16Django高级之中间件

一 什么是中间件

中间件顾名思义，是介于request与response处理之间的一道处理过程，相对比较轻量级，并且在全局上改变django的输入与输出。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中间件的定义：

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

二 中间件有什么用

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默认的中间件：（在django项目的settings模块中，有一个 MIDDLEWARE_CLASSES 变量，其中每一个元素就是一个中间件，如下图）

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',
]

每一个中间件都有具体的功能

三 自定义中间件

中间件中主要有几个方法：

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)

process_request和process_response

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

第一步：导入

from django.utils.deprecation import MiddlewareMixin

第二步：自定义中间件

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

第三步：在view中定义一个视图函数（index）

def index(request):

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

第四步：在settings.py的MIDDLEWARE里注册自己定义的中间件

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：

由此总结一下：

1. 中间件的process_request方法是在执行视图函数之前执行的。
2. 当配置多个中间件时，会按照MIDDLEWARE中的注册顺序，也就是列表的索引值，从前到后依次执行的。
3. 不同中间件之间传递的request都是同一个对象

多个中间件中的process_response方法是按照MIDDLEWARE中的注册顺序倒序执行的，也就是说第一个中间件的process_request方法首先执行，而它的process_response方法最后执行，最后一个中间件的process_request方法最后一个执行，它的process_response方法是最先执行。

process_view

process_view(self, request, view_func, view_args, view_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。

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

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。

process_exception(self, request, exception)

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,request,exception):
        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,request,exception):
        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

process_template_response(self,request,response)

该方法对视图函数返回值有要求，必须是一个含有render方法类的对象，才会执行此方法

class Test:
    def __init__(self,status,msg):
        self.status=status
        self.msg=msg
    def render(self):
        import json
        dic={'status':self.status,'msg':self.msg}

        return HttpResponse(json.dumps(dic))
def index(response):
    return Test(True,'测试')

四 中间件应用场景

1、做IP访问频率限制

某些IP访问服务器的频率过高，进行拦截，比如限制每分钟不能超过20次。

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认证，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！

作为延伸扩展内容，有余力的同学可以尝试着读一下以下两个自带的中间件：

'django.contrib.sessions.middleware.SessionMiddleware',
'django.contrib.auth.middleware.AuthenticationMiddleware',

五 CSRF_TOKEN跨站请求伪造

介绍：浅谈CSRF（Cross-site request forgery）跨站请求伪造

在form表单中应用：

<form action="" method="post">
    {% csrf_token %}
    <p>用户名：<input type="text" name="name"></p>
    <p>密码：<input type="text" name="password"></p>
    <p><input type="submit"></p>
</form>

在Ajax中应用：

放在data里：

<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
    
    <script src="/static/jquery-3.3.1.js"></script>
    <title>Title</title>
</head>
<body>
<form action="" method="post">
    {% csrf_token %}
    <p>用户名：<input type="text" name="name"></p>
    <p>密码：<input type="text" name="password" id="pwd"></p>
    <p><input type="submit"></p>
</form>
<button class="btn">点我</button>
</body>
<script>
    $(".btn").click(function () {
        $.ajax({
            url: '',
            type: 'post',
            data: {
                'name': $('[name="name"]').val(),
                'password': $("#pwd").val(),
                'csrfmiddlewaretoken': $('[name="csrfmiddlewaretoken"]').val()
            },
            success: function (data) {
                console.log(data)
            }

        })
    })
</script>
</html>

放在cookie里：

获取cookie：document.cookie

是一个字符串，可以自己用js切割，也可以用jquery的插件

获取cookie：$.cookie(‘csrftoken’)

设置cookie：$.cookie(‘key’,’value’)

<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
    
    <script src="/static/jquery-3.3.1.js"></script>
    <script src="/static/jquery.cookie.js"></script>
    <title>Title</title>
</head>
<body>
<form action="" method="post">
    {% csrf_token %}
    <p>用户名：<input type="text" name="name"></p>
    <p>密码：<input type="text" name="password" id="pwd"></p>
    <p><input type="submit"></p>
</form>
<button class="btn">点我</button>
</body>
<script>
    $(".btn").click(function () {
        var token=$.cookie('csrftoken')
        //var token='{{ csrf_token }}'
        $.ajax({
            url: '',
            headers:{'X-CSRFToken':token},
            type: 'post',
            data: {
                'name': $('[name="name"]').val(),
                'password': $("#pwd").val(),
            },
            success: function (data) {
                console.log(data)
            }

        })
    })
</script>
</html>

其它操作

全站禁用：注释掉中间件 ‘django.middleware.csrf.CsrfViewMiddleware’,

局部禁用：用装饰器（在FBV中使用）

from django.views.decorators.csrf import csrf_exempt,csrf_protect
# 不再检测，局部禁用（前提是全站使用）
# @csrf_exempt
# 检测，局部使用（前提是全站禁用）
# @csrf_protect
def csrf_token(request):
    if request.method=='POST':
        print(request.POST)

        return HttpResponse('ok')
    return render(request,'csrf_token.html')

在CBV中使用：

# CBV中使用
from django.views import View
from django.views.decorators.csrf import csrf_exempt,csrf_protect
from django.utils.decorators import method_decorator
# CBV的csrf装饰器，只能加载类上（指定方法为dispatch）和dispatch方法上（django的bug）
# 给get方法使用csrf_token检测
@method_decorator(csrf_exempt,name='dispatch')
class Foo(View):
    def get(self,request):
        pass
    def post(self,request):
        pass