摘要

由于公司的大家都是python来实现的项目的构建，因此本文也将来学习相关的python的相关的学习。本章将讲解的是Flask框架的学习。

Flask是由python实现的一个web微框架，让我们可以使用Python语言快速实现一个网站或Web服务。而且有对应的python3及python2版本。

1、安装Flask

pip install flask

2、目录结构

flask-demo/├ run.py           # 应用启动程序├ config.py        # 环境配置├ requirements.txt # 列出应用程序依赖的所有Python包├ tests/           # 测试代码包│   ├ __init__.py │   └ test_*.py    # 测试用例└ myapp/├ admin/       # 蓝图目录├ static/│   ├ css/     # css文件目录│   ├ img/     # 图片文件目录│   └ js/      # js文件目录├ templates/   # 模板文件目录├ __init__.py    ├ forms.py     # 存放所有表单，如果多，将其变为一个包├ models.py    # 存放所有数据模型，如果多，将其变为一个包└ views.py     # 存放所有视图函数，如果多，将其变为一个包

3、开始 Hello world

from flask import Flask
app = Flask(__name__)
@app.route('/')
def index():return 'Hello World'
if __name__ == '__main__':app.debug = True # 设置调试模式，生产模式的时候要关掉debugapp.run()

这是flask框架制作的一个最小的应用。使用python运行后访问localhost:5000就能看到网页显示Hello world。这里首先引入了Flask类，然后给这个类创建了一个实例，name代表这个模块的名字。因为这个模块是直接被运行的所以此时name的值是main。然后用route()这个修饰器定义了一个路由，告诉flask如何访问该函数。最后用run()函数使这个应用在服务器上运行起来。

4、模板

Flask的模板功能是基于Jinja2模板引擎实现的。让我们来实现一个例子吧。创建一个新的Flask运行文件（你应该不会忘了怎么写吧），代码如下：

from  flask import  Flaskfrom  flask import  render_templateapp  =  Flask(__name__)@app.route('/hello')@app.route('/hello/<name>')def  hello(name=None):return  render_template('hello.html',  name=name)if  __name__  ==  '__main__':app.run(host='0.0.0.0',  debug=True)

这段代码”hello()”函数并不是直接返回字符串，而是调用了”render_template()”方法来渲染模板。方法的第一个参数”hello.html”指向你想渲染的模板名称，第二个参数”name”是你要传到模板去的变量，变量可以传多个。

那么这个模板”hello.html”在哪儿呢，变量参数又该怎么用呢？接下来我们创建模板文件。在当前目录下，创建一个子目录”templates”（注意，一定要使用这个名字）。然后在”templates”目录下创建文件”hello.html”，内容如下：

<!doctype html><title>Hello Sample</title>{% if name %}<h1>Hello {{ name }}!</h1>{% else %}<h1>Hello World!</h1>{%  endif  %}

这段代码是不是很像HTML？接触过其他模板引擎的朋友们肯定立马秒懂了这段代码。它就是一个HTML模板，根据”name”变量的值，显示不同的内容。变量或表达式由”{{ }}”修饰，而控制语句由”{% %}”修饰，其他的代码，就是我们常见的HTML。

让我们打开浏览器，输入”http://localhost:5000/hello/man”，页面上即显示大标题”Hello man!”。我们再看下页面源代码

<!doctype html><title>Hello from Flask</title><h1>Hello man!</h1>

果然，模板代码进入了”Hello {{ name }}!”分支，而且变量”{{ name }}”被替换为了”man”。Jinja2的模板引擎还有更多强大的功能，包括for循环，过滤器等。模板里也可以直接访问内置对象如request, session等。对于Jinja2的细节，感兴趣的朋友们可以自己去查查。

5、模板继承

一般我们的网站虽然页面多，但是很多部分是重用的，比如页首，页脚，导航栏之类的。对于每个页面，都要写这些代码，很麻烦。Flask的Jinja2模板支持模板继承功能，省去了这些重复代码。让我们基于上面的例子，在”templates”目录下，创建一个名为”layout.html”的模板：

<!doctype html><title>Hello Sample</title><link rel="stylesheet"  type="text/css"  href="{{ url_for('static', filename='style.css') }}"><div class="page">{% block body %}{% endblock %}</div>

再修改之前的”hello.html”，把原来的代码定义在”block body”中，并在代码一开始”继承”上面的”layout.html”：

{%  extends  "layout.html"  %}{%  block  body  %}{%  if  name  %}<h1>Hello {{ name }}!</h1>{% else %}<h1>Hello World!</h1>{%  endif  %}{%  endblock  %}

打开浏览器，再看下”http://localhost:5000/hello/man”页面的源码。

<!doctype html><title>Hello Sample</title><link rel="stylesheet"  type="text/css"  href="/static/style.css"><div class="page"><h1>Hello man!</h1></div>

你会发现，虽然”render_template()”加载了”hello.html”模板，但是”layout.html”的内容也一起被加载了。而且”hello.html”中的内容被放置在”layout.html”中”{% block body %}”的位置上。形象的说，就是”hello.html”继承了”layout.html”。

HTML自动转义

@app.route('/')def  index():return  '<div>Hello %s</div>'  %  '<em>Flask</em>'

打开页面，你会看到”Hello Flask”字样，而且”Flask”是斜体的，因为我们加了”em”标签。但有时我们并不想让这些HTML标签自动转义，特别是传递表单参数时，很容易导致HTML注入的漏洞。我们把上面的代码改下，引入”Markup”类：

from  flask import  Flask,  Markupapp  =  Flask(__name__)@app.route('/')def  index():return  Markup('<div>Hello %s</div>')  %  '<em>Flask</em>'

再次打开页面，”em”标签显示在页面上了。Markup还有很多方法，比如”escape()”呈现HTML标签, “striptags()”去除HTML标签。这里就不一一列举了。

Request 对象

from flask import Flask,url_for,request,render_template@app.route('/login', methods=['POST', 'GET'])
def login():if request.method == 'POST':if request.form['user'] == 'admin':return 'Admin login successfully!'else:return 'No such user!'title = request.args.get('title', 'Default')return render_template('login.html', title=title)
if __name__ == "__main__":app.run(debug=True)

简单解释下，request中”method”变量可以获取当前请求的方法，即”GET”, “POST”, “DELETE”, “PUT”等；”form”变量是一个字典，可以获取Post请求表单中的内容，在上例中，如果提交的表单中不存在”user”项，则会返回一个”KeyError”，你可以不捕获，页面会返回400错误（想避免抛出这”KeyError”，你可以用request.form.get(“user”)来替代）。而”request.args.get()”方法则可以获取Get请求URL中的参数，该函数的第二个参数是默认值，当URL参数不存在时，则返回默认值。

在当前目录下，创建一个子目录”templates”（注意，一定要使用这个名字）。然后在”templates”目录下，添加layout.html

<!doctype html>
<title>Hello Sample</title>
<link rel="stylesheet" type="text/css" href="{{ url_for('static', filename='style.css') }}">
<div class="page">{% block body %}{% endblock %}
</div>

{% extends "layout.html" %}
{% block body %}
<form name="login" action="/login" method="post">Hello {{ title }}, please login by:<input type="text" name="user" />
</form>
{% endblock %}

会话session

会话可以用来保存当前请求的一些状态，以便于在请求之前共享信息。

from flask import Flask,url_for,request,render_template,redirect,session
@app.route('/login', methods=['POST', 'GET'])
def login():if request.method == 'POST':if request.form['user'] == 'admin':session['user'] = request.form['user']return 'Admin login successfully!'else:return 'No such user!'if 'user' in session:return 'Hello %s!' % session['user']else:title = request.args.get('title', 'Default')return render_template('login.html', title=title)
@app.route('/logout')
def logout():session.pop('user', None)return redirect(url_for('login'))app.secret_key = '123456'
if __name__ == "__main__":app.run(debug=True)

你可以看到，”admin”登陆成功后，再打开”login”页面就不会出现表单了。然后打开logout页面可以登出。session对象的操作就跟一个字典一样。特别提醒，使用session时一定要设置一个密钥”app.secret_key”，如上例。不然你会得到一个运行时错误，内容大致是”RuntimeError: the session is unavailable because no secret key was set”。密钥要尽量复杂，最好使用一个随机数，这样不会有重复，上面的例子不是一个好密钥。

构建响应

在之前的例子中，请求的响应我们都是直接返回字符串内容，或者通过模板来构建响应内容然后返回。其实我们也可以先构建响应对象，设置一些参数（比如响应头）后，再将其返回。修改下上例中的Get请求部分：

from flask import Flask,url_for,request,render_template,redirect,session,make_response@app.route('/login', methods=['POST', 'GET'])
def login():if request.method == 'POST':...if 'user' in session:...else:title = request.args.get('title', 'Default')response = make_response(render_template('login.html', title=title), 200)response.headers['key'] = 'value'return response
if __name__ == "__main__":app.run(debug=True)

打开浏览器调试，在Get请求用户未登录状态下，你会看到响应头中有一个”key”项。”make_response”方法就是用来构建response对象的，第二个参数代表响应状态码，缺省就是200。

Cookie的使用

提到了Session，当然也要介绍Cookie喽，毕竟没有Cookie，Session就根本没法用（不知道为什么？查查去）。Flask中使用Cookie也很简单：

from flask import Flask,url_for,request,render_template,redirect,session,make_response
import time
@app.route('/login', methods=['POST', 'GET'])
def login():response = Noneif request.method == 'POST':if request.form['user'] == 'admin':session['user'] = request.form['user']response = make_response('Admin login successfully!')response.set_cookie('login_time', time.strftime('%Y-%m-%d %H:%M:%S'))...else:if 'user' in session:login_time = request.cookies.get('login_time')response = make_response('Hello %s, you logged in on %s' % (session['user'], login_time))...return response
app.secret_key = '123456'
if __name__ == "__main__":app.run(debug=True)

这次我们引入了”time”模块来获取当前系统时间。我们在返回响应时，通过”response.set_cookie()”函数，来设置Cookie项，之后这个项值会被保存在浏览器中。这个函数的第三个参数（max_age）可以设置该Cookie项的有效期，单位是秒，不设的话，在浏览器关闭后，该Cookie项即失效。在请求中，”request.cookies”对象就是一个保存了浏览器Cookie的字典，使用其”get()”函数就可以获取相应的键值。

错误处理

使用”abort()”函数可以直接退出请求，返回错误代码：

rom flask import Flask,abortapp = Flask(__name__)
@app.route('/error')
def error():abort(404)if __name__ == "__main__":app.run(debug=True)

上例会显示浏览器的404错误页面。有时候，我们想要在遇到特定错误代码时做些事情，或者重写错误页面，可以用下面的方法：

rom flask import Flask,abortapp = Flask(__name__)@app.errorhandler(404)
def page_not_found(error):return render_template('404.html'), 404
if __name__ == "__main__":app.run(debug=True)

不过，在实际开发过程中，我们并不会经常使用”abort()”来退出，常用的错误处理方法一般都是异常的抛出或捕获。装饰器”@app.errorhandler()”除了可以注册错误代码外，还可以注册指定的异常类型。让我们来自定义一个异常：

class InvalidUsage(Exception):status_code = 400def __init__(self, message, status_code=400):Exception.__init__(self)self.message = messageself.status_code = status_code@app.errorhandler(InvalidUsage)
def invalid_usage(error):response = make_response(error.message)response.status_code = error.status_codereturn response
@app.route('/exception')
def exception():raise InvalidUsage('No privilege to access the resource', status_code=403)
if __name__ == "__main__":app.run(debug=True)

我们在上面的代码中定义了一个异常”InvalidUsage”，同时我们通过装饰器”@app.errorhandler()”修饰了函数”invalid_usage()”，装饰器中注册了我们刚定义的异常类。这也就意味着，一但遇到”InvalidUsage”异常被抛出，这个”invalid_usage()”函数就会被调用。

url重定向

Flask的URL规则是基于Werkzeug的路由模块。模块背后的思想是基于 Apache 以及更早的 HTTP 服务器主张的先例，保证优雅且唯一的 URL。

@app.route('/projects/')
def projects():return 'The project page'@app.route('/about')
def about():return 'The about page'

访问第一个路由不带/时，Flask会自动重定向到正确地址。访问第二个路由时末尾带上/后Flask会直接报404 NOT FOUND错误。

重定向”redirect()”函数的使用在上面例子中已有出现。作用就是当客户端浏览某个网址时，将其导向到另一个网址。常见的例子，比如用户在未登录时浏览某个需授权的页面，我们将其重定向到登录页要求其登录先。

from flask import session, redirect@app.route('/')
def index():if 'user' in session:return 'Hello %s!' % session['user']else:return redirect(url_for('login'), 302)

“redirect()”的第二个参数时HTTP状态码，可取的值有301, 302, 303, 305和307，默认即302（为什么没有304？留给大家去思考）。


1** ： 信息，服务器收到请求，需要请求者继续执行操作2** ： 成功，操作被成功接收并处理3** ： 重定向，需要进一步的操作以完成请求4** ：客户端错误，请求包含语法错误或无法完成请求5** ：服务器错误，服务器在处理请求的过程中发生了错误

200 OK - [GET]：服务器成功返回用户请求的数据，该操作是幂等的（Idempotent）。201 CREATED - [POST/PUT/PATCH]：用户新建或修改数据成功。202 Accepted - [*]：表示一个请求已经进入后台排队（异步任务）204 NO CONTENT - [DELETE]：用户删除数据成功。400 INVALID REQUEST - [POST/PUT/PATCH]：用户发出的请求有错误，服务器没有进行新建或修改数据的操作，
该操作是幂等的。401 Unauthorized - [*]：表示用户没有权限（令牌、用户名、密码错误）。403 Forbidden - [*] 表示用户得到授权（与401错误相对），但是访问是被禁止的。404 NOT FOUND - [*]：用户发出的请求针对的是不存在的记录，服务器没有进行操作，
该操作是幂等的。406 Not Acceptable - [GET]：用户请求的格式不可得（比如用户请求JSON格式，但是只有XML格式）。410 Gone -[GET]：用户请求的资源被永久删除，且不会再得到的。422 Unprocesable entity - [POST/PUT/PATCH] 当创建一个对象时，发生一个验证错误。500 INTERNAL SERVER ERROR - [*]：服务器发生错误，用户将无法判断发出的请求是否成功。400 ：请求参数错误 缺少参数，或者格式不匹配
401 ：要求用户的身份认证，未授权
403 ：访问受限，授权过期
404 ：资源，服务未找到
405 ：不允许http方法

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