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Django 中间件

Django请求周期：

浏览器发送请求到wsgi ，wsgi按照http协议解包：request

下面到达中间件，执行每一个中间件的prsasi.request

然后到达url控制器，视图分发

在视图函数中处理（

1. 存在数据，进去models进行处理

2. 将数据渲染到Templates模板中）

返回响应： return

返回执行每一个中间件的presase.responce方法

到wsgi中 按着http协议封装响应数据，最后返回浏览器

中间件的概念

　　- 中间件是一个用来处理Django的请求和响应的框架级别的钩子。它是一个轻量、低级别的插件系统，用于在全局范围内改变Django的输入和输出。每个中间件组件都负责做一些特定的功能。

　　- 说的直白一点中间件是帮助我们在视图函数执行之前和执行之后都可以做一些额外的操作，它本质上就是一个自定义类，类中定义了几个方法，Django框架会在请求的特定的时间去执行这些方法。

　　- 因为改变的是全局，所以需要谨慎实用，用不好会影响到性能。

Django的中间件的定义：

Middleware is a framework of hooks into Django’s request/response processing.
 <br>It’s a light, low-level “plugin” system for globally altering Django’s input or output.

如果你想修改请求，例如被传送到view中的HttpRequest对象。或者你想修改view返回的HttpResponse对象，这些都可以通过中间件来实现。

可能你还想在view执行之前做一些操作，这种情况就可以用 middleware来实现。

Django默认的Middleware：

　　其实我们一直都在使用中间件，只是没有注意到而已，打开Django项目的Settings.py文件，看到MIDDLEWARE配置项。如下：

MIDDLEWARE = [
    'django.middleware.security.SecurityMiddleware',
    'django.contrib.sessions.middleware.SessionMiddleware',
    'django.middleware.common.CommonMiddleware',
    'django.middleware.csrf.CsrfViewMiddleware',
    'django.contrib.auth.middleware.AuthenticationMiddleware',
    'django.contrib.messages.middleware.MessageMiddleware',
    'django.middleware.clickjacking.XFrameOptionsMiddleware',
]

MIDDLEWARE配置项是一个列表，列表中是一个个字符串，这些字符串其实是一个个类，也就是一个个中间件。

自定义中间件

一、规则

1、要继承MiddlewareMixin类（from django.utils.deprecation import MiddlewareMixin）

2、要重写父类的方法

3、将类添加到Settings.py文件的MIDDLEWARE配置项里

中间件中一共有五个方法：

process_request(self,request)
process_view(self, request, callback, callback_args, callback_kwargs)
process_template_response(self,request,response)
process_exception(self, request, exception)
process_response(self, request, response

以上方法的返回值可以是None或一个HttpResponse对象，如果是None，则继续按照django定义的规则向后继续执行，如果是HttpResponse对象，则直接将该对象返回给用户。

二、process_request，process_response

　　process_request有一个参数，就是request，这个request和视图函数中的request是一样的。

它的返回值可以是None也可以是HttpResponse对象。返回值是None的话，按正常流程继续走，交给下一个中间件处理，如果是HttpResponse对象，Django将不执行视图函数，而将相应对象返回给浏览器。

　　process_response它有两个参数，一个是request，一个是response，request就是上述例子中一样的对象，response是视图函数返回的HttpResponse对象。该方法的返回值也必须是HttpResponse对象。

　　当用户发起请求的时候会依次经过所有的的中间件，这个时候的请求时process_request,最后到达views的函数中，views函数处理后，在依次穿过中间件，这个时候是process_response,最后返回给请求者。

上述截图中的中间件都是django中的，我们也可以自己定义一个中间件，我们可以自己写一个类，但是必须继承MiddlewareMixin

需要导入

from django.utils.deprecation import MiddlewareMixin

in views:

def index(request):

    print("view函数...")
    return HttpResponse("OK")

in Mymiddlewares.py：

from django.utils.deprecation import MiddlewareMixin
from django.shortcuts import HttpResponse

class Md1(MiddlewareMixin):

    def process_request(self,request):
        print("Md1请求")
 
    def process_response(self,request,response):
        print("Md1返回")
        return response

class Md2(MiddlewareMixin):

    def process_request(self,request):
        print("Md2请求")
        #return HttpResponse("Md2中断")
    def process_response(self,request,response):
        print("Md2返回")
        return response

结果：

Md1请求
Md2请求
view函数...
Md2返回
Md1返回

注意：如果当请求到达请求2的时候直接不符合条件返回，即return HttpResponse("Md2中断")，程序将把请求直接发给中间件2返回，然后依次返回到请求者，结果如下：

返回Md2中断的页面，后台打印如下：

Md1请求
Md2请求
Md2返回
Md1返回

流程图如下：

三、process_view

process_view(self, request, callback, callback_args, callback_kwargs)

该方法有四个参数：

　　- request是HttpRequest对象。

　　- view_func是Django即将使用的视图函数。（它是实际的函数对象，而不是函数的名称作为字符串。）

　　- view_args是将传递给视图的位置参数的列表.

　　- view_kwargs是将传递给视图的关键字参数的字典。 view_args和view_kwargs都不包含第一个视图参数（request）。

Django会在调用视图函数之前调用process_view方法。

它应该返回None或一个HttpResponse对象。如果返回None，Django将继续处理这个请求，执行任何其他中间件的process_view方法，然后在执行相应的视图。如果它返回一个HttpResponse对象，Django不会调用适当的视图函数。它将执行中间件的process_response方法并将应用到该HttpResponse并返回结果。

Mymiddlewares.py修改如下

from django.utils.deprecation import MiddlewareMixin
from django.shortcuts import HttpResponse

class Md1(MiddlewareMixin):

    def process_request(self,request):
        print("Md1请求")
        #return HttpResponse("Md1中断")
    def process_response(self,request,response):
        print("Md1返回")
        return response

    def process_view(self, request, callback, callback_args, callback_kwargs):
        print("Md1view")

class Md2(MiddlewareMixin):

    def process_request(self,request):
        print("Md2请求")
        return HttpResponse("Md2中断")
    def process_response(self,request,response):
        print("Md2返回")
        return response

    def process_view(self, request, callback, callback_args, callback_kwargs):
        print("Md2view")

结果如下：

Md1请求
Md2请求
Md1view
Md2view
view函数...
Md2返回
Md1返回

下图进行分析上面的过程：

当最后一个中间的process_request到达路由关系映射之后，返回到中间件1的process_view，然后依次往下，到达views函数，最后通过process_response依次返回到达用户。

process_view可以用来调用视图函数：

class Md1(MiddlewareMixin):

    def process_request(self,request):
        print("Md1请求")
        #return HttpResponse("Md1中断")
    def process_response(self,request,response):
        print("Md1返回")
        return response

    def process_view(self, request, callback, callback_args, callback_kwargs):

        # return HttpResponse("hello")

        response=callback(request,*callback_args,**callback_kwargs)
        return response

结果如下：

Md1请求
Md2请求
view函数...
Md2返回
Md1返回

注意：process_view如果有返回值，会越过其他的process_view以及视图函数，但是所有的process_response都还会执行。

四、process_exception

process_exception(self, request, exception)

该方法两个参数:

　　一个HttpRequest对象

　　一个exception是视图函数异常产生的Exception对象。

这个方法只有在视图函数中出现异常了才执行，它返回的值可以是一个None也可以是一个HttpResponse对象。如果是HttpResponse对象，Django将调用模板和中间件中的process_response方法，并返回给浏览器，否则将默认处理异常。如果返回一个None，则交给下一个中间件的process_exception方法来处理异常。它的执行顺序也是按照中间件注册顺序的倒序执行。

示例修改如下：

class Md1(MiddlewareMixin):

    def process_request(self,request):
        print("Md1请求")
        #return HttpResponse("Md1中断")
    def process_response(self,request,response):
        print("Md1返回")
        return response

    def process_view(self, request, callback, callback_args, callback_kwargs):

        # return HttpResponse("hello")

        # response=callback(request,*callback_args,**callback_kwargs)
        # return response
        print("md1 process_view...")

    def process_exception(self):
        print("md1 process_exception...")



class Md2(MiddlewareMixin):

    def process_request(self,request):
        print("Md2请求")
        # return HttpResponse("Md2中断")
    def process_response(self,request,response):
        print("Md2返回")
        return response
    def process_view(self, request, callback, callback_args, callback_kwargs):
        print("md2 process_view...")

    def process_exception(self):
        print("md1 process_exception...")

结果如下：

Md1请求
Md2请求
md1 process_view...
md2 process_view...
view函数...

Md2返回
Md1返回

流程图如下：

当views出现错误时：

将md2的process_exception修改如下：

  def process_exception(self,request,exception):

        print("md2 process_exception...")
        return HttpResponse("error")

结果如下：

Md1请求
Md2请求
md1 process_view...
md2 process_view...
view函数...
md2 process_exception...
Md2返回
Md1返回

五、process_template_response（不常使用）

process_template_response(self, request, response)

它的参数，一个HttpRequest对象，response是TemplateResponse对象（由视图函数或者中间件产生）。

process_template_response是在视图函数执行完成后立即执行，但是它有一个前提条件，那就是视图函数返回的对象有一个render()方法（或者表明该对象是一个TemplateResponse对象或等价方法）。

中间件的执行流程

上一部分，我们了解了中间件中的5个方法，它们的参数、返回值以及什么时候执行，现在总结一下中间件的执行流程。

请求到达中间件之后，先按照正序执行每个注册中间件的process_reques方法，process_request方法返回的值是None，就依次执行，如果返回的值是HttpResponse对象，不再执行后面的process_request方法，而是执行当前对应中间件的process_response方法，将HttpResponse对象返回给浏览器。也就是说：如果MIDDLEWARE中注册了6个中间件，执行过程中，第3个中间件返回了一个HttpResponse对象，那么第4,5,6中间件的process_request和process_response方法都不执行，顺序执行3,2,1中间件的process_response方法。

process_request方法都执行完后，匹配路由，找到要执行的视图函数，先不执行视图函数，先执行中间件中的process_view方法，process_view方法返回None，继续按顺序执行，所有process_view方法执行完后执行视图函数。加入中间件3 的process_view方法返回了HttpResponse对象，则4,5,6的process_view以及视图函数都不执行，直接从最后一个中间件，也就是中间件6的process_response方法开始倒序执行。

process_template_response和process_exception两个方法的触发是有条件的，执行顺序也是倒序。总结所有的执行流程如下：

中间件应用场景

由于中间件工作在视图函数执行前、执行后（像不像所有视图函数的装饰器！）适合所有的请求/一部分请求做批量处理

1、做IP限制

放在中间件类的列表中，阻止某些IP访问了；

2、URL访问过滤

如果用户访问的是login视图（放过）

如果访问其他视图（需要检测是不是有session已经有了放行，没有返回login），这样就省得在多个视图函数上写装饰器了！

3、缓存（还记得CDN吗?）

客户端请求来了，中间件去缓存看看有没有数据，有直接返回给用户，没有再去逻辑层执行视图函数

示例：黑名单验证(URL过滤访问)

urls.py

from django.conf.urls import url
from app01 import views
 
urlpatterns = [
    url(r'^index/$', views.index),
    url(r'^login/$', views.login, name='login'),
]

views.py

from django.shortcuts import render, HttpResponse, redirect
 
def index(request):
    return HttpResponse('this is index')
 
def home(request):
    return HttpResponse('this is home')
 
def login(request):
    if request.method == "POST":
        user = request.POST.get("user")
        pwd = request.POST.get("pwd")
 
        if user == "fuyong" and pwd == "123456":
            # 设置session
            request.session["user"] = user
            # 获取跳到登陆页面之前的URL
            next_url = request.GET.get("next")
            # 如果有，就跳转回登陆之前的URL
            if next_url:
                return redirect(next_url)
            # 否则默认跳转到index页面
            else:
                return redirect("/index/")
    return render(request, "login.html")

login.html

<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
    <meta charset="UTF-8">
    <meta http-equiv="x-ua-compatible" content="IE=edge">
    <meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1">
    <title>登录页面</title>
</head>
<body>
<form action="{% url 'login' %}">
    <p>
        <label for="user">用户名：</label>
        <input type="text" name="user" id="user">
    </p>
    <p>
        <label for="pwd">密 码：</label>
        <input type="text" name="pwd" id="pwd">
    </p>
    <input type="submit" value="登录">
</form>
</body>
</html>
 
login.html

middlewares.py

class AuthMD(MiddlewareMixin):
    white_list = ['/login/', ]  # 白名单
    balck_list = ['/black/', ]  # 黑名单
 
    def process_request(self, request):
        from django.shortcuts import redirect, HttpResponse
 
        next_url = request.path_info
        print(request.path_info, request.get_full_path())
 
        if next_url in self.white_list or request.session.get("user"):
            return
        elif next_url in self.balck_list:
            return HttpResponse('This is an illegal URL')
        else:
            return redirect("/login/?next={}".format(next_url))
 
登录校验中间件

settings.py

MIDDLEWARE = [
    'django.middleware.security.SecurityMiddleware',
    'django.contrib.sessions.middleware.SessionMiddleware',
    'django.middleware.common.CommonMiddleware',
    'django.middleware.csrf.CsrfViewMiddleware',
    'django.contrib.auth.middleware.AuthenticationMiddleware',
    'django.contrib.messages.middleware.MessageMiddleware',
    'middlewares.AuthMD',
]
 
settings.py中注册中间件

AuthMD中间件注册后，所有的请求都要走AuthMD的process_request方法。

访问的URL在白名单内或者session中有user用户名，则不做阻拦走正常流程；

如果URL在黑名单中，则返回This is an illegal URL的字符串；

正常的URL但是需要登录后访问，让浏览器跳转到登录页面。

注：AuthMD中间件中需要session，所以AuthMD注册的位置要在session中间的下方。

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