Python框架 Flask 项目实战教程

本文目的是为了完成一个项目用到的flask基本知识，例子会逐渐加深。最好对着源码，一步一步走。
下载源码，运行
pip install -r requirements.txt 建立环境
python db_create.py 创建自己数据库
python db_migrate 迁移数据库
————————————————————————————–
flask 不仅简介小巧，同时运用的时候十分灵活。下面简单介绍一下如何编写一个 flask项目。

涉及调用开发服务器，数据库连接以及 ORM 映射，还有数据库的迁移，模板使用。后期再完善会话，管理后台，缓存等。

一 、安装环境
我们使用 flask web框架，并用 sqlalchemy来做数据库映射，并使用 migrate做数据迁移。

$ pip install flask
$ pip install SQLAlchemy==0.7.9
$ pip install flask-sqlalchemy
$ pip install flask-migrate
$ pip install sqlalchemy-migrate

二、建立项目
flask 没有 django 那样原生的 manage管理工具（flask-admin可以实现，日后再说）。因此我们需要手动建立目录。新建一个 myproject目录，在里面建 app tmp两个文件夹，然后在 app文件夹里面建立 static， templates 两个文件夹，用来存储静态文件和模板。最后目录结构如下：

├── app
│ ├── static
│ ├── templates
└── tmp

三、 初始化文件

建立一些文件，在 app文件里建立 __init__.py models.py views.py 然后在与app 同目录下建立 config.py 和 run.py 此时的目录结构如下：

(env)admin@admindeMacBook-Air:~/project/python/flask/project$ tree

├── app
│ ├── static
│ ├── templates
│ ├── __init__.py
│ ├── models.py
│ ├── views.py
├── config.py
├── run.py
└── tmp

四 、开始项目

1 hello wrod
打开 （/app/__init.py） 文件，写入

# -*- coding: utf-8 -*-
from flask import Flask # 引入 flask
app = Flask(__name__) # 实例化一个flask 对象
import views # 导入 views 模块
# from app import views

注意，我们的 app 文件夹其实是一个python包，from app import views 这句话也就是从 包app里面导入 views模块，所以写成注释的那句话也没错，其他代码实践喜欢写成后面那种

现在我们来开始写我们的视图，打开 （/app/views.py）

# -*- coding: utf-8 -*-
from app import app
from models import User, Post, ROLE_USER, ROLE_ADMIN
@app.route(‘/’)
def index():
    return ‘hello world, hello flask’

下一步我们将要启动我们的开发服务器，打开 （/run.py）

# -*- coding: utf-8 -*-
from app import app
if __name__ == ‘__main__’:
    app.debug = True # 设置调试模式，生产模式的时候要关掉debug
    app.run() # 启动服务器

这段代码需要注意第一句 from app import app。也许会有疑问，我们的 app 包里，貌似没有 app.py 这样的模块。其实这是 flask 方式和python的导入方式。from app 指导入 app 包里的 __iniy__.py 所以这句话的含义是导入 __.init__.py 里面的 app实例。

打开shell 运行

$ python run.py
(env)admin@admindeMacBook-Air:~/project/python/flask/project$ python run.py

* Running on http://127.0.0.1:5000/
* Restarting with reloader

用浏览器打开 http://127.0.0.1:5000/ 将会看到一个输入 hello world 的页面

2 连接数据库
下面开始连接数据库引擎 先要做一个简单的配置 打开 （/config.py）

# -*- coding: utf-8 -*-

import os
basedir = os.path.abspath(os.path.dirname(__file__))
SQLALCHEMY_DATABASE_URI = ‘sqlite:///%s’ % os.path.join(basedir, ‘app.db’)
SQLALCHEMY_MIGRATE_REPO = os.path.join(basedir, ‘db_repository’)
CSRF_ENABLED = True
SECRET_KEY = ‘you-will-never-guess’

SQLALCHEMY_DATABASE_URI是the Flask-SQLAlchemy必需的扩展。这是我们的数据库文件的路径。

SQLALCHEMY_MIGRATE_REPO 是用来存储SQLAlchemy-migrate数据库文件的文件夹。

然后打开 （/app/__init__.py）

# -*- coding: utf-8 -*-
import os
from flask import Flask
from flask.ext.sqlalchemy import SQLAlchemy
from config import basedir

app = Flask(__name__)
app.config.from_object(‘config’) # 载入配置文件
db = SQLAlchemy(app) # 初始化 db 对象

# from app import views, models # 引用视图和模型

  import views, models

打开 （/app/models.py）

# -*- coding: utf-8 -*-

from app import db
ROLE_USER = 0
ROLE_ADMIN = 1

class User(db.Model):
    id = db.Column(db.Integer, primary_key=True)
    nickname=db.Column(db.String(60), index=True, unique=True)
    email = db.Column(db.String(120), index=True, unique=True)
    role = db.Column(db.SmallInteger, default=ROLE_USER)
    
    def __repr__(self):
        return ‘<User %r>’ % self.nickname

我们的模型建立了一个 user类，正好是 数据库里面的 user 表，表有四个字段

现在我们的数据库配置已经好了，可是还没有建立数据库。新建一个文件 (/db_create.py)

# -*- coding: utf-8 -*-

from migrate.versioning import api
from config import SQLALCHEMY_DATABASE_URI
from config import SQLALCHEMY_MIGRATE_REPO
from app import db
import os.path

db.create_all()

if not os.path.exists(SQLALCHEMY_MIGRATE_REPO):
    api.create(SQLALCHEMY_MIGRATE_REPO, 'database repository')
    api.version_control(SQLALCHEMY_DATABASE_URI, SQLALCHEMY_MIGRATE_REPO)
else:
    api.version_control(SQLALCHEMY_DATABASE_URI, SQLALCHEMY_MIGRATE_REPO, api.version(SQLALCHEMY_MIGRATE_REPO))

这个脚本是完全通用的，所有的应用路径名都是从配置文件读取的。当你用在自己的项目时，你可以把脚本拷贝到你的项目目录下就能正常使用了。
打开shell 运行

$ python db_create.py

运行这条命令之后，你就创建了一个新的app.db文件。这是个支持迁移的空sqlite数据库，同时也会生成一个带有几个文件的db_repository目录，这是SQLAlchemy-migrate存储数据库文件的地方，注意如果数据库已存在它就不会再重新生成了。这将帮助我们在丢失了现有的数据库后，再次自动创建出来。
运行
slqite3 app.db

>>> .tables

>>> user

或者使用 sqlite 图形化客户端，没有需要安装 （windows 下直接下载安装包即可）

$ sudo apt-get install sqlitebrowser
3 数据库迁移
每当我们更改了 models 。等价于更改了数据库的表结构，这个时候，需要数据库同步。新建 (/db_migrate.py)

# -*- coding: utf-8 -*-

import imp
from migrate.versioning import api
from app import db
from config import SQLALCHEMY_DATABASE_URI
from config import SQLALCHEMY_MIGRATE_REPO

migration = SQLALCHEMY_MIGRATE_REPO + '/versions/%03d_migration.py' % (api.db_version(SQLALCHEMY_DATABASE_URI, SQLALCHEMY_MIGRATE_REPO) + 1)
tmp_module = imp.new_module('old_model')
old_model = api.create_model(SQLALCHEMY_DATABASE_URI, SQLALCHEMY_MIGRATE_REPO)

exec old_model in tmp_module.__dict__

script = api.make_update_script_for_model(SQLALCHEMY_DATABASE_URI, SQLALCHEMY_MIGRATE_REPO, tmp_module.meta, db.metadata)

open(migration, 'wt').write(script)

api.upgrade(SQLALCHEMY_DATABASE_URI, SQLALCHEMY_MIGRATE_REPO)

print 'New migration saved as' + migration
print 'Current database version:' + str(api.db_version(SQLALCHEMY_DATABASE_URI, SQLALCHEMY_MIGRATE_REPO))

 这个脚本看起来很复杂，SQLAlchemy-migrate通过对比数据库的结构（从app.db文件读取）和models结构（从app/models.py文件读取）的方式来创建迁移任务，两者之间的差异将作为一个迁移脚本记录在迁移库中，迁移脚本知道如何应用或者撤销一次迁移，所以它可以方便的升级或者降级一个数据库的格式。

开始数据库迁移

$ python db_mirgate.py

New migration saved as db_repository/versions/001_migration.py Current database version: 1
相应的，我们继续创建数据库 升级和回退的脚本
(/db_upgrade.py)

# -*- coding: utf-8 -*-

from migrate.versioning import api
from config import SQLALCHEMY_DATABASE_URI
from config import SQLALCHEMY_MIGRATE_REPO
api.upgrade(SQLALCHEMY_DATABASE_URI, SQLALCHEMY_MIGRATE_REPO)
print 'Current database version:' + str(api.db_version(SQLALCHEMY_DATABASE_URI, SQLALCHEMY_MIGRATE_REPO))

(/db_downgrade.py)

# -*- coding: utf-8 -*-


from migrate.versioning import api
from config import SQLALCHEMY_DATABASE_URI
from config import SQLALCHEMY_MIGRATE_REPO

v = api.db_version(SQLALCHEMY_DATABASE_URI, SQLALCHEMY_MIGRATE_REPO)
api.downgrade(SQLALCHEMY_DATABASE_URI, SQLALCHEMY_MIGRATE_REPO, v – 1)

print 'Current database version:' + str(api.db_version(SQLALCHEMY_DATABASE_URI, SQLALCHEMY_MIGRATE_REPO))

4 操作数据库
接下来，我们定义一个新的models class 并做第二次迁移归并
打开（/app/models.py）

# -*- coding: utf-8 -*-

from app import db

ROLE_USER = 0
ROLE_ADMIN = 1

class User(db.Model):
    id = db.Column(db.Integer, primary_key=True)
    nickname=db.Column(db.String(60), index=True, unique=True)
    email = db.Column(db.String(120), index=True, unique=True)
    role = db.Column(db.SmallInteger, default=ROLE_USER)
    posts = db.relationship(‘Post’, db.backref = ‘author’, db.lazyload = ‘dynamic’)

    def __repr__(self):
        return ‘<User %r>’ % self.nickname

class Post(db.Model):
    id = db.Column(db.Integer, primary_key=True)
    body = db.Column(db.String(140))
    timestamp = db.Column(db.DateTime)
    user_id = db.Column(db.Integer, db.ForeignKey(‘user.id’))

    def __repr__(self):
        return ‘<Post %r>’ % (self.body)

这里我们进行了两个class 的关联。

$ python db_mirgrate.py

New migration saved as db_repository/versions/002_migration.py Current database version: 2

打开 （/app/views.py）

# -*- coding: utf-8 -*-

from flask import render_template, flash, redirect, session, url_for, request, g
from app import app, db
from models import User, Post, ROLE_USER, ROLE_ADMIN

@app.route(‘/’)
def index():
    return render_template(‘index.html’)

@app.route(‘/adduser/<nickname>/<email>’)
def adduser(nickname, email):
    u = User(nickname=nickname, email=email)
    try:
        db.session.add(u)
        db.session.commit()
        return ‘add successful’
    except Exception, e:
        return ‘something go wrong’

@app.route(‘/getuser/<nickname>’)
def getuser(nickname):
    user = User.query.filter_by(nickname=nickname).first()
        return render_template(‘user.html’, user=user)

@app.errorhandler(404)
def internal_error(error):
    return render_template(‘404.html’), 404

@app.errorhandler(500)
def internal_error(error):
    db.session.rollback()
    return render_template(‘500.html’), 500

这次我们使用了模板， 新建(/app/templates/user.html)

<html>
<head>
<title>user</title>
</head>
<body>
<h1>user</h1>
<ul>
<li>user: {{ user.nickname }}</li>
<li>email: {{ user.email }}</li>
</ul>
</body>
</html>

最后运行

$ python run.py
用浏览器访问 http://127.0.0.1:5000/adduser/username/useremail
最后还可以用 sqlite 客户端打开查看我们的数据库变换。关于更多的数据库操作方法，请阅读 sqlalchemy文档。
最后我们的代码目录结构如下：

(env)admin@admindeMacBook-Air:~/project/python/flask/project$ tree
.
├── app
│ ├── __init__.py
│ ├── models.py
│ ├── static
│ ├── templates
│ │ ├── 404.html
│ │ ├── 500.html
│ │ ├── index.html
│ │ └── user.html
│ ├── views.py
├── app.db
├── config.py
├── db_create.py
├── db_downgrade.py
├── db_migrate.py
├── db_repository
│ ├── __init__.py
│ ├── manage.py
│ ├── migrate.cfg
│ ├── README
│ └── versions
│ ├── 001_migration.py
│ ├── 002_migration.py
│ ├── __init__.py
├── db_upgrade.py
├── requirements.txt
├── run.py
├── tmp

5 表单
接下来，我们将要接触表单方面的内容。flask原生提供的表单处理，也比较简单。当然，有了轮子，我们就直接用好了。需要安装一个
Flask-WTF==0.9.4。
安装完之后，打开 （/app/forms.py）

# -*- coding: utf-8 -*-

import re
from flask_wtf import Form
from flask_wtf.html5 import EmailField
from wtforms import TextField, PasswordField, BooleanField
from wtforms.validators import DataRequired, ValidationError
from models import User
from hashlib import md5

class RegisterFrom(Form):
    nickname = TextField(‘nickname’, validators=[DataRequired()])
    email = EmailField(’email’, validators=[DataRequired()])
    password = PasswordField(‘password’, validators=[DataRequired()])
    conform = PasswordField(‘conform’, validators=[DataRequired()])

    def validate_nickname(self, field):
        nickname = field.data.strip()
if len(nickname) < 3 or len(nickname) > 20:
    raise ValidationError(‘nickname must be 3 letter at least’)
        elif not re.search(r’^w+$’, nickname):
            raise ValidationError(‘User names can contain only alphanumeric characters and underscores.’)
else:
# 验证是否已经注册
            u = User.query.filter_by(nickname=nickname).first()
            if u:
raise ValidationError(‘The nickname already exists’)

    def validate_email(self, field):
        email = field.data.strip()
        email = User.query.filter_by(email=email).first()
        if email:
            raise ValidationError(‘The email already exists’)

    def validate_password(self, field):
        password = field.data.strip()
        if len(password) < 6:
            raise ValidationError(‘password must be 3 letter at least’)

    def validate_conform(self, field):
        conform = field.data.strip()
        if self.data[‘password’] != conform:
            raise ValidationError(‘the password and conform are different’)

上述代码定义了一个 RegisterFrom class，正好是一个表单，class的字段映射为表单的域。其中 wtforms 中有 TextField, PasswordField, BooleanField这些表单类型，flask_wtf.html5 中 EmailField 则是 html5 规范的。
表单有 form.validate_on_submit() 方法，这个方法执行之前会验证表单域。验证方法和django类似，都是 validate_field 的方法。其中一个参数 field正好是表单的value值 需要注意验证两次密码是否相同的时候，需要用到 self.data 。这是一个字典，包含了表单域的name和value

6 用户注册
打开（/app/views.py）添加注册方法。

@app.route(‘/account/signup’, methods=[‘GET’, ‘POST’])
def signup():
    form = RegisterFrom()
if request.method == ‘POST’:
if form.validate_on_submit():
            psdmd5 = md5(form.data[‘password’])
            password = psdmd5.hexdigest()
            u = User(nickname=form.data[‘nickname’], email=form.data[’email’], password=password)
try:
            db.session.add(u)
            db.session.commit()
            flash(‘signup successful’)

except Exception, e:
    return ‘something goes wrong’
    return redirect(url_for(‘signin’))

        return render_template(‘signup.html’, form=form)

模版 新建 (/app/tempaltes/signup.html)

<!– extend base layout –>
{% extends “base.html” %}

{% block content %}
<form method=”POST” action=”>
{{ form.hidden_tag() }}
<p>{{ form.nickname.label }} {{ form.nickname(size=20) }}</p>
<p>{{ form.email.label }} {{ form.email(size=20) }}</p>
<p>{{ form.password.label }} {{ form.password(size=20) }}</p>
<p>{{ form.conform.label }} {{ form.conform(size=20) }}</p>
<input type=”submit” value=”Sign Up”>
<input type=”reset” value=”Reset”>
</form>

{{ form.errors }}
{% endblock %}

其中，主要是用到 form 对象的一些属性。form.nickname.label 是指表单类定义的名字，form.nickname 会转变成 表单域的 html 代码 即 <input type=”text” id=”nickname” name=”nickaname” value=””/>

7 用户登录
先添加一个用户登录的表单，打开 (/app/forms.py)

class LoginForm(Form):
    nickname = TextField(‘nickname’, validators=[DataRequired()])
    password = PasswordField(‘password’, validators=[DataRequired()])
    remember_me = BooleanField(‘remember_me’, default=False)

    def validate_nickname(self, field):
        nickname = field.data.strip()
        if len(nickname) < 3 or len(nickname) > 20:
            raise ValidationError(‘nickname must be 3 letter at least’)
        elif not re.search(r’^w+$’, nickname):
            raise ValidationError(‘User names can contain only alphanumeric characters and underscores.’)
        else:
            return nickname

用户登录，最简单的方法就是 验证用户名，如果通过，则添加 session，登出的时候，清除session即可，模版里面可以直接使用 request.session用来判断用户登录状态
打开(/app/views.py) 添加登录登出方法

@app.route(‘/account/signin’, methods=[‘GET’, ‘POST’])
def signin():
    form = LoginForm()
if request.method == ‘POST’:
if form.validate_on_submit():
            nickname = form.data[‘nickname’]
            psdmd5 = md5(form.data[‘password’])
            password = psdmd5.hexdigest()
            u = User.query.filter_by(nickname=nickname, password=password).first()
if u:
                session[‘signin’] = True
                flash(‘signin successful’)
                return redirect(url_for(‘index’))
else:
                flash(u’用户名或者密码错误’)
                return render_template(‘signin.html’, form=form)

@app.route(‘/account/signout’)
def signout():
    session.pop(‘signin’, None)
    flash(‘signout successful’)
    return redirect(‘index’)

注意，我们使用 flask 的时候，用了中文，就必须是 unicode
除了原生的登录方式，我们还可以用flask-login。安装flask-login
此时需要初始化一个 login_manager 对象，打开 （/app/__init__.py）

# -*- coding: utf-8 -*-

import os
from flask import Flask
from flask.ext.sqlalchemy import SQLAlchemy
from flask.ext.login import LoginManager
from config import basedir

app = Flask(__name__)

app.config.from_object(‘config’)

db = SQLAlchemy(app) # 初始化数据库管理对象
login_manager = LoginManager() # 初始化登录管理对象
login_manager.init_app(app)
login_manager.login_view = “signin” # 登录跳转视图
login_manager.login_message = u”Bonvolu ensaluti por uzi tio paĝo.” # 登录跳转视图前的输出消息

# from app import views, models

import views, models

然后打开 （/app/views.py）
添加下面方法， 注释掉之前的 登入登出方法

from flask.ext.login import login_user, logout_user, current_user, login_required
from app import app, db, login_manager

@login_manager.user_loader
def load_user(userid):
return User.query.get(userid)

@app.route(‘/account/signin’, methods=[‘GET’, ‘POST’])
def signin():
    form = LoginForm()
    if request.method == ‘POST’:
        if form.validate_on_submit():
            nickname = form.data[‘nickname’]
            psdmd5 = md5(form.data[‘password’])
            password = psdmd5.hexdigest()
            remember_me = form.data[‘remember_me’]
            user = User.query.filter_by(nickname=nickname, password=password).first()
if user:
                login_user(user, remember = remember_me)
                flash(‘signin successful’)
                return redirect(request.args.get(“next”) or url_for(“index”))
            else:
                flash(u’用户名或者密码错误’)
return render_template(‘signin.html’, form=form)

@app.route(‘/account/signout’)

@login_required
def signout():
    logout_user()
    flash(‘signout successful’)
return redirect(‘index’)

模版也会响应的改，具体看源码吧。
base.html

<html>
<head>
<meta http-equiv=”Content-Type” content=”text/html; charset=utf-8″ />
{% if title %}
<title>{{title}} – microblog</title>
{% else %}
<title>microblog</title>
{% endif %}
</head>
<body>
<div class="metanav">

<div>
<a href=”{{ url_for(‘index’) }}”>Home</a>
{% if current_user.is_authenticated() %}
<a href=”{{ url_for(‘signout’) }}”>signout</a>
{% else %}
<a href=”{{ url_for(‘signin’) }}”>signin</a>
{% endif %}
</div>

{% for message in get_flashed_messages() %}
<div class="flash">{{ message }}</div>
{% endfor %}
{% block content %}{% endblock %}
</body>
</html>

代码下载： https://github.com/rsj217/flask-extend/tree/master/project