Flask从入门到精通之大型程序的结构一

　　尽管在单一脚本中编写小型Web 程序很方便，但这种方法并不能广泛使用。程序变复杂后，使用单个大型源码文件会导致很多问题。不同于大多数其他的Web 框架，Flask 并不强制要求大型项目使用特定的组织方式，程序结构的组织方式完全由开发者决定。在本节，我们将介绍一种使用包和模块组织大型程序的方式。

一.项目结构

　　Flask 程序的基本结构如下所示：　　

|-blogs
    |-app/
        |-templates/
        |-static/
        |-main/
            |-__init__.py
            |-errors.py
            |-forms.py
            |-views.py
        |-__init__.py
        |-email.py
        |-models.py
    |-migrations/
    |-tests/
        |-__init__.py
        |-test*.py
    |-venv/
|-requirements.txt
|-config.py
|-manage.py

　　这种结构有4 个顶级文件夹：

• 　　Flask程序一般都保存在名为app 的包中
• 　　和之前一样，migrations文件夹包含数据库迁移脚本
• 　　单元测试编写在tests包中
• 　　和之前一样，venv 文件夹包含Python 虚拟环境

　　同时还创建了一些新文件：

• 　　requirements.txt列出了所有依赖包，便于在其他电脑中重新生成相同的虚拟环境
• 　　config.py 存储配置
• 　　manage.py用于启动程序以及其他的程序任务

　　为了帮助你完全理解这个结构，下面几节讲解把前面介绍的hello.py 程序转换成这种结构的过程

二.配置选项

　　程序经常需要设定多个配置。这方面最好的例子就是开发、测试和生产环境要使用不同的数据库，这样才不会彼此影响。我们不再使用hello.py 中简单的字典状结构配置，而使用层次结构的配置类。config.py 文件的内容如下示例所示：

import os
basedir = os.path.abspath(os.path.dirname(__file__))


class Config:
    SECRET_KEY = os.environ.get('SECRET_KEY') or 'hard to guess string'
    MAIL_SERVER = os.environ.get('MAIL_SERVER', 'smtp.googlemail.com')
    MAIL_PORT = int(os.environ.get('MAIL_PORT', '587'))
    MAIL_USE_TLS = os.environ.get('MAIL_USE_TLS', 'true').lower() in 
        ['true', 'on', '1']
    MAIL_USERNAME = os.environ.get('MAIL_USERNAME')
    MAIL_PASSWORD = os.environ.get('MAIL_PASSWORD')
    FLASKY_MAIL_SUBJECT_PREFIX = '[Flasky]'
    FLASKY_MAIL_SENDER = 'Flasky Admin <flasky@example.com>'
    FLASKY_ADMIN = os.environ.get('FLASKY_ADMIN')
    SSL_REDIRECT = False
    SQLALCHEMY_TRACK_MODIFICATIONS = False
    SQLALCHEMY_RECORD_QUERIES = True
    FLASKY_POSTS_PER_PAGE = 20
    FLASKY_FOLLOWERS_PER_PAGE = 50
    FLASKY_COMMENTS_PER_PAGE = 30
    FLASKY_SLOW_DB_QUERY_TIME = 0.5

    @staticmethod
    def init_app(app):
        pass


class DevelopmentConfig(Config):
    DEBUG = True
    SQLALCHEMY_DATABASE_URI = os.environ.get('DEV_DATABASE_URL') or 
        'sqlite:///' + os.path.join(basedir, 'data-dev.sqlite')


class TestingConfig(Config):
    TESTING = True
    SQLALCHEMY_DATABASE_URI = os.environ.get('TEST_DATABASE_URL') or 
        'sqlite://'
    WTF_CSRF_ENABLED = False


class ProductionConfig(Config):
    SQLALCHEMY_DATABASE_URI = os.environ.get('DATABASE_URL') or 
        'sqlite:///' + os.path.join(basedir, 'data.sqlite')

    @classmethod
    def init_app(cls, app):
        Config.init_app(app)

        # email errors to the administrators
        import logging
        from logging.handlers import SMTPHandler
        credentials = None
        secure = None
        if getattr(cls, 'MAIL_USERNAME', None) is not None:
            credentials = (cls.MAIL_USERNAME, cls.MAIL_PASSWORD)
            if getattr(cls, 'MAIL_USE_TLS', None):
                secure = ()
        mail_handler = SMTPHandler(
            mailhost=(cls.MAIL_SERVER, cls.MAIL_PORT),
            fromaddr=cls.FLASKY_MAIL_SENDER,
            toaddrs=[cls.FLASKY_ADMIN],
            subject=cls.FLASKY_MAIL_SUBJECT_PREFIX + ' Application Error',
            credentials=credentials,
            secure=secure)
        mail_handler.setLevel(logging.ERROR)
        app.logger.addHandler(mail_handler)


class HerokuConfig(ProductionConfig):
    SSL_REDIRECT = True if os.environ.get('DYNO') else False

    @classmethod
    def init_app(cls, app):
        ProductionConfig.init_app(app)

        # handle reverse proxy server headers
        from werkzeug.contrib.fixers import ProxyFix
        app.wsgi_app = ProxyFix(app.wsgi_app)

        # log to stderr
        import logging
        from logging import StreamHandler
        file_handler = StreamHandler()
        file_handler.setLevel(logging.INFO)
        app.logger.addHandler(file_handler)


class DockerConfig(ProductionConfig):
    @classmethod
    def init_app(cls, app):
        ProductionConfig.init_app(app)

        # log to stderr
        import logging
        from logging import StreamHandler
        file_handler = StreamHandler()
        file_handler.setLevel(logging.INFO)
        app.logger.addHandler(file_handler)


class UnixConfig(ProductionConfig):
    @classmethod
    def init_app(cls, app):
        ProductionConfig.init_app(app)

        # log to syslog
        import logging
        from logging.handlers import SysLogHandler
        syslog_handler = SysLogHandler()
        syslog_handler.setLevel(logging.INFO)
        app.logger.addHandler(syslog_handler)


config = {
    'development': DevelopmentConfig,
    'testing': TestingConfig,
    'production': ProductionConfig,
    'heroku': HerokuConfig,
    'docker': DockerConfig,
    'unix': UnixConfig,

    'default': DevelopmentConfig
}

　　基类Config 中包含通用配置，子类分别定义专用的配置。如果需要，你还可添加其他配置类。为了让配置方式更灵活且更安全，某些配置可以从环境变量中导入。例如，SECRET_KEY 的值，这是个敏感信息，可以在环境中设定，但系统也提供了一个默认值，以防环境中没有定义。在3 个子类中，SQLALCHEMY_DATABASE_URI 变量都被指定了不同的值。这样程序就可在不同的配置环境中运行，每个环境都使用不同的数据库。配置类可以定义init_app() 类方法，其参数是程序实例。在这个方法中，可以执行对当前环境的配置初始化。现在，基类Config 中的init_app() 方法为空。在这个配置脚本末尾，config 字典中注册了不同的配置环境，而且还注册了一个默认配置。

三.启动脚本

　　顶级文件夹下的manage.py 文件用于启动程序。脚本内容如下：

#!/usr/bin/env python
import os
from app import create_app, db
from app.models import User, Role
from flask.ext.script import Manager, Shell
from flask.ext.migrate import Migrate, MigrateCommand
app = create_app(os.getenv('FLASK_CONFIG') or 'default')
manager = Manager(app)
migrate = Migrate(app, db)
def make_shell_context():
    return dict(app=app, db=db, User=User, Role=Role)
manager.add_command("shell", Shell(make_context=make_shell_context))
manager.add_command('db', MigrateCommand)
if __name__ == '__main__':
    manager.run()

　　这个脚本先创建程序。如果已经定义了环境变量FLASK_CONFIG，则从中读取配置名；否则使用默认配置。然后初始化Flask-Script、Flask-Migrate 和为Python shell 定义的上下文。出于便利，脚本中加入了shebang 声明，所以在基于Unix 的操作系统中可以通过./manage.py 执行脚本，而不用使用复杂的python manage.py。

四.需求文件

　　程序中必须包含一个requirements.txt 文件，用于记录所有依赖包及其精确的版本号。如果要在另一台电脑上重新生成虚拟环境，这个文件的重要性就体现出来了，例如部署程序时使用的电脑。pip 可以使用如下命令自动生成这个文件：

pip freeze >requirements.txt

　　安装或升级包后，最好更新这个文件。需求文件的内容示例如下：

alembic==0.9.3
bleach==2.0.0
blinker==1.4
click==6.7
dominate==2.3.1
Flask==0.12.2
Flask-Bootstrap==3.3.7.1
Flask-HTTPAuth==3.2.3
Flask-Login==0.4.0
Flask-Mail==0.9.1
Flask-Migrate==2.0.4
Flask-Moment==0.5.1
Flask-PageDown==0.2.2
Flask-SQLAlchemy==2.2
Flask-WTF==0.14.2
html5lib==0.999999999
itsdangerous==0.24
Jinja2==2.9.6
Mako==1.0.7
Markdown==2.6.8
MarkupSafe==1.0
python-dateutil==2.6.1
python-dotenv==0.6.5
python-editor==1.0.3
six==1.10.0
SQLAlchemy==1.1.11
visitor==0.1.3
webencodings==0.5.1
Werkzeug==0.12.2
WTForms==2.1

　　如果你要创建这个虚拟环境的完全副本，可以创建一个新的虚拟环境，并在其上运行以下命令：

pip install -r requirements.txt

五.创建数据库

　　不管从哪里获取数据库URL，都要在新数据库中创建数据表。如果使用Flask-Migrate 跟踪迁移，可使用如下命令创建数据表或者升级到最新修订版本

python manage.py db upgrade