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标题: 【上海校区】Python之路【第十八篇】：Web框架们 [打印本页]

作者: 不二晨 时间: 2018-9-19 09:24
标题: 【上海校区】Python之路【第十八篇】：Web框架们

Python的WEB框架

Bottle

Bottle是一个快速、简洁、轻量级的基于WSIG的微型Web框架，此框架只由一个 .py 文件，除了Python的标准库外，其不依赖任何其他模块。

[size=1em]

pip install bottle
easy_install bottle
apt-get install python-bottle
wget http://bottlepy.org/bottle.py

Bottle框架大致可以分为以下部分：

路由系统，将不同请求交由指定函数处理
模板系统，将模板中的特殊语法渲染成字符串，值得一说的是Bottle的模板引擎可以任意指定：Bottle内置模板、mako、jinja2、cheetah
公共组件，用于提供处理请求相关的信息，如：表单数据、cookies、请求头等
服务，Bottle默认支持多种基于WSGI的服务，如：
[size=1em]
[color=blue !important]+ View Code

框架的基本使用

[size=1em]

#!/usr/bin/env python
# -*- coding:utf-8 -*-
from bottle import template, Bottle
root = Bottle()

@root.route('/hello/')
def index():
return "Hello World"
# return template('<b>Hello {{name}}</b>!', name="Alex")

root.run(host='localhost', port=8080)

一、路由系统

路由系统是的url对应指定函数，当用户请求某个url时，就由指定函数处理当前请求，对于Bottle的路由系统可以分为一下几类：

静态路由
动态路由
请求方法路由
二级路由

1、静态路由

[size=1em]

@root.route('/hello/')
def index():
return template('<b>Hello {{name}}</b>!', name="Alex")

2、动态路由

[size=1em]

@root.route('/wiki/<pagename>')
def callback(pagename):
...

@root.route('/object/<id:int>')
def callback(id):
...

@root.route('/show/<name:re:[a-z]+>')
def callback(name):
...

@root.route('/static/<path:path>')
def callback(path):
return static_file(path, root='static')

3、请求方法路由

[size=1em]

@root.route('/hello/', method='POST')
def index():
...

@root.get('/hello/')
def index():
...

@root.post('/hello/')
def index():
...

@root.put('/hello/')
def index():
...

@root.delete('/hello/')
def index():
...

4、二级路由

app01.py

app02.py
[size=1em]

#!/usr/bin/env python
# -*- coding:utf-8 -*-
from bottle import template, Bottle
from bottle import static_file
root = Bottle()

@root.route('/hello/')
def index():
return template('<b>Root {{name}}</b>!', name="Alex")

from framwork_bottle import app01
from framwork_bottle import app02

root.mount('app01', app01.app01)
root.mount('app02', app02.app02)

root.run(host='localhost', port=8080)

二、模板系统

模板系统用于将Html和自定的值两者进行渲染，从而得到字符串，然后将该字符串返回给客户端。我们知道在Bottle中可以使用内置模板系统、mako、jinja2、cheetah等，以内置模板系统为例：

hello_template.tpl
[size=1em]

#!/usr/bin/env python
# -*- coding:utf-8 -*-
from bottle import template, Bottle
root = Bottle()

@root.route('/hello/')
def index():
# 默认情况下去目录：['./', './views/']中寻找模板文件 hello_template.html
# 配置在 bottle.TEMPLATE_PATH 中
return template('hello_template.tpl', name='alex')

root.run(host='localhost', port=8080)

1、语法

单值
单行Python代码
Python代码快
Python、Html混合

[size=1em]

[color=blue !important]+ View Code

2、函数

include(sub_template, **variables)

[size=1em]

# 导入其他模板文件

% include('header.tpl', title='Page Title')
Page Content
% include('footer.tpl')

rebase(name, **variables)

base.tpl
[size=1em]

# 导入母版

% rebase('base.tpl', title='Page Title')
<p>Page Content ...</p>

defined(name)

[size=1em]

1	# 检查当前变量是否已经被定义，已定义True，未定义False

get(name, default=None)

[size=1em]

1	# 获取某个变量的值，不存在时可设置默认值

setdefault(name, default)

[size=1em]

1	# 如果变量不存在时，为变量设置默认值

扩展：自定义函数

hello_template.tpl

main.py

注：变量或函数前添加【 ! 】，则会关闭转义的功能

三、公共组件

由于Web框架就是用来【接收用户请求】-> 【处理用户请求】-> 【响应相关内容】，对于具体如何处理用户请求，开发人员根据用户请求来进行处理，而对于接收用户请求和相应相关的内容均交给框架本身来处理，其处理完成之后将产出交给开发人员和用户。

【接收用户请求】

当框架接收到用户请求之后，将请求信息封装在Bottle的request中，以供开发人员使用

【响应相关内容】

当开发人员的代码处理完用户请求之后，会将其执行内容相应给用户，相应的内容会封装在Bottle的response中，然后再由框架将内容返回给用户

所以，公共组件本质其实就是为开发人员提供接口，使其能够获取用户信息并配置响应内容。

1、request

Bottle中的request其实是一个LocalReqeust对象，其中封装了用户请求的相关信息：

[size=1em]

[color=blue !important]+ View Code

2、response

Bottle中的request其实是一个LocalResponse对象，其中框架即将返回给用户的相关信息：

[size=1em]

[color=blue !important]+ View Code

实例：

基本Form请求

上传文件

四、服务

对于Bottle框架其本身未实现类似于Tornado自己基于socket实现Web服务，所以必须依赖WSGI，默认Bottle已经实现并且支持的WSGI有：

WSGI

使用时，只需在主app执行run方法时指定参数即可：

[size=1em]

#!/usr/bin/env python
# -*- coding:utf-8 -*-
from bottle import Bottle
root = Bottle()

@root.route('/hello/')
def index():
return "Hello World"
# 默认server ＝'wsgiref'
root.run(host='localhost', port=8080, server='wsgiref')

默认server＝"wsgiref"，即：使用Python内置模块wsgiref，如果想要使用其他时，则需要首先安装相关类库，然后才能使用。如：

bottle.py源码

PS：以上WSGI中提供了19种，如果想要使期支持其他服务，则需要扩展Bottle源码来自定义一个ServerAdapter

Flask

Flask是一个基于Python开发并且依赖jinja2模板和Werkzeug WSGI服务的一个微型框架，对于Werkzeug本质是Socket服务端，其用于接收http请求并对请求进行预处理，然后触发Flask框架，开发人员基于Flask框架提供的功能对请求进行相应的处理，并返回给用户，如果要返回给用户复杂的内容时，需要借助jinja2模板来实现对模板的处理，即：将模板和数据进行渲染，将渲染后的字符串返回给用户浏览器。

“微”(micro) 并不表示你需要把整个 Web 应用塞进单个 Python 文件（虽然确实可以），也不意味着 Flask 在功能上有所欠缺。微框架中的“微”意味着 Flask 旨在保持核心简单而易于扩展。Flask 不会替你做出太多决策——比如使用何种数据库。而那些 Flask 所选择的——比如使用何种模板引擎——则很容易替换。除此之外的一切都由可由你掌握。如此，Flask 可以与您珠联璧合。

默认情况下，Flask 不包含数据库抽象层、表单验证，或是其它任何已有多种库可以胜任的功能。然而，Flask 支持用扩展来给应用添加这些功能，如同是 Flask 本身实现的一样。众多的扩展提供了数据库集成、表单验证、上传处理、各种各样的开放认证技术等功能。Flask 也许是“微小”的，但它已准备好在需求繁杂的生产环境中投入使用。

安装

[size=1em]

1	pip install Flask

werkzeug

一、第一次

[size=1em]

from flask import Flask
app = Flask(__name__)

@app.route("/")
def hello():
return "Hello World!"

if __name__ == "__main__":
app.run()

二、路由系统

@app.route('/user/<username>')
@app.route('/post/<int:post_id>')
@app.route('/post/<float:post_id>')
@app.route('/post/<path:path>')
@app.route('/login', methods=['GET', 'POST'])

常用路由系统有以上五种，所有的路由系统都是基于一下对应关系来处理：

[size=1em]

DEFAULT_CONVERTERS = {
'default':       UnicodeConverter,
'string':          UnicodeConverter,
'any':             AnyConverter,
'path':          PathConverter,
'int':             IntegerConverter,
'float':          FloatConverter,
'uuid':          UUIDConverter,
}

注：对于Flask默认不支持直接写正则表达式的路由，不过可以通过自定义来实现，见：https://segmentfault.com/q/1010000000125259

三、模板

1、模板的使用

Flask使用的是Jinja2模板，所以其语法和Django无差别

2、自定义模板方法

Flask中自定义模板方法的方式和Bottle相似，创建一个函数并通过参数的形式传入render_template，如：

index.html
[size=1em]

#!/usr/bin/env python
# -*- coding:utf-8 -*-
from flask import Flask,render_template
app = Flask(__name__)

def wupeiqi():
return '<h1>Wupeiqi</h1>'

@app.route('/login', methods=['GET', 'POST'])
def login():
return render_template('login.html', ww=wupeiqi)

app.run()

四、公共组件

1、请求

对于Http请求，Flask会讲请求信息封装在request中(werkzeug.wrappers.BaseRequest)，提供的如下常用方法和字段以供使用：

[size=1em]

request.method
request.args
request.form
request.values
request.files
request.cookies
request.headers
request.path
request.full_path
request.script_root
request.url
request.base_url
request.url_root
request.host_url
request.host

表单处理Demo

上传文件Demo

Cookie操作

2、响应

当用户请求被开发人员的逻辑处理完成之后，会将结果发送给用户浏览器，那么就需要对请求做出相应的响应。

a.字符串

[size=1em]

@app.route('/index/', methods=['GET', 'POST'])
def index():
return "index"

b.模板引擎

[size=1em]

from flask import Flask,render_template,request
app = Flask(__name__)

@app.route('/index/', methods=['GET', 'POST'])
def index():
return render_template("index.html")

app.run()

c.重定向

[size=1em]

#!/usr/bin/env python
# -*- coding:utf-8 -*-
from flask import Flask, redirect, url_for
app = Flask(__name__)

@app.route('/index/', methods=['GET', 'POST'])
def index():
# return redirect('/login/')
return redirect(url_for('login'))

@app.route('/login/', methods=['GET', 'POST'])
def login():
return "LOGIN"

app.run()

d.错误页面

指定URL，简单错误
[size=1em]

from flask import Flask, abort, render_template
app = Flask(__name__)

@app.route('/index/', methods=['GET', 'POST'])
def index():
return "OK"

@app.errorhandler(404)
def page_not_found(error):
return render_template('page_not_found.html'), 404

app.run()

e.设置相应信息

使用make_response可以对相应的内容进行操作

[size=1em]

from flask import Flask, abort, render_template,make_response
app = Flask(__name__)

@app.route('/index/', methods=['GET', 'POST'])
def index():
response = make_response(render_template('index.html'))
# response是flask.wrappers.Response类型
# response.delete_cookie
# response.set_cookie
# response.headers['X-Something'] = 'A value'
return response

app.run()

3、Session

除请求对象之外，还有一个 session 对象。它允许你在不同请求间存储特定用户的信息。它是在 Cookies 的基础上实现的，并且对 Cookies 进行密钥签名要使用会话，你需要设置一个密钥。

设置：session['username'] ＝ 'xxx'
删除：session.pop('username', None)

[size=1em]

from flask import Flask, session, redirect, url_for, escape, request

app = Flask(__name__)

@app.route('/')
def index():
if 'username' in session:
      return 'Logged in as %s' % escape(session['username'])
return 'You are not logged in'

@app.route('/login', methods=['GET', 'POST'])
def login():
if request.method == 'POST':
      session['username'] = request.form['username']
      return redirect(url_for('index'))
return '''
      <form action="" method="post">
         <p><input type=text name=username>
         <p><input type=submit value=Login>
      </form>
'''

@app.route('/logout')
def logout():
# remove the username from the session if it's there
session.pop('username', None)
return redirect(url_for('index'))

# set the secret key.  keep this really secret:
app.secret_key = 'A0Zr98j/3yX R~XHH!jmN]LWX/,?RT'

4.message

message是一个基于Session实现的用于保存数据的集合，其特点是：使用一次就删除

index.html
[size=1em]

5.中间件

[size=1em]

from flask import Flask, flash, redirect, render_template, request

app = Flask(__name__)
app.secret_key = 'some_secret'

@app.route('/')
def index1():
return render_template('index.html')

@app.route('/set')
def index2():
v = request.args.get('p')
flash(v)
return 'ok'

class MiddleWare:
def __init__(self,wsgi_app):
self.wsgi_app = wsgi_app

def __call__(self, *args, **kwargs):

return self.wsgi_app(*args, **kwargs)

if __name__ == "__main__":
app.wsgi_app = MiddleWare(app.wsgi_app)
app.run(port=9999)

Flask还有众多其他功能，更多参见：
http://docs.jinkan.org/docs/flask/
http://flask.pocoo.org/

Tornado

Tornado 是 FriendFeed 使用的可扩展的非阻塞式 web 服务器及其相关工具的开源版本。这个 Web 框架看起来有些像web.py 或者 Google 的 webapp，不过为了能有效利用非阻塞式服务器环境，这个 Web 框架还包含了一些相关的有用工具和优化。

Tornado 和现在的主流 Web 服务器框架（包括大多数 Python 的框架）有着明显的区别：它是非阻塞式服务器，而且速度相当快。得利于其非阻塞的方式和对 epoll 的运用，Tornado 每秒可以处理数以千计的连接，这意味着对于实时 Web 服务来说，Tornado 是一个理想的 Web 框架。我们开发这个 Web 服务器的主要目的就是为了处理 FriendFeed 的实时功能 ——在 FriendFeed 的应用里每一个活动用户都会保持着一个服务器连接。（关于如何扩容服务器，以处理数以千计的客户端的连接的问题，请参阅 C10K problem。）

[size=1em]

pip install tornado
源码安装
https://pypi.python.org/packages ... /tornado-4.3.tar.gz

一、快速上手

[size=1em]

#!/usr/bin/env python
# -*- coding:utf-8 -*-

import tornado.ioloop
import tornado.web


class MainHandler(tornado.web.RequestHandler):
def get(self):
      self.write("Hello, world")

application = tornado.web.Application([
(r"/index", MainHandler),
])


if __name__ == "__main__":
application.listen(8888)
tornado.ioloop.IOLoop.instance().start()

第一步：执行脚本，监听 8888 端口

第二步：浏览器客户端访问 /index --> http://127.0.0.1:8888/index

第三步：服务器接受请求，并交由对应的类处理该请求

第四步：类接受到请求之后，根据请求方式（post / get / delete ...）的不同调用并执行相应的方法

第五步：方法返回值的字符串内容发送浏览器

异步非阻塞实例

二、路由系统

路由系统其实就是 url 和类的对应关系，这里不同于其他框架，其他很多框架均是 url 对应函数，Tornado中每个url对应的是一个类。

[size=1em]

#!/usr/bin/env python
# -*- coding:utf-8 -*-

import tornado.ioloop
import tornado.web


class MainHandler(tornado.web.RequestHandler):
def get(self):
      self.write("Hello, world")

class StoryHandler(tornado.web.RequestHandler):
def get(self, story_id):
      self.write("You requested the story " + story_id)

class BuyHandler(tornado.web.RequestHandler):
def get(self):
      self.write("buy.wupeiqi.com/index")

application = tornado.web.Application([
(r"/index", MainHandler),
(r"/story/([0-9]+)", StoryHandler),
])

application.add_handlers('buy.wupeiqi.com$', [
(r'/index',BuyHandler),
])

if __name__ == "__main__":
application.listen(80)
tornado.ioloop.IOLoop.instance().start()

三、模板

Tornao中的模板语言和django中类似，模板引擎将模板文件载入内存，然后将数据嵌入其中，最终获取到一个完整的字符串，再将字符串返回给请求者。

Tornado 的模板支持“控制语句”和“表达语句”，控制语句是使用 {% 和 %} 包起来的例如 {% if len(items) > 2 %}。表达语句是使用 {{ 和 }} 包起来的，例如 {{ items[0] }}。

控制语句和对应的 Python 语句的格式基本完全相同。我们支持 if、for、while 和 try，这些语句逻辑结束的位置需要用 {% end %} 做标记。还通过 extends 和 block 语句实现了模板继承。这些在 template 模块的代码文档中有着详细的描述。

layout.html

index.html
[size=1em]

#!/usr/bin/env python
# -*- coding:utf-8 -*-

import tornado.ioloop
import tornado.web


class MainHandler(tornado.web.RequestHandler):
def get(self):
      self.render('home/index.html')

settings = {
'template_path': 'template',
}

application = tornado.web.Application([
(r"/index", MainHandler),
], **settings)


if __name__ == "__main__":
application.listen(80)
tornado.ioloop.IOLoop.instance().start()

在模板中默认提供了一些函数、字段、类以供模板使用：

escape: tornado.escape.xhtml_escape 的別名
xhtml_escape: tornado.escape.xhtml_escape 的別名
url_escape: tornado.escape.url_escape 的別名
json_encode: tornado.escape.json_encode 的別名
squeeze: tornado.escape.squeeze 的別名
linkify: tornado.escape.linkify 的別名
datetime: Python 的 datetime 模组
handler: 当前的 RequestHandler 对象
request: handler.request 的別名
current_user: handler.current_user 的別名
locale: handler.locale 的別名
_: handler.locale.translate 的別名
static_url: for handler.static_url 的別名
xsrf_form_html: handler.xsrf_form_html 的別名

Tornado默认提供的这些功能其实本质上就是 UIMethod 和 UIModule，我们也可以自定义从而实现类似于Django的simple_tag的功能：
1、定义

uimethods.py

uimodules.py

2、注册

main.py

3、使用

index.html

四、实用功能

1、静态文件

对于静态文件，可以配置静态文件的目录和前段使用时的前缀，并且Tornaodo还支持静态文件缓存。

main.py

index.html

备注：静态文件缓存的实现

静态文件缓存源码

2、csrf

Tornado中的夸张请求伪造和Django中的相似，跨站伪造请求(Cross-site request forgery)

配置

普通表单使用

Ajax使用

注：Ajax使用时，本质上就是去获取本地的cookie，携带cookie再来发送请求

3、cookie

Tornado中可以对cookie进行操作，并且还可以对cookie进行签名以放置伪造。

a、基本操作

Code

b、签名

Cookie 很容易被恶意的客户端伪造。加入你想在 cookie 中保存当前登陆用户的 id 之类的信息，你需要对 cookie 作签名以防止伪造。Tornado 通过 set_secure_cookie 和 get_secure_cookie 方法直接支持了这种功能。要使用这些方法，你需要在创建应用时提供一个密钥，名字为 cookie_secret。你可以把它作为一个关键词参数传入应用的设置中：

Code

内部算法

内部算法-加密

内部算法-解密

签名Cookie的本质是：

写cookie过程：
将值进行base64加密
对除值以外的内容进行签名，哈希算法（无法逆向解析）
拼接签名 + 加密值

读cookie过程：
读取签名 + 加密值
对签名进行验证
base64解密，获取值内容

注：许多API验证机制和安全cookie的实现机制相同。

Demo-基于cookie进行用户验证

Demo-Toando内部提供基于cookie进行用户验证

4、Ajax上传文件

Html

Python

jQuery Ajax Upload

五、扩展功能

1、自定义Session

a.知识储备

[size=1em]

[color=blue !important]+ View Code

b.session实现机制

[size=1em]

[color=blue !important]+ View Code

c. Session框架

一致性哈希

Session

2、自定义模型版定

模型绑定有两个主要功能：

自动生成html表单
用户输入验证

在之前学习的Django中为程序员提供了非常便捷的模型绑定功能，但是在Tornado中，一切需要自己动手！！！

html
[size=1em]

#!/usr/bin/env python
# -*- coding:utf-8 -*-

import tornado.ioloop
import tornado.web
from hashlib import sha1
import os, time
import re


class MainForm(object):
def __init__(self):
      self.host = "(.*)"
      self.ip = "^(25[0-5]|2[0-4]\d|[0-1]?\d?\d)(\.(25[0-5]|2[0-4]\d|[0-1]?\d?\d)){3}$"
      self.port = '(\d+)'
      self.phone = '^1[3|4|5|8][0-9]\d{8}$'

def check_valid(self, request):
      form_dict = self.__dict__
      for key, regular in form_dict.items():
         post_value = request.get_argument(key)
         # 让提交的数据和定义的正则表达式进行匹配
         ret = re.match(regular, post_value)
         print key,ret,post_value


class MainHandler(tornado.web.RequestHandler):
def get(self):
      self.render('index.html')
def post(self, *args, **kwargs):
      obj = MainForm()
      result = obj.check_valid(self)
      self.write('ok')



settings = {
'template_path': 'template',
'static_path': 'static',
'static_url_prefix': '/static/',
'cookie_secret': 'aiuasdhflashjdfoiuashdfiuh',
'login_url': '/login'
}

application = tornado.web.Application([
(r"/index", MainHandler),
], **settings)


if __name__ == "__main__":
application.listen(8888)
tornado.ioloop.IOLoop.instance().start()

由于请求的验证时，需要考虑是否可以为空以及正则表达式的复用，所以：

作者: 不二晨 时间: 2018-9-20 17:24
奈斯

作者: 魔都黑马少年梦 时间: 2018-11-1 16:40

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