Web Server Gateway Interface

Web Server Gateway Interface (WSGI; ウィズギー) は、WebサーバとWebアプリケーション（もしくはWebアプリケーションフレームワーク）を接続するための簡潔なインタフェース定義である。プログラミング言語Pythonで使われる。

基本的な発想

歴史的に、Pythonに多種のWebアプリケーションフレームワークが存在することは、新規のPythonユーザーにとって問題になっていた。というのも、Webフレームワークを選択することによって、使用できるWebサーバが制限されてしまったり、その逆の制限があったりしたためである。Pythonアプリケーションは、CGI, FastCGI, mod_python, さらにはWebサーバ独自のAPIを使ったもの、などのいずれかとして設計されることが多かった。

この問題を解決するためにWSGIが作られた。WSGIは、PythonによるWebアプリケーション開発に可搬性をもたらすために、WebアプリケーションとWebサーバを接続する方法（インタフェース）を定めるものである。これによって、WSGIに対応したWebアプリケーション（またはフレームワーク）は、WSGIに対応した任意のWebサーバ上で実行できる。

仕様の概要

WSGIインターフェイスには二つの側がある。サーバ側と、アプリケーション側である。サーバ側はアプリケーション側が提供する callable オブジェクト（関数やクラスインスタンスなど __call__ が定義されたオブジェクト）を呼び出して、引数として環境変数とコールバック関数を渡す。アプリケーション側はこのコールバック関数を呼び出すことでステータスコードとレスポンスヘッダをサーバ側に伝え、さらに本文を生成する iterable オブジェクト（イテレータやリストなど）を戻り値として返す。

WSGIはミドルウェアの考え方も提供する。WSGIミドルウェアは、サーバ側とアプリケーション側のWSGIインタフェースを実装しているので、WSGIサーバとWSGIアプリケーションの"中間に"挿入できる。ミドルウェアはサーバーの視点からはアプリケーションとして動作し、アプリケーションの視点からはサーバーとして動作する。

"ミドルウェア"は以下のような機能を提供できる:

• 目標の URL にもとづき、環境変数を適宜変更し、リクエストを別のアプリケーションのオブジェクトに回送する
• 複数のアプリケーション（やフレームワーク）が同じプロセスの中に同居して動作できるようにする
• リクエストとレスポンスをネットワーク上で転送することによる負荷分散と遠隔処理
• コンテンツの後処理の実行 — XSLスタイルシートを適用するなど

WSGIアプリケーションの例

既存のフレームワークを使用する場合は意識する必要はないが、ゼロからWSGIアプリケーションを作る場合は以下の例（Hello Worldアプリケーション）のようにする：

def application(environ, start_response):
    start_response('200 OK', [('Content-Type', 'text/plain')])
    yield 'Hello World\n'

解説:

• WSGIアプリケーションは、呼び出し可能オブジェクト (__call__が定義されたオブジェクト) として定義する（この例では application 関数）。このオブジェクトが呼び出される際、引数 environ としてCGIと同じ環境変数が渡され、引数 start_response として、ステータスコードとレスポンスヘッダを受け取る呼び出し可能オブジェクトが渡される。
• start_response を呼び出して、ステータスコードとレスポンスヘッダを設定する。
• WSGIアプリケーションの戻り値は、本文を生成するイテレート可能なオブジェクトである必要がある。この例ではPythonのジェネレータを使ってそれを実現している。

WSGI 互換のWebアプリケーションフレームワーク

WSGIをサポートするWebアプリケーションフレームワークは多数存在する。その一例を示す:

• BlueBream
• Bottle
• CherryPy
• Django
• Flask
• Google App Engine
• Pylons
• Pylamid
• Tornado (www.tornadoweb.org)
• Trac (trac.edgewall.org)
• TurboGears
• web.py [1]
• web2py
• Werkzeug
• Zope (バージョン3以降)

ラッパー

サーバーやゲートウェイは、HTTPクライアントからリクエストを受け取るごとにアプリケーション (application callable) を呼び出す。これにより、リクエストがアプリケーションに転送される。

現在、FastCGI, SCGI, uWSGI, CGI, Apache (mod_wsgi, mod_pythonを使用), AJP (flupを使用), Microsoft IIS（isapi-wsgi, PyISAPIe, ASPゲートウェイを使用）などのラッパーが利用可能である。

類似のインタフェース

WSGIの影響を受けて、他のプログラミング言語にも同様のインターフェイスが作られた。以下はその一例である。

• PSGI/Plack (Perl Web Server Gateway Interface)
• Rack (Ruby Web Server Interface)
• SCGI
• Ring (Clojure)

WSGIとPython 3

Python 3において文字列とバイト列が分離されたことはWSGIにとって問題となった。ヘッダデータはテキストとして扱われたりバイナリとして扱われたりするが、WSGIはヘッダデータを文字列として扱っている。Python 2ではテキストもバイナリも文字列として扱っているためこれで問題がなかった、しかしPython 3では、バイナリはbytes型で扱い、「文字列」はUnicode文字列のことを表すようになった。この問題に対処した更新版のWSGI仕様は、PEP 3333として公開されている。

再考されたWSGI仕様として Web3 というものも提案されており、これはPEP 444 として公開されている。これは互換性のないWSGIの派生であり、Python 2.6以降, 3.1以降で動作するように設計されている。

外部リンク

• PEP 333 インターフェイス標準の定義(英語)
• PEP333-ja インターフェイス標準の定義(日本語訳)
• WSGI メタフレームワーク(英語)
• WSGI のすべてにわたる分かりやすい wiki(英語)