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  • python框架之Flask(2)-路由和视图&Session

    路由和视图

    这一波主要是通过看源码加深对 Flask 中路由和视图的了解，可以先回顾一下装饰器的知识：【装饰器函数与进阶】

    路由设置的两种方式

    # 示例代码
from flask import Flask

app = Flask(__name__)


@app.route('/index')
def index():
    return 'index'


if __name__ == '__main__':
    app.run()

    直接看上面代码，在 index 方法上通过装饰器 @app.route('/index') 就建立路由 '/index' 和方法 index 的对应关系。

    查看 app.route 的源码：

    1 def route(self, rule, **options):
2     def decorator(f):
3         endpoint = options.pop('endpoint', None)
4         self.add_url_rule(rule, endpoint, f, **options)
5         return f
6 
7     return decorator
    flask.app.Flask.route

    在上述示例中， rule 就是我们自定义的路由参数 '/index' ； endpoint 就是终结点参数（用来反向生成 url），这里我们没传；而 f 实际上就是该装饰器所装饰的函数，在这里也就是 index 函数。其实到这里就可以断定，该装饰器实际上就是通过第 4 行的 add_url_rule 函数来建立路由和视图的对应关系。我们可以测试：

    from flask import Flask

app = Flask(__name__)


def index():
    return 'index'


app.add_url_rule('/index', view_func=index)

if __name__ == '__main__':
    app.run()

    在这里我去掉了 index 函数的装饰器，而直接通过 app.add_url_rule 函数建立路由 '/index' 和 index 函数的对应关系，正常访问。

    endpoint

    接着看 app.add_url_rule 函数做了什么：

     1 @setupmethod
 2 def add_url_rule(self, rule, endpoint=None, view_func=None, provide_automatic_options=None, **options):
 3     if endpoint is None:
 4         endpoint = _endpoint_from_view_func(view_func)
 5     options['endpoint'] = endpoint
 6     methods = options.pop('methods', None)
 7 
 8     if methods is None:
 9         methods = getattr(view_func, 'methods', None) or ('GET',)
10     if isinstance(methods, string_types):
11         raise TypeError('Allowed methods have to be iterables of strings, '
12                         'for example: @app.route(..., methods=["POST"])')
13     methods = set(item.upper() for item in methods)
14 
15     required_methods = set(getattr(view_func, 'required_methods', ()))
16 
17     if provide_automatic_options is None:
18         provide_automatic_options = getattr(view_func,
19                                             'provide_automatic_options', None)
20 
21     if provide_automatic_options is None:
22         if 'OPTIONS' not in methods:
23             provide_automatic_options = True
24             required_methods.add('OPTIONS')
25         else:
26             provide_automatic_options = False
27 
28     methods |= required_methods
29 
30     rule = self.url_rule_class(rule, methods=methods, **options)
31     rule.provide_automatic_options = provide_automatic_options
32 
33     self.url_map.add(rule)
34     if view_func is not None:
35         old_func = self.view_functions.get(endpoint)
36         if old_func is not None and old_func != view_func:
37             raise AssertionError('View function mapping is overwriting an '
38                                  'existing endpoint function: %s' % endpoint)
39         self.view_functions[endpoint] = view_func
    flask.app.Flask.add_url_rule

    看 3、4、5 行，在示例中我们并没有传入 endpoint 参数，所以 endpoint 在第 3 行肯定是 None。接着执行第 4 行，查看 _endpoint_from_view_func 方法：

    1 def _endpoint_from_view_func(view_func):
2     assert view_func is not None, 'expected view func if endpoint ' 
3                                   'is not provided.'
4     return view_func.__name__
    flask.helpers._endpoint_from_view_func

    看第 4 行的返回值是视图函数的函数名称，所以当不传 endpoint 参数时， endpoint 的值就是视图函数的函数名称。

    继续看 flask.app.Flask.add_url_rule 函数的 34-39 行， 39 行做的就是每次装饰器执行时，就会把装饰器当前装饰的函数当做值， endpoint 当做 key ，放入 view_functions 这个字典中。而从 35-38 行可以看到，如果一个新的视图函数的 endpoint 已经存在 view_functions 中，但这个函数又与 endpoint 之前对应的视图函数不是同一个函数，就会产生 37 行错误。所以我们要保证每个视图函数对应的 endpoint 不重复。

    app.route的参数

    除了我们已经熟悉的 rule 和 view_func ，它还可传如下参数：

    • defaults

      默认值，当URL中无参数，但函数需要参数时，可以使用 defaults={'k':'v'} 为函数提供参数。

    • endpoint

      名称，用于反向生成 URL，即：  url_for('endpoint') 。

    • methods

      允许的请求方式，如： methods=["GET","POST"] 。

    • strict_slashes

      对 URL 最后的 '/' 符号是否严格要求。

      @app.route('/index',strict_slashes=False) # 访问 http://www.xx.com/index/ 或 http://www.xx.com/index均可                                           
@app.route('/index',strict_slashes=True) # 仅访问 http://www.xx.com/index

    • redirect

      重定向到指定地址。

      @app.route('/index/<int:nid>', redirect_to='/home/<nid>')
def index():
    return 'index'

    • subdomain

      子域名访问。

      from flask import Flask

app = Flask(import_name=__name__)
app.config['SERVER_NAME'] = 'zze.com:5000'


@app.route("/", subdomain="admin")  # admin.zze.com:5000
def admin_index():
    return "admin"


@app.route("/", subdomain="guest")  # guest.zze.com:5000
def guest_index():
    return "guest"


@app.route("/dynamic", subdomain="<username>")  # http://test.zze.com:5000/dynamic
def dynamic_index(username):
    return username


if __name__ == '__main__':
    app.run()

    CBV

    from flask import Flask, views

app = Flask(__name__)


class TestView(views.MethodView):
    methods = ['GET']  # 只支持 GET 请求
    decorators = []  # 批量加上装饰器

    def get(self, *args, **kwargs):
        return 'GET'

    def post(self, *args, **kwargs):
        return 'POST'


app.add_url_rule('/test', None, TestView.as_view('test'))  # as_view 的参数就是 endpoint

if __name__ == '__main__':
    app.run()

    它的实现其实和 Django 中的 CBV 实现很相似，源码就不细说了。

    正则匹配URL

    from flask import Flask, views, url_for
from werkzeug.routing import BaseConverter

app = Flask(import_name=__name__)


# 自定制类
class RegexConverter(BaseConverter):
    """
    自定义URL匹配正则表达式
    """

    def __init__(self, map, regex):
        super(RegexConverter, self).__init__(map)
        self.regex = regex

    def to_python(self, value):
        """
        路由匹配时，匹配成功后传递给视图函数中参数的值
        :param value:
        :return:
        """
        return int(value)

    def to_url(self, value):
        """
        使用url_for反向生成URL时，传递的参数经过该方法处理，返回的值用于生成URL中的参数
        :param value:
        :return:
        """
        val = super(RegexConverter, self).to_url(value)
        return val


# 注册到 flask 的转换器中
app.url_map.converters['regex'] = RegexConverter


# 使用
@app.route('/index/<regex("d+"):nid>')
def index(nid):
    print(url_for('index', nid='888'))
    return 'Index'


if __name__ == '__main__':
    app.run()

    Session

    源码

    首先我们要知道 Flask 初执行是会经过 flask.app.Flask.__call__ 方法的，可以参考【Flask 的入口】。

    def __call__(self, environ, start_response):
    # environ ：请求相关所有数据
    # start_response ：用于设置响应相关数据
    return self.wsgi_app(environ, start_response)

    再查看 wsgi_app 方法：

     1 def wsgi_app(self, environ, start_response):
 2     '''
 3     获取environ并对其进行封装
 4     从environ中获取名为session的cookie，解密并反序列化
 5     放入请求上下文
 6     '''
 7     ctx = self.request_context(environ)
 8     error = None
 9     try:
10         try:
11             ctx.push()
12             '''
13             执行视图函数
14             '''
15             response = self.full_dispatch_request()
16         except Exception as e:
17             error = e
18             response = self.handle_exception(e)
19         except:
20             error = sys.exc_info()[1]
21             raise
22         return response(environ, start_response)
23     finally:
24         if self.should_ignore_error(error):
25             error = None
26         '''
27         获取session，解密并序列化，写入cookie
28         清空请求上下文
29         '''
30         ctx.auto_pop(error)
    flask.app.Flask.wsgi_app

    environ 是请求相关信息，第 7 行将 environ 传入 request_context 方法，看一下：

    1 def request_context(self, environ):
2     return RequestContext(self, environ)
    flask.app.Flask.request_context

    可以看到它的返回值就是以 environ 为构造参数传入 RequestContext 类中的一个实例，看一下它初始化时做了什么：

     1 def __init__(self, app, environ, request=None):
 2     self.app = app
 3     if request is None:
 4         request = app.request_class(environ)
 5     self.request = request
 6     self.url_adapter = app.create_url_adapter(self.request)
 7     self.flashes = None
 8     self.session = None
 9 
10     self._implicit_app_ctx_stack = []
11 
12     self.preserved = False
13 
14     self._preserved_exc = None
15 
16     self._after_request_functions = []
17 
18     self.match_request()
    flask.ctx.RequestContext.__init__

    看 3-8 行， environ 传入 request_class 方法中返回一个 request 实例，赋值给 self ，并在第 8 行给 self 新增一个 session 属性并赋值为 None 。而最终这个 self 在 flask.app.Flask.wsgi_app 的第 7 行赋值给 ctx 。总结一下就是在执行完 flask.app.Flask.wsgi_app 的第 7 行后， ctx 被赋值为 RequestContext 的一个实例，且这个实例中存在了将 environ 再次封装的属性 request 和一个为 None 的属性 session 。

    接着看到 flask.app.Flask.wsgi_app 中的第 11 行，查看 push 方法：

     1 def push(self):
 2     top = _request_ctx_stack.top
 3     if top is not None and top.preserved:
 4         top.pop(top._preserved_exc)
 5 
 6     app_ctx = _app_ctx_stack.top
 7     if app_ctx is None or app_ctx.app != self.app:
 8         app_ctx = self.app.app_context()
 9         app_ctx.push()
10         self._implicit_app_ctx_stack.append(app_ctx)
11     else:
12         self._implicit_app_ctx_stack.append(None)
13 
14     if hasattr(sys, 'exc_clear'):
15         sys.exc_clear()
16 
17     _request_ctx_stack.push(self)
18 
19     if self.session is None:
20         session_interface = self.app.session_interface
21         self.session = session_interface.open_session(
22             self.app, self.request
23         )
24 
25         if self.session is None:
26             self.session = session_interface.make_null_session(self.app)
    flask.ctx.RequestContext.push

    直接看 19-26 行。如果 session 为空，就将传入 app 和 request 参数执行 session_interface 的 open_session 方法的返回值赋给 session ，而此时这个 session_interface 默认就是 flask.sessions.SecureCookieSessionInterface 类的实例，查看其 open_session 方法：

     1 def open_session(self, app, request):
 2     s = self.get_signing_serializer(app)
 3     if s is None:
 4         return None
 5     val = request.cookies.get(app.session_cookie_name)
 6     if not val:
 7         return self.session_class()
 8     max_age = total_seconds(app.permanent_session_lifetime)
 9     try:
10         data = s.loads(val, max_age=max_age)
11         return self.session_class(data)
12     except BadSignature:
13         return self.session_class()
    flask.sessions.SecureCookieSessionInterface.open_session

    看第 5 行是从 cookie 中取一个键为 app.session_cookie_name 的值，而这个键的默认值就是 'session' ，可在配置文件中配置（点击查看配置文件默认配置参数）。紧接着就将这个值反序列化传入 session_class 并返回 session_class 的实例，而 session_class 对应的是类 flask.sessions.SecureCookieSession 。所以在上面 flask.ctx.RequestContext.push 方法中 21 行 self.session 的值就是 flask.sessions.SecureCookieSession 的实例。也就是在上面 flask.app.Flask.wsgi_app 的 11 行执行之后， ctx 的 session 就有值了。

    接着看 flask.app.Flask.wsgi_app 的第 15 行，这行就是通过 full_dispatch_request 方法来完成执行视图函数和部分请求的收尾操作：

     1 def full_dispatch_request(self):
 2     self.try_trigger_before_first_request_functions()
 3     try:
 4         request_started.send(self)
 5         rv = self.preprocess_request()
 6         if rv is None:
 7             rv = self.dispatch_request()
 8     except Exception as e:
 9         rv = self.handle_user_exception(e)
10     return self.finalize_request(rv)
    flask.app.Flask.full_dispatch_request

    看第 10 行，在完成了上面视图函数相关操作后，通过 finalize_request 方法完成请求收尾操作：

     1 def finalize_request(self, rv, from_error_handler=False):
 2     response = self.make_response(rv)
 3     try:
 4         response = self.process_response(response)
 5         request_finished.send(self, response=response)
 6     except Exception:
 7         if not from_error_handler:
 8             raise
 9         self.logger.exception('Request finalizing failed with an '
10                               'error while handling an error')
11     return response
    flask.app.Flask.finalize_request

    再看到第 4 行的 process_response 方法，这个方法如其名，就是用来处理响应相关信息：

     1 def process_response(self, response):
 2     ctx = _request_ctx_stack.top
 3     bp = ctx.request.blueprint
 4     funcs = ctx._after_request_functions
 5     if bp is not None and bp in self.after_request_funcs:
 6         funcs = chain(funcs, reversed(self.after_request_funcs[bp]))
 7     if None in self.after_request_funcs:
 8         funcs = chain(funcs, reversed(self.after_request_funcs[None]))
 9     for handler in funcs:
10         response = handler(response)
11     if not self.session_interface.is_null_session(ctx.session):
12         self.session_interface.save_session(self, ctx.session, response)
13     return response
    flask.app.process_response

    直接看 11、12 行，当 session 不为空时，调用 session_interface.save_session 方法，而 session_interface 就是上面执行 open_session 方法的 flask.sessions.SecureCookieSessionInterface 类实例。

     1 def save_session(self, app, session, response):
 2     domain = self.get_cookie_domain(app)
 3     path = self.get_cookie_path(app)
 4 
 5     if not session:
 6         if session.modified:
 7             response.delete_cookie(
 8                 app.session_cookie_name,
 9                 domain=domain,
10                 path=path
11             )
12 
13         return
14 
15     if session.accessed:
16         response.vary.add('Cookie')
17 
18     if not self.should_set_cookie(app, session):
19         return
20 
21     httponly = self.get_cookie_httponly(app)
22     secure = self.get_cookie_secure(app)
23     samesite = self.get_cookie_samesite(app)
24     expires = self.get_expiration_time(app, session)
25     val = self.get_signing_serializer(app).dumps(dict(session))
26     response.set_cookie(
27         app.session_cookie_name,
28         val,
29         expires=expires,
30         httponly=httponly,
31         domain=domain,
32         path=path,
33         secure=secure,
34         samesite=samesite
35     )
    flask.sessions.SecureCookieSessionInterface.save_session

    看 25-35 行，会发现最后又将 session 序列化，再次写入 cookie 。

    得出结论：当请求刚到来时，flask 读取 cookie 中 session 对应的值，并将该值解密并反序列化成字典，放入内存以便视图函数使用；当请求结束时，flask 会读取内存中字典的值，进行序列化和加密，再写入到 cookie 中。

    第三方session

    • 使用

       1 from flask import Flask, request, session, redirect
 2 from flask.sessions import SecureCookieSessionInterface
 3 from flask_session import Session
 4 from redis import Redis
 5 
 6 app = Flask(__name__)
 7 app.debug = True
 8 
 9 
10 app.config['SESSION_REDIS'] = Redis(host='127.0.0.1', port='6379', password='1234')
11 # 设置 session 类型
12 app.config['SESSION_TYPE'] = 'redis'
13 # 设置 根据 session 类型设置 app.session_interface
14 Session(app)
15 
16 
17 @app.route('/login')
18 def login():
19     session['username'] = 'zze'
20     return 'success'
21 
22 
23 app.run()

    • 源码

      通过上面的源码部分已经知道了，flask 中的 session 存取就是通过 app.session_interface 来完成的，默认 app.session_interface = SecureCookieSessionInterface() ，而我们只要修改这一部分，让其存取是通过 redis 就 ok 了。查看 14 行 Session 类：

       1 class Session(object):
 2     def __init__(self, app=None):
 3         self.app = app
 4         if app is not None:
 5             self.init_app(app)
 6 
 7     def init_app(self, app):
 8         app.session_interface = self._get_interface(app)
 9 
10     def _get_interface(self, app):
11         config = app.config.copy()
12         config.setdefault('SESSION_TYPE', 'null')
13         config.setdefault('SESSION_PERMANENT', True)
14         config.setdefault('SESSION_USE_SIGNER', False)
15         config.setdefault('SESSION_KEY_PREFIX', 'session:')
16         config.setdefault('SESSION_REDIS', None)
17         config.setdefault('SESSION_MEMCACHED', None)
18         config.setdefault('SESSION_FILE_DIR',
19                           os.path.join(os.getcwd(), 'flask_session'))
20         config.setdefault('SESSION_FILE_THRESHOLD', 500)
21         config.setdefault('SESSION_FILE_MODE', 384)
22         config.setdefault('SESSION_MONGODB', None)
23         config.setdefault('SESSION_MONGODB_DB', 'flask_session')
24         config.setdefault('SESSION_MONGODB_COLLECT', 'sessions')
25         config.setdefault('SESSION_SQLALCHEMY', None)
26         config.setdefault('SESSION_SQLALCHEMY_TABLE', 'sessions')
27 
28         if config['SESSION_TYPE'] == 'redis':
29             session_interface = RedisSessionInterface(
30                 config['SESSION_REDIS'], config['SESSION_KEY_PREFIX'],
31                 config['SESSION_USE_SIGNER'], config['SESSION_PERMANENT'])
32         elif config['SESSION_TYPE'] == 'memcached':
33             session_interface = MemcachedSessionInterface(
34                 config['SESSION_MEMCACHED'], config['SESSION_KEY_PREFIX'],
35                 config['SESSION_USE_SIGNER'], config['SESSION_PERMANENT'])
36         elif config['SESSION_TYPE'] == 'filesystem':
37             session_interface = FileSystemSessionInterface(
38                 config['SESSION_FILE_DIR'], config['SESSION_FILE_THRESHOLD'],
39                 config['SESSION_FILE_MODE'], config['SESSION_KEY_PREFIX'],
40                 config['SESSION_USE_SIGNER'], config['SESSION_PERMANENT'])
41         elif config['SESSION_TYPE'] == 'mongodb':
42             session_interface = MongoDBSessionInterface(
43                 config['SESSION_MONGODB'], config['SESSION_MONGODB_DB'],
44                 config['SESSION_MONGODB_COLLECT'],
45                 config['SESSION_KEY_PREFIX'], config['SESSION_USE_SIGNER'],
46                 config['SESSION_PERMANENT'])
47         elif config['SESSION_TYPE'] == 'sqlalchemy':
48             session_interface = SqlAlchemySessionInterface(
49                 app, config['SESSION_SQLALCHEMY'],
50                 config['SESSION_SQLALCHEMY_TABLE'],
51                 config['SESSION_KEY_PREFIX'], config['SESSION_USE_SIGNER'],
52                 config['SESSION_PERMANENT'])
53         else:
54             session_interface = NullSessionInterface()
55 
56         return session_interface
      flask_session.Session

      执行到第 8 行，可以看到它就是给 app.session_interface 赋值为 self._get_interface(app) ，而这个方法的返回值是根据在上面使用中第 12 行配置的 'SESSION_TYPE' 字段决定的，这里设置的是 'redis' ，所以 self._get_interface(app) 的返回值就为第 82 行的 RedisSessionInterface 实例。
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