Python HTTP Clients Ontleed: Een diepgaande vergelijking tussen Requests, httpx en urllib3

In de wereld van moderne softwareontwikkeling is communicatie essentieel. Applicaties bestaan zelden op zichzelf; ze communiceren met databases, diensten van derden en andere microservices, voornamelijk via API's over het Hypertext Transfer Protocol (HTTP). Voor Python-ontwikkelaars is het maken van deze HTTP-aanvragen een fundamentele taak, en de bibliotheek die u voor deze taak kiest, kan een aanzienlijke invloed hebben op uw productiviteit, applicatieprestaties en codeonderhoud.

Het Python-ecosysteem biedt een rijke selectie aan tools voor dit doel, maar drie namen springen er consequent uit: urllib3, de robuuste basis; Requests, de universeel geliefde standaard; en httpx, de moderne, asynchroon-geschikte uitdager. Kiezen tussen hen gaat niet over het vinden van de "beste" bibliotheek, maar eerder over het begrijpen van hun unieke sterke punten en het selecteren van de juiste tool voor uw specifieke behoeften. Deze gids biedt een diepgaande, professionele vergelijking om u te helpen die weloverwogen beslissing te nemen.

De basis begrijpen: Wat is een HTTP-client?

In de kern is een HTTP-client een stuk software dat is ontworpen om HTTP-aanvragen naar een server te sturen en de HTTP-antwoorden die het ontvangt te verwerken. Deze eenvoudige definitie verbergt veel complexiteit. Een robuuste HTTP-clientbibliotheek handelt tal van low-level details af, waaronder:

• Het beheren van netwerksockets en verbindingen.
• Het correct formatteren van HTTP-aanvragen met headers, bodies en methoden (GET, POST, PUT, etc.).
• Het afhandelen van redirects en time-outs.
• Het beheren van cookies en sessies voor stateful communicatie.
• Het omgaan met verschillende inhoudscoderingen (zoals JSON of formuliergegevens).
• Het afhandelen van SSL/TLS voor veilige HTTPS-verbindingen.
• Het hergebruiken van verbindingen voor betere prestaties (connection pooling).

Hoewel de standaardbibliotheek van Python modules zoals urllib.request bevat, worden deze vaak als te low-level en omslachtig beschouwd voor dagelijks gebruik. Dit heeft geleid tot de ontwikkeling van krachtigere, gebruiksvriendelijke, externe bibliotheken die deze complexiteit abstraheren, waardoor ontwikkelaars zich kunnen concentreren op de logica van hun applicatie.

De Klassieke Kampioen: urllib3

Voordat we de meer high-level bibliotheken bespreken, is het essentieel om urllib3 te begrijpen. Het is een van de meest gedownloade pakketten op PyPI, niet omdat de meeste ontwikkelaars het direct gebruiken, maar omdat het de krachtige, betrouwbare engine is die talloze andere high-level bibliotheken aandrijft, met name Requests.

Wat is urllib3?

urllib3 is een krachtige, op betrouwbaarheid gerichte HTTP-client voor Python. De primaire focus ligt op het bieden van een betrouwbare en efficiënte basis voor HTTP-communicatie. Het is niet ontworpen met dezelfde nadruk op API-elegantie als Requests, maar eerder op correctheid, prestaties en granulaire controle.

Belangrijkste kenmerken en sterke punten

• Verbindingspooling: Dit is aantoonbaar de meest cruciale functie. urllib3 beheert pools van verbindingen. Wanneer u een verzoek doet naar een host waarmee u eerder contact hebt gehad, wordt een bestaande verbinding hergebruikt in plaats van een nieuwe tot stand te brengen. Dit vermindert de latentie van opeenvolgende verzoeken drastisch, omdat de overhead van de TCP- en TLS-handshakes wordt vermeden.
• Draadveiligheid: Eén enkele PoolManager-instantie kan worden gedeeld over meerdere threads, waardoor het een robuuste keuze is voor multithreaded-applicaties.
• Robuuste foutafhandeling en nieuwe pogingen: Het biedt geavanceerde mechanismen voor het opnieuw proberen van mislukte verzoeken, compleet met configureerbare backoff-strategieën, wat cruciaal is voor het bouwen van veerkrachtige applicaties die communiceren met potentieel onbetrouwbare diensten.
• Granulaire controle: Het biedt een schat aan configuratieopties, waardoor ontwikkelaars time-outs, TLS-verificatie, proxy-instellingen en meer kunnen finetunen.
• Bestandsuploads: Het heeft uitstekende ondersteuning voor multipart form-data codering, waardoor het gemakkelijk is om bestanden efficiënt te uploaden.

Codevoorbeeld: Een GET-aanvraag doen

Het gebruik van urllib3 is uitgebreider dan zijn high-level tegenhangers, maar het is nog steeds eenvoudig. U communiceert doorgaans met een PoolManager-instantie.

            
import urllib3
import json

# It's recommended to create a single PoolManager instance and reuse it
http = urllib3.PoolManager()

# Define the target URL
url = "https://api.github.com/users/python"

# Make the request
# Note: The request method is passed as a string ('GET')
# The response object is an HTTPResponse instance
response = http.request("GET", url, headers={"User-Agent": "My-Urllib3-App/1.0"})

# Check the response status
if response.status == 200:
    # The data is returned as a bytes object and needs to be decoded
    data_bytes = response.data
    data_str = data_bytes.decode("utf-8")
    
    # Manually parse the JSON
    user_data = json.loads(data_str)
    
    print(f"User Name: {user_data['name']}")
    print(f"Public Repos: {user_data['public_repos']}")
else:
    print(f"Error: Received status code {response.status}")

# The connection is automatically released back to the pool

            

              
                Copy
              
            
          

Wanneer urllib3 te gebruiken

• Wanneer u een bibliotheek of framework bouwt dat HTTP-aanvragen moet doen en u afhankelijkheden nauwgezet wilt beheren.
• Wanneer u maximale prestaties en controle over verbindingsbeheer en herlogica nodig heeft.
• In legacy-systemen of beperkte omgevingen waar u moet vertrouwen op een bibliotheek die vaak wordt meegeleverd (vendored) binnen andere belangrijke pakketten.

Het oordeel over urllib3

Voordelen: Zeer performant, draadveilig, robuust en biedt diepgaande controle over de aanvraaglevenscyclus.
Nadelen: De API is uitgebreid en minder intuïtief. Het vereist handmatig werk voor veelvoorkomende taken zoals JSON-decodering en het coderen van aanvraagparameters.

De Keuze van het Volk: requests - "HTTP voor Mensen"

Al meer dan een decennium is requests de de-facto standaard voor het doen van HTTP-aanvragen in Python. De beroemde slogan, "HTTP for Humans", omvat perfect de ontwerpfilosofie. Het biedt een prachtige, eenvoudige en elegante API die de onderliggende complexiteit, beheerd door urllib3, verbergt.

Wat is requests?

requests is een high-level HTTP-bibliotheek die zich richt op de ontwikkelaarservaring en gebruiksgemak. Het omvat de kracht van urllib3 in een intuïtieve interface, waardoor veelvoorkomende taken ongelooflijk eenvoudig worden, terwijl het toch toegang biedt tot krachtige functies wanneer dat nodig is.

Belangrijkste kenmerken en sterke punten

• Eenvoudige, elegante API: De API is een genot om mee te werken. Een GET-aanvraag doen is een enkele, leesbare coderegel.
• Sessie-objecten: Sessie-objecten zijn een hoeksteenfunctie. Ze behouden parameters over aanvragen heen, beheren automatisch cookies en, het belangrijkste, gebruiken de verbindingspooling van urllib3 onder de motorkap. Het gebruik van een Session is de aanbevolen manier om hoge prestaties te bereiken met requests.
• Ingebouwde JSON-decodering: Interactie met JSON API's is triviaal. Het respons-object heeft een .json()-methode die de responsbody automatisch decodeert en een Python-woordenboek of -lijst retourneert.
• Automatische inhoudsdecompressie: Het verwerkt transparant gecomprimeerde responsgegevens (gzip, deflate), zodat u er niet over hoeft na te denken.
• Gracieuze verwerking van complexe gegevens: Het verzenden van formuliergegevens of JSON-payloads is net zo eenvoudig als het doorgeven van een woordenboek aan de data- of json-parameter.
• Internationale domeinen en URL's: Uitstekende, out-of-the-box ondersteuning voor een wereldwijd web.

Codevoorbeeld: Een GET-aanvraag doen en JSON verwerken

Vergelijk de eenvoud van dit voorbeeld met de urllib3-versie. Merk op dat er geen handmatige decodering of JSON-parsing nodig is.

            
import requests

# The recommended approach for multiple requests to the same host
with requests.Session() as session:
    session.headers.update({"User-Agent": "My-Requests-App/1.0"})

    url = "https://api.github.com/users/python"

    try:
        # Making the request is a single function call
        response = session.get(url)
        
        # Raise an exception for bad status codes (4xx or 5xx)
        response.raise_for_status()
        
        # The .json() method handles decoding and parsing
        user_data = response.json()
        
        print(f"User Name: {user_data['name']}")
        print(f"Public Repos: {user_data['public_repos']}")

    except requests.exceptions.RequestException as e:
        print(f"An error occurred: {e}")


            

              
                Copy
              
            
          

Wanneer requests te gebruiken

• Voor de overgrote meerderheid van synchrone HTTP-taken in applicaties, scripts en data science-projecten.
• Bij interactie met REST API's.
• Voor snelle prototyping en het bouwen van interne tools.
• Wanneer uw primaire doel codeleesbaarheid en ontwikkelingssnelheid is voor synchrone netwerk-I/O.

Overwegingen met betrekking tot beperkingen

De grootste beperking van requests in het moderne tijdperk is dat de API strikt synchroon is. Het blokkeert totdat een antwoord is ontvangen. Dit maakt het ongeschikt voor toepassingen met hoge gelijktijdigheid die zijn gebouwd op asynchrone frameworks zoals asyncio, FastAPI of Starlette. Hoewel u het in een threadpool kunt gebruiken, is deze aanpak minder efficiënt dan native asynchrone I/O voor het afhandelen van duizenden gelijktijdige verbindingen.

Het oordeel over requests

Voordelen: Ongelooflijk eenvoudig te gebruiken, zeer leesbaar, rijke functionaliteit, enorme community en uitstekende documentatie.
Nadelen: Alleen synchroon. Dit is een aanzienlijk nadeel voor moderne, krachtige, I/O-gebonden applicaties.

De Moderne Uitdager: httpx - De Asynchroon-Klaar Opvolger

httpx is een moderne, volledig uitgeruste HTTP-client die is ontstaan om de beperkingen van requests aan te pakken, voornamelijk het gebrek aan asynchrone ondersteuning. Het is ontworpen als een next-generation client, die moderne Python-functies en webprotocollen omarmt, terwijl het een bekende API biedt voor degenen die van requests komen.

Wat is httpx?

httpx is een veelzijdige HTTP-client voor Python die zowel een synchrone als een asynchrone API biedt. De "killer feature" is de eersteklas ondersteuning voor de async/await-syntaxis. Bovendien biedt het ondersteuning voor moderne webprotocollen zoals HTTP/2 en HTTP/3, wat aanzienlijke prestatieverbeteringen kan opleveren.

Belangrijkste kenmerken en sterke punten

• Synchrone en Asynchrone ondersteuning: Dit is de bepalende functie. U kunt dezelfde bibliotheek en een zeer vergelijkbare API gebruiken voor zowel traditionele synchrone scripts als krachtige asynchrone applicaties. Deze eenwording vereenvoudigt het afhankelijkheidsbeheer en vermindert de leercurve.
• HTTP/2 en HTTP/3 ondersteuning: In tegenstelling tot requests kan httpx HTTP/2 spreken. Dit protocol maakt multiplexing mogelijk — het gelijktijdig verzenden van meerdere aanvragen en antwoorden over één enkele verbinding — wat de communicatie met moderne servers die dit ondersteunen drastisch kan versnellen.
• Een requests-compatibele API: De API is bewust ontworpen als een drop-in vervanging voor requests in veel gevallen. Functies zoals httpx.get() en objecten zoals httpx.Client() (het equivalent van requests.Session()) zullen onmiddellijk bekend aanvoelen.
• Uitbreidbare Transport API: Het heeft een schone, goed gedefinieerde transport-API, wat het gemakkelijker maakt om aangepaste adapters te schrijven voor zaken als mocking, caching of aangepaste netwerkprotocollen.

Codevoorbeelden: Synchroon, Asynchroon en Clients

Eerst een synchroon voorbeeld. Merk op hoe het bijna identiek is aan de requests-code.

            
# Synchronous httpx code
import httpx

url = "https://api.github.com/users/python-httpx"

with httpx.Client(headers={"User-Agent": "My-HTTPX-App/1.0"}) as client:
    try:
        response = client.get(url)
        response.raise_for_status()
        user_data = response.json()
        
        print(f"(Sync) User Name: {user_data['name']}")
        print(f"(Sync) Public Repos: {user_data['public_repos']}")

    except httpx.RequestError as e:
        print(f"An error occurred: {e}")

            

              
                Copy
              
            
          

Nu de asynchrone versie. De structuur is hetzelfde, maar het maakt gebruik van async/await om niet-blokkerende I/O uit te voeren.

            
# Asynchronous httpx code
import httpx
import asyncio

async def fetch_github_user():
    url = "https://api.github.com/users/python-httpx"
    
    # Use AsyncClient for async operations
    async with httpx.AsyncClient(headers={"User-Agent": "My-HTTPX-App/1.0"}) as client:
        try:
            # The 'await' keyword pauses execution until the network call completes
            response = await client.get(url)
            response.raise_for_status()
            user_data = response.json()
            
            print(f"(Async) User Name: {user_data['name']}")
            print(f"(Async) Public Repos: {user_data['public_repos']}")

        except httpx.RequestError as e:
            print(f"An error occurred: {e}")

# Run the async function
asyncio.run(fetch_github_user())

            

              
                Copy
              
            
          

Wanneer httpx te gebruiken

• Voor elk nieuw project dat vandaag start. De synchrone/asynchrone dualiteit maakt het een toekomstbestendige keuze.
• Bij het bouwen van applicaties met asynchrone frameworks zoals FastAPI, Starlette, Sanic of Django 3+.
• Wanneer u een groot aantal gelijktijdige I/O-gebonden aanvragen moet doen (bijv. duizenden API's aanroepen).
• Wanneer u moet communiceren met servers die HTTP/2 gebruiken voor prestaties.

Het oordeel over httpx

Voordelen: Biedt zowel synchrone als asynchrone API's, ondersteunt HTTP/2, heeft een modern en strak ontwerp en biedt een vertrouwde API voor requests-gebruikers.
Nadelen: Als jonger project is het ecosysteem van externe plugins niet zo uitgebreid als dat van requests, hoewel het snel groeit.

Functievergelijking: In één oogopslag

Deze samenvatting biedt een snel overzicht van de belangrijkste verschillen tussen de drie bibliotheken.

Functie: High-Level, gebruiksvriendelijke API

• urllib3: Nee. Low-level en uitgebreid.
• requests: Ja. Dit is de primaire kracht.
• httpx: Ja. Ontworpen om bekend te zijn bij `requests`-gebruikers.

Functie: Synchrone API

• urllib3: Ja.
• requests: Ja.
• httpx: Ja.

Functie: Asynchrone API (async/await)

• urllib3: Nee.
• requests: Nee.
• httpx: Ja. Dit is het belangrijkste onderscheid.

Functie: HTTP/2 ondersteuning

• urllib3: Nee.
• requests: Nee.
• httpx: Ja.

Functie: Verbindingspooling

• urllib3: Ja. Een kernfunctie.
• requests: Ja (via `Session`-objecten).
• httpx: Ja (via `Client` en `AsyncClient`-objecten).

Functie: Ingebouwde JSON-decodering

• urllib3: Nee. Vereist handmatige decodering en parsing.
• requests: Ja (via response.json()).
• httpx: Ja (via response.json()).

Prestatieoverwegingen

Bij het bespreken van prestaties is context alles. Voor een enkele, eenvoudige aanvraag zal het prestatieverschil tussen deze drie bibliotheken verwaarloosbaar zijn en waarschijnlijk verloren gaan in netwerklatentie.

Waar prestatieverschillen echt naar voren komen, is bij het omgaan met gelijktijdigheid:

• `requests` in een multi-threaded omgeving: Dit is de traditionele manier om gelijktijdigheid te bereiken met `requests`. Het werkt, maar threads hebben een hogere geheugenoverhead en kunnen last hebben van contextwisselkosten, vooral als het aantal gelijktijdige taken toeneemt tot honderden of duizenden.
• `httpx` met `asyncio`: Voor I/O-gebonden taken zoals het doen van API-aanroepen, is `asyncio` veel efficiënter. Het gebruikt één thread en een event-loop om duizenden gelijktijdige verbindingen te beheren met minimale overhead. Als uw applicatie honderden microservices tegelijk moet bevragen, zal `httpx` een threaded `requests`-implementatie massaal overtreffen.

Bovendien kan de ondersteuning van `httpx` voor HTTP/2 een extra prestatieboost opleveren bij communicatie met een server die dit ook ondersteunt, aangezien het meerdere aanvragen over dezelfde TCP-verbinding kan verzenden zonder op antwoorden te wachten, wat de latentie vermindert.

De juiste bibliotheek kiezen voor uw project

Op basis van deze diepgaande analyse, hier zijn onze bruikbare aanbevelingen voor ontwikkelaars over de hele wereld:

Gebruik `httpx` als...

U een nieuw Python-project start in 2023 of later. De dubbele synchrone/asynchrone aard maakt het de meest veelzijdige en toekomstbestendige optie. Zelfs als u vandaag alleen synchrone aanvragen nodig heeft, betekent het gebruik van `httpx` dat u klaar bent voor een naadloze overgang naar asynchroon mochten de behoeften van uw applicatie evolueren. Het is de duidelijke keuze voor elk project dat moderne webframeworks omvat of hoge niveaus van gelijktijdigheid vereist.

Gebruik `requests` als...

U werkt aan een legacy codebase die al uitgebreid gebruik maakt van `requests`. De kosten van migratie zijn mogelijk niet de moeite waard als de applicatie stabiel is en geen vereisten voor gelijktijdigheid heeft. Het blijft ook een prima keuze voor eenvoudige, eenmalige scripts waarbij de overhead van het opzetten van een async event loop onnodig is en leesbaarheid voorop staat.

Gebruik `urllib3` als...

U een bibliotheekauteur bent en HTTP-aanvragen moet doen met minimale afhankelijkheden en maximale controle. Door afhankelijk te zijn van `urllib3`, vermijdt u het opleggen van `requests` of `httpx` aan uw gebruikers. U moet er ook voor kiezen als u zeer specifieke, low-level vereisten heeft voor verbindingen of TLS-beheer die hogere bibliotheken niet blootleggen.

Conclusie

Het landschap van Python HTTP-clients biedt een duidelijk evolutionair pad. `urllib3` levert de krachtige, ijzersterke engine die de basis vormt van het ecosysteem. `requests` bouwde voort op die engine om een API te creëren die zo intuïtief en geliefd is dat het een wereldwijde standaard werd, waardoor webtoegang gedemocratiseerd werd voor een generatie Python-programmeurs. Nu staat `httpx` als de moderne opvolger, die de briljante bruikbaarheid van `requests` behoudt en tegelijkertijd de kritieke functies integreert die nodig zijn voor de volgende generatie software: asynchrone bewerkingen en moderne netwerkprotocollen.

Voor ontwikkelaars van vandaag is de keuze duidelijker dan ooit. Hoewel `requests` een betrouwbaar hulpmiddel blijft voor synchrone taken, is `httpx` de vooruitstrevende keuze voor vrijwel alle nieuwe ontwikkelingen. Door de sterke punten van elke bibliotheek te begrijpen, kunt u met vertrouwen de juiste tool voor de taak selecteren, zodat uw applicaties robuust, performant en klaar voor de toekomst zijn.