django 缓存、中间件、信号、CSRF 详解

中间件

django 中的中间件（middleware），在django中，中间件其实就是一个类，在请求到来和结束后，django会根据自己的规则在合适的时机执行中间件中相应的方法。

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。

与mange.py在同一目录下的文件夹 wupeiqi/middleware下的auth.py文件中的Authentication类

中间件中可以定义四个方法，分别是：

• process_request(self,request)     接受request之后确定所执行的view之前 
• process_view(self, request, callback, callback_args, callback_kwargs)  执行所有view之前需要执行这句
• process_template_response(self,request,response)       包含render方法的才用这句
• process_exception(self, request, exception)    view抛出异常
• process_response(self, request, response)     view 执行之后

以上方法的返回值可以是None和HttpResonse对象，如果是None，则继续按照django定义的规则向下执行，如果是HttpResonse对象，则直接将该对象返回给用户。

自定义中间件

1、创建中间件类

class Testmiddle(object):
    def process_request(self,request):
        print('Testmiddle process_request')
    def process_view(self, request, callback, callback_args, callback_kwargs):
        print('Testmiddle process_view')
    def process_exception(self, request, exception):
        pass
    def process_response(self, request, response):
        print('Testmiddle process_response')
        return response
    
class Nextmiddle(object):
    def process_request(self,request):
        print('Nextmiddle process_request')
    def process_view(self, request, callback, callback_args, callback_kwargs):
        print('Nextmiddle process_view')
    def process_exception(self, request, exception):
        pass
    def process_response(self, request, response):
        print('Nextmiddle process_response')
        return response

2.2、注册中间件

MIDDLEWARE_CLASSES = [
    'django.middleware.security.SecurityMiddleware',
    'django.contrib.sessions.middleware.SessionMiddleware',
    'django.middleware.common.CommonMiddleware',
   # 'django.middleware.csrf.CsrfViewMiddleware',
    'django.contrib.auth.middleware.AuthenticationMiddleware',
    'django.contrib.auth.middleware.SessionAuthenticationMiddleware',
    'django.contrib.messages.middleware.MessageMiddleware',
    'django.middleware.clickjacking.XFrameOptionsMiddleware',
    'middleware.middle.Testmiddle',
    'middleware.middle.Nextmiddle',
]

2.3、测试使用url和views

from app01 import views
urlpatterns = [
    url(r'^admin/', admin.site.urls),
    url(r'^index/$', views.index),

]

def index(request):
    print 'This app01 Views.index'
    return HttpResponse('OK')

2.4、查看输出结果：

'''
Testmiddle process_request
Nextmiddle process_request
Testmiddle process_view
Nextmiddle process_view
This app01 Views.index
Nextmiddle process_response
Testmiddle process_response
'''

从输出结果可以看出：

他是先执行Testmiddle 的request 方法又执行了Nextmiddle的 process_request方法。。。。

2.5、原理：

当请求进来了到达中间件

去settings里面找到MIDDLEWARE_CLASSES，MIDDLEWARE_CLASSES是一个元组

有4个列表：

process_request_lsit = []
process_view_list = []
process_response_list = []
然后他循环MIDDLEWARE_CLASSES这个类：
for 类 in MIDDLEWARE_CLASSES：
　　obj = 类()
　　if obj里有process_request方法：
　　　　process_request_lsit.append(obj.process_request)

然后循环后后执行：

for i in process_request_list:
　　i() #加括号执行方法

for i in process_view_list:
    i() 
    ............

3、中间件的流程梳理

首先看下自定义的中间件中的process_response方法他是有返回值的其他的是没有返回值的。这个return response是什么呢？

这个response就是咱们自定义的views.index返回的结果！

def process_response(self, request, response):
        print( 'Testmiddle process_response')
        return response

如果在其他的没有返回值得，仅有process_response有返回值得话他的请求流程是这样的：

但是如果在process_request或者process_view又返回值得话那么流程就完全不一样了！

举例：如果有m1和m2两个中间件,如果我在m1中的request方法中设置了，如果访问为1.1.1.1那么返回要一个404，那么他的访问流程是这样的：

process_exception  什么时候触发呢？咱们定义的views.index出错的时候他就会捕捉到然后执行咱们定义的process_exception方法如下图：

缓存

由于Django是动态网站，所有每次请求均会去数据进行相应的操作，当程序访问量大时，耗时必然会更加明显，最简单解决方式是使用：缓存，缓存将一个某个views的返回值保存至内存或者memcache中，5分钟内再有人来访问时，则不再去执行view中的操作，而是直接从内存或者Redis中之前缓存的内容拿到，并返回。

举个例子来说：如果访问量比较大的时候，有很多相同的操作比如：有时候请求的数据比如访问同一条数据，或者同一个页面的时候，其实是没必要的。

Django支持，mysql，Redis、Memecache、文件的方式做缓存，并且可以设置超时时间。

Django中提供了6种缓存方式：

• 开发调试
• 内存
• 文件
• 数据库
• Memcache缓存（python-memcached模块）
• Memcache缓存（pylibmc模块）

1、配置

a、开发调试

# 此为开始调试用，实际内部不做任何操作
    # 配置：
        CACHES = {
            'default': {
                'BACKEND': 'django.core.cache.backends.dummy.DummyCache',     # 引擎
                'TIMEOUT': 300,                                               # 缓存超时时间（默认300，None表示永不过期，0表示立即过期）
                'OPTIONS':{
                    'MAX_ENTRIES': 300,                                       # 最大缓存个数（默认300）
                    'CULL_FREQUENCY': 3,                                      # 缓存到达最大个数之后，剔除缓存个数的比例，即：1/CULL_FREQUENCY（默认3）
                },
                'KEY_PREFIX': '',                                             # 缓存key的前缀（默认空）
                'VERSION': 1,                                                 # 缓存key的版本（默认1）
                'KEY_FUNCTION' 函数名                                          # 生成key的函数（默认函数会生成为：【前缀:版本:key】）
            }
        }


    # 自定义key
    def default_key_func(key, key_prefix, version):
        """
        Default function to generate keys.

        Constructs the key used by all other methods. By default it prepends
        the `key_prefix'. KEY_FUNCTION can be used to specify an alternate
        function with custom key making behavior.
        """
        return '%s:%s:%s' % (key_prefix, version, key)

    def get_key_func(key_func):
        """
        Function to decide which key function to use.

        Defaults to ``default_key_func``.
        """
        if key_func is not None:
            if callable(key_func):
                return key_func
            else:
                return import_string(key_func)
        return default_key_func

b、内存

  # 此缓存将内容保存至内存的变量中
    # 配置：
        CACHES = {
            'default': {
                'BACKEND': 'django.core.cache.backends.locmem.LocMemCache',
                'LOCATION': 'unique-snowflake',
            }
        }

    # 注：其他配置同开发调试版本

c、文件

  # 此缓存将内容保存至文件
    # 配置：

        CACHES = {
            'default': {
                'BACKEND': 'django.core.cache.backends.filebased.FileBasedCache',
                'LOCATION': '/var/tmp/django_cache',
            }
        }
    # 注：其他配置同开发调试版本

d、数据库

 # 此缓存将内容保存至数据库

    # 配置：
        CACHES = {
            'default': {
                'BACKEND': 'django.core.cache.backends.db.DatabaseCache',
                'LOCATION': 'my_cache_table', # 数据库表
            }
        }

    # 注：执行创建表命令 python manage.py createcachetable

　　

e、Memcache缓存（python-memcached模块）

# 此缓存使用python-memcached模块连接memcache

    CACHES = {
        'default': {
            'BACKEND': 'django.core.cache.backends.memcached.MemcachedCache',
            'LOCATION': '127.0.0.1:11211',
        }
    }

    CACHES = {
        'default': {
            'BACKEND': 'django.core.cache.backends.memcached.MemcachedCache',
            'LOCATION': 'unix:/tmp/memcached.sock',
        }
    }   

    CACHES = {
        'default': {
            'BACKEND': 'django.core.cache.backends.memcached.MemcachedCache',
            'LOCATION': [
                '172.19.26.240:11211',
                '172.19.26.242:11211',
            ]
        }
    }

f、Memcache缓存（pylibmc模块）

 # 此缓存使用pylibmc模块连接memcache
    
    CACHES = {
        'default': {
            'BACKEND': 'django.core.cache.backends.memcached.PyLibMCCache',
            'LOCATION': '127.0.0.1:11211',
        }
    }

    CACHES = {
        'default': {
            'BACKEND': 'django.core.cache.backends.memcached.PyLibMCCache',
            'LOCATION': '/tmp/memcached.sock',
        }
    }   

    CACHES = {
        'default': {
            'BACKEND': 'django.core.cache.backends.memcached.PyLibMCCache',
            'LOCATION': [
                '172.19.26.240:11211',
                '172.19.26.242:11211',
            ]
        }
    }

2、应用

a. 全站使用

 使用中间件，经过一系列的认证等操作，如果内容在缓存中存在，则使用FetchFromCacheMiddleware获取内容并返回给用户，当返回给用户之前，判断缓存中是否已经存在，如果不存在则UpdateCacheMiddleware会将缓存保存至缓存，从而实现全站缓存

    MIDDLEWARE = [
        'django.middleware.cache.UpdateCacheMiddleware',
        # 其他中间件...
        'django.middleware.cache.FetchFromCacheMiddleware',
    ]

    CACHE_MIDDLEWARE_ALIAS = ""
    CACHE_MIDDLEWARE_SECONDS = ""
    CACHE_MIDDLEWARE_KEY_PREFIX = ""

b. 单独视图缓存

方式一：
from django.views.decorators.cache import cache_page

# #这里设置的是 60秒 * 15 ,15分钟之后
@cache_page(60 * 15)
def my_view(request):
    ...


方式二：
from django.views.decorators.cache import cache_page

urlpatterns = [
    url(r'^foo/([0-9]{1,2})/$', cache_page(60 * 15)(my_view)),
]

　　

c、局部视图使用

  a. 引入TemplateTag

        {% load cache %}

    b. 使用缓存

        {% cache 5000 缓存key %}
            缓存内容
        {% endcache %}

　　

信号

 Django中提供了“信号调度”，用于在框架执行操作时解耦。通俗来讲，就是一些动作发生的时候，信号允许特定的发送者去提醒一些接受者。

 1.Django内置信号

Model signals
    pre_init                    # django的modal执行其构造方法前，自动触发
    post_init                   # django的modal执行其构造方法后，自动触发
    pre_save                    # django的modal对象保存前，自动触发
    post_save                   # django的modal对象保存后，自动触发
    pre_delete                  # django的modal对象删除前，自动触发
    post_delete                 # django的modal对象删除后，自动触发
    m2m_changed                 # django的modal中使用m2m字段操作第三张表（add,remove,clear）前后，自动触发
    class_prepared              # 程序启动时，检测已注册的app中modal类，对于每一个类，自动触发
Management signals
    pre_migrate                 # 执行migrate命令前，自动触发
    post_migrate                # 执行migrate命令后，自动触发
Request/response signals
    request_started             # 请求到来前，自动触发
    request_finished            # 请求结束后，自动触发
    got_request_exception       # 请求异常后，自动触发
Test signals
    setting_changed             # 使用test测试修改配置文件时，自动触发
    template_rendered           # 使用test测试渲染模板时，自动触发
Database Wrappers
    connection_created          # 创建数据库连接时，自动触发

对于Django内置信号，仅需注册指定信号，当程序执行响应操作时，自动触发注册函数：

    from django.core.signals import request_finished
    from django.core.signals import request_started
    from django.core.signals import got_request_exception

    from django.db.models.signals import class_prepared
    from django.db.models.signals import pre_init, post_init
    from django.db.models.signals import pre_save, post_save
    from django.db.models.signals import pre_delete, post_delete
    from django.db.models.signals import m2m_changed
    from django.db.models.signals import pre_migrate, post_migrate

    from django.test.signals import setting_changed
    from django.test.signals import template_rendered

    from django.db.backends.signals import connection_created


    def callback(sender, **kwargs):
        print("xxoo_callback")
        print(sender,kwargs)

    xxoo.connect(callback)
    # xxxoo指上述导入的模块函数的内容

装饰器信号（局部信号注册）

from django.core.signals import request_finished
##传入信号参数
from django.dispatch import receiver

receiver #调用这个方法，传入信号参数
@receiver(request_finished)
def my_callback(sender, **kwargs):
    print("Request finished!")

2、自定义信号

a.定义信号（一般放在__init__文件中）

import django.dispatch
pizza_done = django.dispatch.Signal(providing_args=["toppings", "size"])

#providing_args=["toppings", "size"] 这是传入参数可以随便改，触发时对应上就可以

b. 注册信号

def callback(sender, **kwargs):
    print("callback")
    print(sender,kwargs)
 
###callback  这个函数名是固定的不可以改

pizza_done.connect(callback)

c. 触发信号

from 路径 import pizza_done
 
pizza_done.send(sender='seven',toppings=123, size=456)

##sender 调用者

由于内置信号的触发者已经集成到Django中，所以其会自动调用，而对于自定义信号则需要开发者在任意位置触发。

小案例

settings.py   ##装在mysql

DATABASES = {
    'default': {
    'ENGINE': 'django.db.backends.mysql',
    'NAME':'day824',
    'USER': 'root',
    'PASSWORD': '*****',
    'HOST': '',
    'PORT': '',
    }
}



models.py

from django.db import models

class UserInfo(models.Model):  ##创建表
    name =models.CharField(max_length=64) #

# python manage.py makemigrations
# python manage.py migrate




__init__里面导入

import pymysql
pymysql.install_as_MySQLdb()


django.py 下面的__init__方法  ，每次初始化progect时执行信号的注册，

from django.db.models.signals import pre_save, post_save #导入信号
每次执行modal操作前pre_save 执行后 post_save 


##sender 调用者
def callback(sender,**kwargs):  ##modal对象保存前执行这个函数，
    print('pre_save_callback')
    print(sender,kwargs)

def callback1(sender, **kwargs):  ##modal对象保存后执行这个函数，
    print('poost_save_callback')
    print(sender,kwargs)

pre_save.connect(callback)  #调用函数
post_save.connect(callback) #调用函数


views.py

def cache3(request):
    t = time.time()
    print('befo')
    UserInfo.objects.create(name='alex')
    print('afte')
    return render(request,'cache3.html',{'t':t})



执行结果：

befo 
pre_save_callback  ##调用执行前的结果
<class 'app1.models.UserInfo'> {'instance': <UserInfo: UserInfo object>, 'raw': False, 'using': 'default', 'update_fields': None, 'signal': <django.db.models.signals.ModelSignal object at 0x02B3C3B0>}
pre_save_callback##调用执行前的结果
<class 'app1.models.UserInfo'> {'instance': <UserInfo: UserInfo object>, 'raw': False, 'update_fields': None, 'signal': <django.db.models.signals.ModelSignal object at 0x02B3C410>, 'using': 'default', 'created': True}
afte

　　

缓存文件小案例

urls.py  ##配置路由

from app1 import views
urlpatterns = [
    url(r'^cache3/',views.cache3),
]


先得配置 settings.py


CACHES ={
    'default':{
        'BACKEND':'django.core.cache.backends.filebased.FileBasedCache',
        'LOCATION':os.path.join(BASE_DIR,'file') ##缓存存放的位置
    }
}

 views.py

def cache3(request):
    t = time.time() #时间戳
    return render(request,'cache3.html',{'t':t}) 


cache3.html

{% load cache %}
{# 导入 cache #}
<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
    <meta charset="UTF-8">
    <title>Title</title>
</head>
<body>
{{ t }}
{#普通时间戳 #}
<hr />
{% cache 10 nnn %}
{#    缓存的数据 #}
    {{ t }}
{% endcache %}
</body>
</html>

跨站请求伪造

一、简介

django为用户实现防止跨站请求伪造的功能，通过中间件 django.middleware.csrf.CsrfViewMiddleware 来完成。而对于django中设置防跨站请求伪造功能有分为全局和局部。在表单应用中，必须加上证书才可以访问，{% csrf_token %}

全局：

　　中间件 django.middleware.csrf.CsrfViewMiddleware

局部：

注：这里得导入模块

　　from django.views.decorators.csrf import csrf_exempt,csrf_protect

• @csrf_protect，为当前函数强制设置防跨站请求伪造功能，即便settings中没有设置全局中间件，传入任何POST请求都可以通过。
• @csrf_exempt，取消当前函数防跨站请求伪造功能，即便settings中设置了全局中间件，任何POST请求都不通过。

二、应用

1、普通表单

veiw中设置返回值：
　　return render_to_response('Account/Login.html',data,context_instance=RequestContext(request))　　
     或者
     return render(request, 'xxx.html', data)
  
html中设置Token:
　　{% csrf_token %}   //设置证书

2、Ajax

对于传统的form，可以通过表单的方式将token再次发送到服务端，而对于ajax的话，使用如下方式。

view.py

from django.template.context import RequestContext
#通常我们用的都是render ，render可以生成token字符串，
#render_to_response 无法生成token字符串，导入RequestContext 就可以生成token字符串
# Create your views here.
  
  
def test(request):
  
    if request.method == 'POST':
        print request.POST
        return HttpResponse('ok')
    return  render_to_response('app01/test.html',context_instance=RequestContext(request))

text.html

<!DOCTYPE html>
<html>
<head lang="en">
    <meta charset="UTF-8">
    <title></title>
</head>
<body>
    {% csrf_token %}
  
    <input type="button" onclick="Do();"  value="Do it"/>
  
    <script src="/static/plugin/jquery/jquery-1.8.0.js"></script>
    <script src="/static/plugin/jquery/jquery.cookie.js"></script>
    <script type="text/javascript">
        var csrftoken = $.cookie('csrftoken');
  
        function csrfSafeMethod(method) {
            // these HTTP methods do not require CSRF protection
            return (/^(GET|HEAD|OPTIONS|TRACE)$/.test(method));
        }
        $.ajaxSetup({
            beforeSend: function(xhr, settings) {
                if (!csrfSafeMethod(settings.type) && !this.crossDomain) {
                    xhr.setRequestHeader("X-CSRFToken", csrftoken);
                }
            }
        });
        function Do(){
  
            $.ajax({
                url:"/app01/test/",
                data:{id:1},
                type:'POST',
                success:function(data){
                    console.log(data);
                }
            });
  
        }
    </script>
</body>
</html>

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