe quelque chose d’important auquel il faut que le reste du signal réagisse.

Et ailleurs, dans une autre partie du fichier, ou même sur un autre navigateur Web :

ab.connect(« ws://localhost:9000 », function(session) { // création d’un événement auquel on attache des données session.publish(‘un_evenement_qui_vous_plait’, [‘des données’]);

Le programmeur décide que quelque chose d’important arrive (création d’un contenu, login d’un utilisateur, notification), et PUBlish l’événement

Et oui, c’est tout. On se connecte à crossbar, et on discute. La fonction du subscribe sera alors appelée avec les données du publish. Même si il y a 3000 km entre les deux codes. Même si le code A est sur un navigateur et le B sur un autre, ou sur un serveur NodeJS, ou une app Android.

Ce qui fait peur au début, c’est qu’il y a TROP de flexibilité :

  • Je dois attendre quoi comme événements ?
  • Qu’est-ce que je passe comme données ?
  • Est-ce que c’est rapide ? Léger ?

Mais en fait c’est super simple : un événement c’est juste une action de votre application comme un élément (un post, un commentaire, un utilisateur…) ajouté, supprimé ou modifié. Finalement c’est le bon vieux CRUD, mais en temps réel, et en push, au lieu du pull. Vous choisissez un nom qui représente cette action, vous attachez des données à ce nom, voilà, c’est un événement que tous les abonnés peuvent recevoir.

Avec un bonus : ça marche sur le serveur aussi ! Votre code Python reçoit “ajouter un commentaire” comme événement ? Il peut ajouter le commentaire en base de données, envoyer un message à un service de cache ou à un autre site en NodeJS pour le mettre à jour, renvoyer un événement pour mettre à jour les pages Web et l’app Android, etc.

On peut passer n’importe quelles données qui peut se JSONiser. En gros n’importe quoi qu’on enverrait via HTTP. Donc des données très structurées, imbriquées et complexes comme des données géographiques, ou très simples comme des notifications

Avec PUB / SUB, WAMP remplace tout ce qu’on ferait normalement avec des appels AJAX dans le browser, et tout ce qu’on ferait avec des files de message côté serveur. Plus puissant encore, il permet de relier ces deux mondes.

Et même si on atteint pas les perfs de ZeroMQ (qui n’a pas de serveur central), c’est très performant et léger.

2 – Du RPC

Appeler une fonction située ailleurs que dans son code. C’est vieux comme le monde (si vous avez des souvenirs douloureux de CORBA et SOAP, levez la main), et c’est extrêmement pratique. Pour faire simple, continuons avec un exemple en Javascript, mais rappelez-vous que ça marche pareil en C++ ou Python :

ab.connect(« ws://localhost:9000 », function(session) { function une_fonction(a, b) { return a + b; } // on déclare que cette fonction est appelable à distance session.register(‘une_fonction’, une_fonction); });

RPC marche à l’envers de PUB/SUB. Un client expose du code, et un autre demande explicitement qu’il soit exécuté.

Côté appelant :

ab.connect(« ws://localhost:9000 », function(session) { // on appelle la fonction à distance, on récupère une // promise qui nous permet de travailler sur le résultat session.call(‘une_fonction’, 2, 3).then( function (res) { console.log(res); } );

Contrairement à PUB/SUB, RPC ne concerne que deux clients à la fois. Mais ça reste asynchrone. Le client demandeur n’attend pas le résultat de l’appel de la fonction. Il est signalé par le serveur quand il est prêt.

Pareil que pour le PUB/SUB, les gens ont du mal à voir l’utilité à cause du trop de flexibilité que ça apporte. Imaginez que votre projet soit maintenant éclaté en de nombreux petits services qui tournent et qui sont indépendants :

  • Un service pour le site Web.
  • Un service d’authentification.
  • Un service pour l’API.
  • Un service pour les tâches longues.
  • Un service de monitoring et administration technique.

Tous ces services peuvent ainsi communiquer entre eux via RPC, mais n’ont pas besoin d’être dans le même processus. On peut profiter pleinement de tous les cœurs de sa machine, on peut même les mettre sur des serveurs séparés.

Mieux, avoir un service bloquant ne pénalise pas tout le système. En effet, un problème avec les systèmes asynchrones en Python est que beaucoup de libs sont encore bloquantes (typiquement les ORMs). Avec ce genre d’architecture, on peut créer un service qui ne fait que les appels bloquant et laisser les autres services non bloquant l’appeler de manière asynchrone. Pendant qu’il bloque, le reste du système peut traiter d’autres requêtes.

Crossbar, plus qu’un routeur WAMP

L’idée des concepteurs de crossbar est de permettre de créer des systèmes avec des services composables qui communiquent entre eux plutôt que tout dans un gros processus central. Ils ne se sont donc pas arrêtés au routing.

Crossar est également un gestionnaire de processus, comme supervisor ou, plus légitimement, circus (Tarek, fait une pause, vient ici !) et sa communication ZeroMQ.

Il se configure avec un simple fichier JSON, et on peut y définir des classes Python qui seront lancées dans un processus séparé et pourront discuter avec les autres clients via WAMP :

{ « processes »: [ { // premier processus « type »: « worker », « modules »: [ { un_worker.Classe }, { un_autre_worker.Classe } ] }, { // second processus « type »: « worker », « modules »: [ { un_autre_worker_dans_un_autre_process.Classe } ] } ] }

Mais si ça ne suffit pas, on peut également lancer des programmes extérieurs non Python dont crossbar va gérer le cycle de vie :

{ « processes »: [ { « type »: « guest », « executable »: « /usr/bin/node », « arguments »: [« votre_script.js »], « stdout »: « log » } ] }

Vous avez donc ainsi les deux atouts pour avoir une architecture découplée, scalable, exploitant plusieurs cœurs, et compensant en partie les bibliothèques bloquantes :

  • Un protocole flexible, simple, qui permet à tout le monde se parler entre eux (WAMP).
  • Une API qui permet soit de réagir à un changement (PUB/SUB), soit de demander une action (RPC).
  • Un programme qui gère cette communication, et le cycle de vie des composants qui parlent entre eux.

Cas concret

WAMP est typiquement le genre de techno qui ne permet PAS de faire quelque chose qu’on ne faisait pas avant. Ce n’est pas nouveau.

En revanche, WAMP permet de le faire mieux et plus facilement.

Prenez le cas d’un utilisateur qui se connecte sur un forum. Il va sur un formulaire, il poste ses identifiants, ça recharge la page, il est connecté. Si les autres utilisateurs rechargent leurs pages, ils verront un utilisateur de plus connecté.

Si on veut rendre ça plus dynamique, il faut utiliser de l’AJAX, et si on veut avoir une mise à jour presque en temps réel, il faut faire des requêtes Ajax régulières. Ce qui est assez bancal et demande beaucoup de travail manuel.

Certains sites modernes utilisent Websocket, et des serveurs asynchrones comme NodeJS, et un routeur PUB/SUB comme Redis, pour faire cela de manière rapide et plus facile. L’application est très réactive. Mais le système est hétéroclite. Et si on veut envoyer des messages entre des composants serveurs, ça demande encore quelque chose de différent.

WAMP unifie tout ça. Un coup de RPC pour le login pour effectuer l’action:

Notez que le RPC marche de n’importe quel client à n’importe quel client. Il n’y a pas de sens obligatoire. Le login est un exemple simple mais on peut faire des choses bien plus complexes.

Et un coup de PUB/SUB pour prévenir tout le monde que quelque chose s’est passé :

Je n’ai mis que des clients légers ici, mais je vous rappelle qu’un client peut être un serveur NodeJS, une base de données, un code C++…

Bien entendu, on pourrait faire ça avec les technos existantes. C’est juste moins pratique.

Notez également que Crossbar encourage à avoir un service qui ne se charge que du login, sans avoir à faire une usine à gaz pour cela. Si demain votre service de login a besoin d’être sur un coeur/serveur/une VM séparé pour des raisons de perfs ou de sécurité, c’est possible. Crossbar encourage ce genre de design.

Voici où est le piège

Car évidement, il y en a toujours un, putain de métier à la con.

Et c’est la jeunesse du projet.

Le projet est stable, le code marche, et les sources sont propres.

Mais la doc, mon dieu la doc… Les exemples sont pas à jour, il y a deux versions qui se battent en duel, on sait pas trop quelle partie sert à quoi.

Et comme tout projet jeune, l’API n’a pas été assez étudiée. Or la partie Python est basée sur Twisted, sans polish. Twisted, c’est puissant, c’est solide, et c’est aussi une API dégueulasse.

Un exemple ? Comment écouter un événement :

# Des imports légers from twisted.python import log from twisted.internet.defer import inlineCallbacks   from autobahn.twisted.wamp import ApplicationSession from autobahn.twisted.wamp import ApplicationRunner   # Une bonne classe bien subtile pour copier Java class ListenForEvent(ApplicationSession):   # Deux méthodes de boiler plate obligatoires # et parfaitement soulantes pour l’utilisateur # final. Cachez moi ça bordel ! def __init__(self, config): ApplicationSession.__init__(self) self.config = config   def onConnect(self): self.join(self.config.realm)   # Bon, on se décide, soit on fait une classe avec des noms # de méthode conventionnés, soit on met des décorateurs, # mais pas les deux, pitié ! @inlineCallbacks def onJoin(self, details): callback = lambda x: log.msg(« Received event %s » % x) yield self.subscribe(callback, ‘un_evenement’)   # Python doit lancer explicitement un event loop. # Ca pourrait (devrait) aussi être embeded dans une # sousclasse de ApplicationSession. # /me prend un colt. BANG ! if __name__ == ‘__main__’: runner = ApplicationRunner(endpoint= »tcp:127.0.0.1:8080″, url= »ws://localhost:8080/ws », realm= »realm1″) runner.run(ListenForEvent)

C’est la raison pour laquelle je vous ai montré le code JS et pas Python pour vous vendre le truc. Sur sametmax.com, on aura tout vu 🙁

Voilà à quoi devrait ressembler le code Python si l’API était mature :

from autobahn.app import App   app = App(url= »ws://localhost:8080/ws »)   @event(« un_evenement ») def handle(details): app.log(« Received event %s » % x)   if __name__ == ‘__main__’: app.run()

Chose que je vais proposer sur la mailing list (ils sont réactifs et sympas, vive les allemands !) dans pas longtemps. Et si ils n’ont pas le temps de le faire, il est possible que je m’y colle. Ca me fait mal aux yeux.

sam artois

A propos de l'auteur

Samuel Artois est un développeur Python passionné d'automatisation et de marketing. Depuis plusieurs années, il a développé une expertise solide dans ces domaines et a su mettre ses compétences en pratique sur de nombreux projets.

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