一線Python運維開發帶你秒懂Flask框架

相信曾經糾結過這個問題:怎樣才能徹底掌握flask?

Flask是一個使用 Python 編寫的輕量級 Web 應用框架。其 WSGI 工具箱採用 Werkzeug ,模板引擎則使用 Jinja2 。Flask使用 BSD 授權。


Flask也被稱爲 “microframework” ,因爲它使用簡單的核心,用 extension 增加其他功能。Flask沒有默認使用的數據庫、窗體驗證工具。

今天我們邀請到了多年從事Python開發的不動老師,讓他爲我們帶來flask開發的一線實戰。


不動:馬哥教育Python實戰開發講師團特邀講師,多年python開發經驗,重度flask使用者,當前從事 O2Oweb商城後端開發和運維開發的工作。


分享開始

大家好,下面現在開始分享flask開發,先看下本次分享的內容:

1、Flask Web框架介紹

Flask是微型web框架,框架本身十分精簡,微型並不代表其功能弱,核心代碼基於Werkzeug, Jinja 2 這兩個庫,它以插件形式的進行功能擴展,且插件易於安裝與使用,並且可以自行開發擴展插件

與其他web框架類似,flask中請求(request),路由(route),響應(response)構成其完整的一個基本http流程。


2、作爲入門flask框架非常易於使用

瞭解其基本結構後,可以迅速進行MVC開發,或者將其當作後端restfulApi來響應數據。


第一步我們先來用虛擬環境安裝flask

虛擬環境,將當前運行環境完全與系統的python環境進行隔離,這裏我們使用pyenv這個庫來進行構建環境

以centos系統爲例安裝虛擬環境:


1、yum install zlib-devel bzip2 bzip2-devel readline-devel sqlite sqlite-devel openssl-devel
2、curl -L https://raw.githubusercontent.com/yyuu/pyenv-installer/master/bin/pyenv-installer 
 | bash

配置環境變量, 在 ~/.bash_profile裏增加如下內容:


export PATH="~/.pyenv/bin:$PATH“
eval "$(pyenv init -)" 
eval "$(pyenv virtualenv-init -)“

 

第二步 :在生成虛擬環境 激活此pyenv


1、系統中一般自帶的python版本是python2.7.10


2、我們自行下載一個python版本是2.7.12


3、使用sohu的鏡像源:http://mirrors.sohu.com/python/ 
 找到python版本是2.7.12的包下載到本地

爲何需要使用虛擬環境?  因爲虛擬環境對於每一個python環境來說是獨立開來的,用虛擬環境可以在一臺機器上運行多個項目時,每個項目的環境是隔離,不產生依賴。


4、如需其他版本也可以下載對應的版本放到~/.pyenv/cache文件夾下面(cache文件夾假如不存在,自行創建)


5、然後執行 pyenv install 版本號 安裝對應的python版本: pyenv install 2.7.12


6、安裝2.7.12版本成功後,創建一個目錄爲完全隔離的python虛擬環境:

pyenv virtualenv 2.7.12 venv27

mkdir -pv virtu

cd virtu pyenv local venv27 cd .. cd virtu 自動激活了venv27環境

 

第三步 安裝pip

Pip是一個用來安裝python第三方庫的工具

sudo yum -y install epel-release (安裝yum包擴展)

sudo yum –y install pip

使用阿里雲的python包加速pip安裝

Pip 配置阿里雲鏡像:
mkdir ~/.pip
vim ~/.pip/pip.conf, 輸入以下內容
[global] index-url=http://mirrors.aliyun.com/pypi/simple/ 
 trusted-host=mirrors.aliyun.com 

第五步安裝flask:

cd vnvn27   (剛纔構建的虛擬環境,切換到了一個完全虛擬環境)

Pip install flask

Pip freeze  列出當前安裝的第三方python庫以及版本

運行python終端,import flask,可以測試是否安裝flask成功


 2.0:wsgi規範

Python使用wsgi網關進行Web開發,flask基於wsgi網關,flask中實例的app,也稱之爲一個wsgi 應用
Wsgi是python中定義的一種網關協議規範,pep333對此的相關解釋: https://www.python.org/dev/peps/pep-0333/

from wsgiref.simple_server import make_server

wsgiref包是實現了wsgi標準的一個參考,我們可以用它來進行調試,此包一般用於測試環境,不建議生產環境中使用。
simple_server實現了一個簡易的http服務器,我們可以用它來運行一個wsgi應用


 2.1:wsgi規範2

下面示例我們可以用wsgiref這個包實現一個簡單的wsgi web框架來理解其工作流程:

640?wx_fmt=png&tp=webp&wxfrom=5&wx_lazy=1&wx_co=1

 2.2:wsgi規範3

上面的代碼中,我們使用了wsgiref包簡易的實現了一個wsgiweb框架,其中我們依據傳入的env中獲取到url後綴來匹配router字典中對應的處理函數

Env參數是包含了客戶端請求的信息和服務端的環境信息,可以將其打印出來,看下其中包含的變量。

Start_response函數作爲參數傳入runserver應用中,必須要start_response(status,header)來進行響應,它是由網關接口定義的函數。
在上述中可以看出,wsgi的作用是在web服務器和web應用之間的橋樑,web服務器監聽將客戶端請求轉發給實現wsgi規範接口處理,wsgi接將請求進行中轉給上層的web應用處理,web應用處理完成並生成響應返回給wsgi接口,然後web服務器將收到的響應返回給客戶端。


 2.3:一個最基本應用

Flask框架也是依據上面的規範實現的web框架,我們可以看下flask源碼中對於上述的封裝,不過它做了更高層次的抽象

640?wx_fmt=png&tp=webp&wxfrom=5&wx_lazy=1&wx_co=1

可以看到flask源碼中使用wsgi_app和魔術方法__call__對 上述start_respones做了封裝。

接下里用flask運行一個hello wordl


2.4:一個最基本應用分析

/usr/bin/env python 
from Flask import flask
app = Flask(__name__) 

@app.route('/') 
def index(): 
return ‘<h1>Hello World!</h1>‘
 if __name__ == '__main__': 
app.run()
python hello.py


 2.5:最基本應用

app = Flask(__name__)   代碼使用Flask類生成一個應用實例
 @app.route('/') 
      def index():
     return ‘<h1>hello world</h1>’
一個http過程中請求來自客戶端,http服務器(nginx,Apache)再次將請求轉發給flask應用實例app,@app.route(‘/)中映射了url鏈接與一個python函數的對應關係,我們將index函數稱之爲視圖函數。
比如訪問192.168.1.19 

  ---》app.route(‘/’)
訪問192.168.1.19/blog 

  ---》app.route(‘/blog’)


  2.6:可變url

在一般業務中,url都是動態可變的,在flask中我們這樣設置可變url

@app.route(‘/hello/<name>’)

def hello(name):

   return ‘<h1>hello {}’.format(name)

示例:

   訪問192.168.1.19/hello/jack

   訪問192.168.1.19/hello/rose

<name> 被尖括號抱起來的部分代表url中與python處理函數中對應的可變部分.

 常用的有以下3種,定義可變的類型

<string:name>、<int:uid>、<path:prefix>


2.7:可變url自定義裝換器

定義可變url,除了上述的string之外,還有以下幾種int、float、path這三種,另外flask還可以通過werkzeug中的BaseConverter類,自定義轉換器。

這裏自定義一個轉換器640?wx_fmt=png&tp=webp&wxfrom=5&wx_lazy=1&wx_co=1

fromwerkzeug.routing import BaseConverter

classListConverter(BaseConverter):

    def to_python(self, value):

        return value.split('+')

    def to_url(self, values):

        return'+'.join(BaseConverter.to_url(value) for value in values)

 

將自定義轉換器加入到app應用url_map中,當客戶端輸入參數時,可以以,我們自行設置的分隔符做轉換
app.url_map.converters['list'] = ListConverter
@app.route('/home/<list:subs>')
def home(subs):
    # 使用自定義類型
    htm = ''
    for sub in subs:
        htm += '<h1>{}</h1>'.format(sub)
    return htm

 

在生產環境中客戶端到服務端,使用python開發應用的一般流程是如下圖所示:

 

640?wx_fmt=png&tp=webp&wxfrom=5&wx_lazy=1&wx_co=1

flask中的請求,請求是web開發中最重要特性之一


3.0 Flask入門:請求

from flask import request
@app.route(‘/hi’)
def hi():
name = request.args.get(‘name’)
           return ‘<h1>hi {}</h1>’.format(name)
訪問:
192.168.1.19/hi?name=mike 

flask中request對象封裝了客戶端的請求參數
我們可以嘗試將print(request.__dict__)查看請求上下文環境變量

 

request請求對象是flask內部封裝的一個全局對象,這個對象是線程隔離的,必須運行在當前請求中的上下文,直接運行會報錯,它通過werkzeug模塊中localproxy在localstack這種數據結構尋找當前請求
常見的request客戶端變量
request.args 獲取從客戶端url傳輸過來的查詢字符串
request.form 獲取從客戶端表單提交過來的信息
request.json 獲取從客戶端從請求body獲取的json字符串
request.method 獲取客戶端使用的請求方法 
Request.files 獲取從客戶端請求過來的文件


3.1 Flask入門:響應與會話

from flask import make_respones

flask中封裝了make_response作爲客戶端響應,返回http頭信息、狀態碼等,resp = make_respone(‘hello’.encode()),resp.set_cookie(‘name’, ‘jack’) ,將resp作爲返回,可以手動靈活的增加了cookie

會話分爲客戶端和服務端2種形式,from flask importsession 中封裝了基於客戶端的cookies,示例如下:

 

640?wx_fmt=png&tp=webp&wxfrom=5&wx_lazy=1&wx_co=1

在app.config對象中保存了flask的默認配置以及我們項目中寫入的配置變量,通常情況下flask中的一些配置如下


640?wx_fmt=png&tp=webp&wxfrom=5&wx_lazy=1&wx_co=1


4.1 flask中的讀入配置

app = Flask(__name__) app.config.from_object(‘yourapplication.default_settings’)                                                                                      app.config.from_pyfile(’config.cfg’)
上面兩種都可以將配置文件加入到app應用當中,其中app.config.from_object()方法會尋找配置文件爲類的配置

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用函數封裝配置文件寫入app,這樣可以依據參數來區分開發環境與生產環境的配置文件。

640?wx_fmt=png&tp=webp&wxfrom=5&wx_lazy=1&wx_co=1

4.2工廠方法創建app

什麼是工廠方法?工廠方法是一種設計模式,這裏使用可以簡單理解爲通過一個函數來批量創建一個flask app對象,依據不同的參數來生成不同的app

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4.3爲何需要工廠方法創建app?

當需要運行app的時候,可以通過工廠方法傳遞參數來生成不同的app對象,方便的進行測試不同的app,並且生成多個app的時候可以進行分別進行請求處理,流量負載等,通過以下示例說明

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5.0鉤子函數

flask中鉤子函數作用是將被裝飾的函數註冊到app當中,在不同階段執行。

app.first_request: 在第一次請求之前執行

app.before_request: 在每次請求之前執行,可以用它來封裝中間鍵,效果類似於django middleware

app.after_request: 在每次請求之後執行

app.teardown_appcontext: 不管是否有異常出現,都會在每次請求之後執行

app.errorhandler:接受狀態碼,並且自定義返回錯誤處理信息頁面


5.1鉤子函數before_request

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5.2鉤子函數errorhandler

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5.3藍圖

藍圖將應用進行模塊化,能夠很方便的將不同的功能和路由區分開,並且易於維護,藍圖基於相同的url前綴來作區分。

功能類似的視圖函數組合在一起作爲藍圖的組件,將應用進行分割,極大簡化了大型應用的複雜度,藍圖要註冊到app對象中,藍圖的使用方式與app的使用方式很像

藍圖提供模板過濾器、靜態文件、模板和其它功能

 

5.4藍圖生成

將user這些相似的功能分成一個藍圖模塊,注意藍圖文件不能和藍圖對象同名,否則會衝突報錯

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5.5藍圖註冊

v  當以上user實例化時,必須將此註冊到app應用中,藍圖才能生效,url_prefix爲自定義添加的url後綴

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6.0flask擴展使用

v  flask以插件形式開發擴展功能,其中許多優秀第三方插件可以直接使用,提升開發效率,常見項目開發用到的插件有flask_sqlachemy、flask_redis、flask_login、flask_admin等等

v  插件安裝一般使用 pip install <插件名>,即可安裝

v  以下示例flask_sqlachemy使用,flask_sqlachemy是sqlalchemy的flask插件,sqlalchemy是python界有名的工業級orm框架


6.1flask_sqlalchemy

v  實例化flask_sqlalchemy,生成db對象後續初始化到app中

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6.2flask插件初始化

v  由於db對象需要讀取app應用中配置,並且依賴app上下文工作,所以將上述db對象等擴展插件初始化app,在每次app啓動之前完成綁定

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6.3 flask_sqlalchemy定義model

使用上述db對象,model字段繼承db.Model,在mvc中此表示model層,用來進行數據庫表字段映射關聯以及數據寫入保存等.

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6.4 flask_sqlalchemy進行用戶驗證

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以上介紹了flask中入門開發常見的問題以及模塊使用,歡迎大家拍磚。


使用flask可以輕鬆開發應用,每一種web框架都有其自身利弊,對於現代web開發的需求來說,微框架很適合快速迭代式開發,最好的理解的方法是實踐,可以依據以上對flask有一個大體理解之後進行一個簡單的應用開發。


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