一线Python运维开发带你秒懂Flask框架

相信曾经纠结过这个问题：怎样才能彻底掌握flask?

Flask是一个使用 Python 编写的轻量级 Web 应用框架。其 WSGI 工具箱采用 Werkzeug ，模板引擎则使用 Jinja2 。Flask使用 BSD 授权。

Flask也被称为 “microframework” ，因为它使用简单的核心，用 extension 增加其他功能。Flask没有默认使用的数据库、窗体验证工具。

今天我们邀请到了多年从事Python开发的不动老师，让他为我们带来flask开发的一线实战。

分享开始

大家好，下面现在开始分享flask开发，先看下本次分享的内容:

1、Flask Web框架介绍

Flask是微型web框架，框架本身十分精简，微型并不代表其功能弱，核心代码基于Werkzeug, Jinja 2 这两个库,它以插件形式的进行功能扩展，且插件易于安装与使用，并且可以自行开发扩展插件

与其他web框架类似，flask中请求(request),路由(route),响应(response)构成其完整的一个基本http流程。

2、作为入门flask框架非常易于使用

了解其基本结构后，可以迅速进行MVC开发，或者将其当作后端restfulApi来响应数据。

第一步:我们先来用虚拟环境安装flask

虚拟环境，将当前运行环境完全与系统的python环境进行隔离，这里我们使用pyenv这个库来进行构建环境

以centos系统为例安装虚拟环境:

1、yum install zlib-devel bzip2 bzip2-devel readline-devel sqlite sqlite-devel openssl-devel

2、curl -L https://raw.githubusercontent.com/yyuu/pyenv-installer/master/bin/pyenv-installer

| bash

配置环境变量， 在 ~/.bash_profile里增加如下内容：

1. export PATH="~/.pyenv/bin:$PATH“ 
2.  
3. eval "$(pyenv init -)" 
4.  
5. eval "$(pyenv virtualenv-init -)“  

第二步 ：在生成虚拟环境 激活此pyenv

1、系统中一般自带的python版本是python2.7.10

2、我们自行下载一个python版本是2.7.12

3、使用sohu的镜像源：http://mirrors.sohu.com/python/

找到python版本是2.7.12的包下载到本地

为何需要使用虚拟环境? 因为虚拟环境对于每一个python环境来说是独立开来的，用虚拟环境可以在一台机器上运行多个项目时，每个项目的环境是隔离，不产生依赖。

4、如需其他版本也可以下载对应的版本放到~/.pyenv/cache文件夹下面(cache文件夹假如不存在，自行创建)

5、然后执行 pyenv install 版本号 安装对应的python版本: pyenv install 2.7.12

6、安装2.7.12版本成功后，创建一个目录为完全隔离的python虚拟环境：

pyenv virtualenv 2.7.12 venv27

mkdir -pv virtu

cd virtu pyenv local venv27 cd .. cd virtu 自动激活了venv27环境

第三步: 安装pip

Pip是一个用来安装python第三方库的工具

sudo yum -y install epel-release (安装yum包扩展)

sudo yum –y install pip

使用阿里云的python包加速pip安装

Pip 配置阿里云镜像：

mkdir ~/.pip

vim ~/.pip/pip.conf, 输入以下内容

[global] index-url=http://mirrors.aliyun.com/pypi/simple/

trusted-host=mirrors.aliyun.com

第四步:安装flask:

cd vnvn27 (刚才构建的虚拟环境，切换到了一个完全虚拟环境)

Pip install flask

Pip freeze 列出当前安装的第三方python库以及版本

运行python终端，import flask，可以测试是否安装flask成功

2.0：wsgi规范

Python使用wsgi网关进行Web开发，flask基于wsgi网关，flask中实例的app，也称之为一个wsgi 应用

Wsgi是python中定义的一种网关协议规范，pep333对此的相关解释： https://www.python.org/dev/peps/pep-0333/

from wsgiref.simple_server import make_server

wsgiref包是实现了wsgi标准的一个参考，我们可以用它来进行调试，此包一般用于测试环境，不建议生产环境中使用。

simple_server实现了一个简易的http服务器，我们可以用它来运行一个wsgi应用

2.1:wsgi规范2

下面示例我们可以用wsgiref这个包实现一个简单的wsgi web框架来理解其工作流程：

2.2:wsgi规范3

上面的代码中，我们使用了wsgiref包简易的实现了一个wsgiweb框架，其中我们依据传入的env中获取到url后缀来匹配router字典中对应的处理函数

Env参数是包含了客户端请求的信息和服务端的环境信息，可以将其打印出来，看下其中包含的变量。

Start_response函数作为参数传入runserver应用中，必须要start_response(status,header)来进行响应，它是由网关接口定义的函数。

在上述中可以看出，wsgi的作用是在web服务器和web应用之间的桥梁，web服务器监听将客户端请求转发给实现wsgi规范接口处理，wsgi接将请求进行中转给上层的web应用处理，web应用处理完成并生成响应返回给wsgi接口,然后web服务器将收到的响应返回给客户端。

2.3：一个最基本应用

Flask框架也是依据上面的规范实现的web框架，我们可以看下flask源码中对于上述的封装，不过它做了更高层次的抽象

可以看到flask源码中使用wsgi_app和魔术方法__call__对 上述start_respones做了封装。

接下里用flask运行一个hello wordl

2.4：一个最基本应用分析

1. /usr/bin/env python 
2.  
3. from Flask import flask 
4.  
5. app = Flask(__name__) 
6.  
7. @app.route('/') 
8.  
9. def index(): 
10.  
11. return ‘<h1>Hello World!</h1>‘ 
12.  
13. if __name__ == '__main__': 
14.  
15. app.run() 
16.  
17. python hello.py  

2.5：最基本应用

app = Flask(__name__) 代码使用Flask类生成一个应用实例

1. @app.route('/') 
2.  
3. def index(): 
4.  
5. return ‘<h1>hello world</h1>’  

一个http过程中请求来自客户端，http服务器(nginx，Apache)再次将请求转发给flask应用实例app,@app.route(‘/)中映射了url链接与一个python函数的对应关系，我们将index函数称之为视图函数。

比如访问192.168.1.19

---》app.route(‘/’)

访问192.168.1.19/blog

---》app.route(‘/blog’)

2.6：可变url

在一般业务中，url都是动态可变的，在flask中我们这样设置可变url

1. @app.route(‘/hello/<name>’) 
2.  
3. def hello(name): 
4.  
5. return ‘<h1>hello {}’.format(name)  

示例:

访问192.168.1.19/hello/jack

访问192.168.1.19/hello/rose

<name> 被尖括号抱起来的部分代表url中与python处理函数中对应的可变部分.

常用的有以下3种，定义可变的类型

<string:name>、<int:uid>、<path:prefix>

2.7:可变url自定义装换器

定义可变url，除了上述的string之外，还有以下几种int、float、path这三种，另外flask还可以通过werkzeug中的BaseConverter类，自定义转换器。

这里自定义一个转换器

1. fromwerkzeug.routing import BaseConverter 
2.  
3. classListConverter(BaseConverter): 
4.  
5. def to_python(self, value): 
6.  
7. return value.split('+') 
8.  
9. def to_url(self, values): 
10.  
11. return'+'.join(BaseConverter.to_url(value) for value in values)  

将自定义转换器加入到app应用url_map中，当客户端输入参数时，可以以，我们自行设置的分隔符做转换

1. app.url_map.converters['list'] = ListConverter 
2.  
3. @app.route('/home/<list:subs>') 
4.  
5. def home(subs): 
6.  
7. # 使用自定义类型 
8.  
9. htm = '' 
10.  
11. for sub in subs: 
12.  
13. htm += '<h1>{}</h1>'.format(sub) 
14.  
15. return htm  

在生产环境中客户端到服务端，使用python开发应用的一般流程是如下图所示：

flask中的请求，请求是web开发中最重要特性之一

3.0 Flask入门：请求

1. from flask import request 
2.  
3. @app.route(‘/hi’) 
4.  
5. def hi(): 
6.  
7. name = request.args.get(‘name’) 
8.  
9. return ‘<h1>hi {}</h1>’.format(name)  

访问：

192.168.1.19/hi?name=mike

flask中request对象封装了客户端的请求参数

我们可以尝试将print(request.__dict__)查看请求上下文环境变量

request请求对象是flask内部封装的一个全局对象，这个对象是线程隔离的，必须运行在当前请求中的上下文,直接运行会报错，它通过werkzeug模块中localproxy在localstack这种数据结构寻找当前请求

常见的request客户端变量

request.args 获取从客户端url传输过来的查询字符串

request.form 获取从客户端表单提交过来的信息

request.json 获取从客户端从请求body获取的json字符串

request.method 获取客户端使用的请求方法

Request.files 获取从客户端请求过来的文件

3.1 Flask入门：响应与会话

from flask import make_respones

flask中封装了make_response作为客户端响应，返回http头信息、状态码等，resp = make_respone(‘hello’.encode())，resp.set_cookie(‘name’, ‘jack’) ，将resp作为返回，可以手动灵活的增加了cookie

会话分为客户端和服务端2种形式，from flask importsession 中封装了基于客户端的cookies，示例如下:

在app.config对象中保存了flask的默认配置以及我们项目中写入的配置变量，通常情况下flask中的一些配置如下

4.1 flask中的读入配置

app = Flask(__name__)

app.config.from_object(‘yourapplication.default_settings’)

app.config.from_pyfile(’config.cfg’)

上面两种都可以将配置文件加入到app应用当中，其中app.config.from_object()方法会寻找配置文件为类的配置

用函数封装配置文件写入app，这样可以依据参数来区分开发环境与生产环境的配置文件。

4.2工厂方法创建app

什么是工厂方法?工厂方法是一种设计模式，这里使用可以简单理解为通过一个函数来批量创建一个flask app对象，依据不同的参数来生成不同的app

4.3为何需要工厂方法创建app?

当需要运行app的时候，可以通过工厂方法传递参数来生成不同的app对象，方便的进行测试不同的app，并且生成多个app的时候可以进行分别进行请求处理,流量负载等，通过以下示例说明

5.0钩子函数

flask中钩子函数作用是将被装饰的函数注册到app当中，在不同阶段执行。

app.first_request: 在第一次请求之前执行

app.before_request: 在每次请求之前执行，可以用它来封装中间键，效果类似于django middleware

app.after_request: 在每次请求之后执行

app.teardown_appcontext: 不管是否有异常出现，都会在每次请求之后执行

app.errorhandler:接受状态码，并且自定义返回错误处理信息页面

5.1钩子函数before_request

5.2钩子函数errorhandler

5.3蓝图

蓝图将应用进行模块化，能够很方便的将不同的功能和路由区分开，并且易于维护，蓝图基于相同的url前缀来作区分。

功能类似的视图函数组合在一起作为蓝图的组件,将应用进行分割,极大简化了大型应用的复杂度,蓝图要注册到app对象中，蓝图的使用方式与app的使用方式很像

蓝图提供模板过滤器、静态文件、模板和其它功能

5.4蓝图生成

将user这些相似的功能分成一个蓝图模块，注意蓝图文件不能和蓝图对象同名，否则会冲突报错

5.5蓝图注册

v 当以上user实例化时，必须将此注册到app应用中，蓝图才能生效,url_prefix为自定义添加的url后缀

6.0flask扩展使用

v flask以插件形式开发扩展功能，其中许多优秀第三方插件可以直接使用，提升开发效率，常见项目开发用到的插件有flask_sqlachemy、flask_redis、flask_login、flask_admin等等

v 插件安装一般使用 pip install <插件名>，即可安装

v 以下示例flask_sqlachemy使用，flask_sqlachemy是sqlalchemy的flask插件，sqlalchemy是python界有名的工业级orm框架

6.1flask_sqlalchemy

v 实例化flask_sqlalchemy，生成db对象后续初始化到app中

6.2flask插件初始化

v 由于db对象需要读取app应用中配置，并且依赖app上下文工作，所以将上述db对象等扩展插件初始化app，在每次app启动之前完成绑定

6.3 flask_sqlalchemy定义model

使用上述db对象，model字段继承db.Model，在mvc中此表示model层，用来进行数据库表字段映射关联以及数据写入保存等.

6.4 flask_sqlalchemy进行用户验证

以上介绍了flask中入门开发常见的问题以及模块使用，欢迎大家拍砖。

使用flask可以轻松开发应用，每一种web框架都有其自身利弊，对于现代web开发的需求来说，微框架很适合快速迭代式开发，最好的理解的方法是实践，可以依据以上对flask有一个大体理解之后进行一个简单的应用开发。  

原文发布时间为：2017-10-25

本文作者：不动

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