基於Ajax與用戶認證系統的登錄驗證

本文轉載自查看原文 2018-07-21 12:39 1641 python

一、登錄頁面

from django.contrib import admin
from django.urls import path
from blog import views

urlpatterns = [
    path('admin/', admin.site.urls),
    path('login/', views.login),
]

urls.py

　　創建login視圖函數

from django.shortcuts import render

# Create your views here.


def login(request):
    return render(request, 'login.html')

views.py

<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
    <meta charset="UTF-8">
    <title>登錄頁面</title>
    <link rel="stylesheet" href="/static/blog/bootstrap-3.3.7/css/bootstrap.css">
</head>
<body>
<h3>登錄頁面</h3>
<div class="container">
    <div class="row">
        <div class="col-md-6 col-lg-offset-3">
            <form action="">
                <div class="form-group">
                    {# label標簽的"for"屬性可把label綁定到另外一個元素，因此要把for屬性值與input的id屬性相同。#}
                    {# 當用戶選擇該標簽時，瀏覽器就會自動將焦點轉到和標簽相關的表單控件 #}
                    <label for="user">用戶名</label>
                    {# 這里沒必要加name屬性了，之前加是點擊submit按鈕自己組裝鍵值發出去，現在用ajax發只要找到標簽拿到里面的值即可 #}
                    <input type="text" id="user" class="form-control">
                </div>
                <div class="form-group">
                    <label for="pwd">密碼</label>
                    <input type="password" id="pwd" class="form-control">
                </div>
                {# 這里提交按鈕不能使用<input type="submit">這就變成form表單提交事件了。 button類型時，這個按鈕沒有任何事件，可以給這個按鈕綁定一個事件 #}
                <input type="button" class="btn btn-default login-btn pull-right" value="提交">
            </form>
        </div>
    </div>
</div>
</body>
</html>

注意：

　　1、label標簽的"for"屬性可把label綁定到另外一個元素，因此要把for屬性值與input的id屬性相同。當用戶選擇該標簽時，瀏覽器就會自動將焦點轉到和標簽相關的表單控件；

　　2、這里沒必要加name屬性了，之前加是點擊submit按鈕自己組裝鍵值發出去，現在用ajax發只要找到標簽拿到里面的值即可。

　　3、這里提交按鈕不能使用<input type="submit">這樣就變成form表單提交事件了。設為button類型時，這個按鈕沒有任何事件，可以給這個按鈕綁定一個事件

二、在頁面中添加驗證碼圖片請求路徑

1、登錄頁面添加驗證碼

<div class="container">
    <div class="row">
        <div class="col-md-6 col-lg-offset-3">
            <form action="">
                <div class="form-group">
                    <label for="user">用戶名</label>
                    <input type="text" id="user" class="form-control">
                </div>
                <div class="form-group">
                    <label for="pwd">密碼</label>
                    <input type="password" id="pwd" class="form-control">
                </div>
                <div class="form-group">
                    <label for="pwd">驗證碼</label>
                    <div class="row">
                        <div class="col-md-6">
                            <input type="text" class="valid_code form-control">
                        </div>
                        <div class="col-md-6">
                            {# src還可以設置請求路徑 #}
                            <img width="270" height="40" src="/get_validCode_img/" alt="">
                        </div>
                    </div>
                </div>
                <input type="button" class="btn btn-default login-btn pull-right" value="提交">
            </form>
        </div>
    </div>
</div>

　　注意：<img src="">，src除了可以指定圖片路徑還是設置為請求路徑。

2、驗證碼路由

path('get_validCode_img/', views.get_validCode_img),

三、驗證碼視圖函數

1、方式一：讀取靜態圖片文件

def get_validCode_img(request):
    with open("lufei.jpg", "rb") as f:
        data = f.read()

　　顯示效果如下：

　　不推薦使用這種方法，驗證圖片不能僅僅指定一張圖片，這種方法把程序寫死了。

2、方式二：pillow生成動態圖片

　　生成動態隨機圖片，使用Python圖像處理庫：Pillow

　　安裝pillow庫：pip3 install pillow

　　引入Pillow中最重要的類Image，該類存在於同名的模塊中。可以通過以下幾種方式實例化：從文件中讀取圖片，處理其他圖片得到，或者直接創建一個圖片。

import random
def get_validCode_img(request):

    def get_random_color():
        return (random.randint(0,255), random.randint(0, 255), random.randint(0, 255))

    # 方式二：pip3 install pillow
    from PIL import Image
    img = Image.new("RGB", (270, 40), color=get_random_color())  # 得到img對象，顏色三要素：紅綠藍

    with open("validCode.png", "wb") as f:
        img.save(f, "png")    # 保存動態生成的圖片

    with open("validCode.png", "rb") as f:
        data = f.read()

    return HttpResponse(data)

　　運行效果如下：

　　每次刷新，隨機圖片的顏色會發生隨機變換。但是這種方式是請求進來時，先把數據加載到磁盤上，再在磁盤把數據讀出來返還給瀏覽器，而且磁盤的處理數據時非常慢的，因此應該交到內存中管理。

3、方式三：使用pillow生成動態頁面的基礎上，引入BytesIO將圖片保存在內存中

import random
def get_validCode_img(request):

    def get_random_color():
        return (random.randint(0,255), random.randint(0, 255), random.randint(0, 255))

    # 方式三：要引入BytesIO
    from PIL import Image
    from io import BytesIO
    img = Image.new("RGB", (270, 40), color=get_random_color())  # 得到img對象，顏色三要素：紅綠藍

    # f為內存句柄
    f= BytesIO()    # 會自己處理內存回收
    # 保存圖片
    img.save(f, "png")
    data = f.getvalue()

    return HttpResponse(data)

4、方式四：添加驗證碼文字信息

　　ImageDraw模塊提供了圖像對象的簡單2D繪制。用戶可以使用這個模塊創建新的圖像，注釋或潤飾已存在圖像，為web應用實時產生各種圖形。

draw.text()   寫文字
        參數：  xy:坐標   text:文本內容   fill:文本顏色  font：文本樣式
draw.line()   畫線
draw.point()  畫點

　　ImageFont 模塊中，可以使用 load() 函數加載一個 bitmap 字體，使用 truetype(fontfile, fontsize) 函數加載一個 OpenType/TrueType 字體(注意，這個函數需要額外安裝_imageingft模塊)。

　　在static目錄下創建font子目錄，給用戶存放字體文件。下載字體到該目錄./cnblog/static/font/下。

import random
def get_validCode_img(request):

    # 隨機顏色
    def get_random_color():
        return (random.randint(0,255), random.randint(0, 255), random.randint(0, 255))

    # 方式四：
    from PIL import Image, ImageDraw,ImageFont
    from io import BytesIO

    img = Image.new("RGB", (270, 40), color=get_random_color())  # 得到img對象，顏色三要素：紅綠藍
    # 創建Draw對象
    draw = ImageDraw.Draw(img)
    # 創建Font對象
    kumo_font = ImageFont.truetype("static/font/kumo.ttf", size=20)
    draw.text((0,5), "python", get_random_color(), font=kumo_font)
    f = BytesIO()   # f為內存句柄
    img.save(f, "png")
    data = f.getvalue()

    return HttpResponse(data)

　　顯示效果如下所示：

5、生成隨機字符串驗證碼

　　隨機生成大寫字母、小寫字母、數字。

　　針對隨機字母需要用到chr()方法，用一個范圍在 range（256）內的（就是0～255）整數作參數，返回一個對應的字符（當前整數對應的ascii字符）。

# 隨機字母：
"""
>>> chr(65)
'A'
>>> chr(90)
'Z'
>>> chr(97)
'a'
>>> chr(122)
'z'
"""

　　另外還需要用到choice() 方法，該方法可返回一個列表，元組或字符串的隨機項。choice()是不能直接訪問的，需要導入 random 模塊，然后通過 random 靜態對象調用該方法。

import random
def get_validCode_img(request):

    # 隨機顏色
    def get_random_color():
        return (random.randint(0,255), random.randint(0, 255), random.randint(0, 255))

    # 方式五：修改為隨機字符串
    from PIL import Image, ImageDraw, ImageFont
    from io import BytesIO

    img = Image.new("RGB", (270, 40), color=get_random_color())  # 得到img對象，顏色三要素：紅綠藍
    # 創建Draw對象
    draw = ImageDraw.Draw(img)
    # 創建Font對象
    kumo_font = ImageFont.truetype("static/font/kumo.ttf", size=28)

    for i in range(5):
        random_num = str(random.randint(0, 9))     # 隨機數字
        random_low_alpha = chr(random.randint(95, 122))   # 隨機小寫字母
        random_upper_alpha = chr(random.randint(65, 90))   # 隨機大寫字母

        # 三選一：choice() 方法返回一個列表，元組或字符串的隨機項。
        random_char = random.choice([random_num, random_low_alpha, random_upper_alpha])
        draw.text((i*50+20, 5), random_char, get_random_color(), font=kumo_font)  # 坐標錯開間距

    f = BytesIO()  # f為內存句柄
    img.save(f, "png")
    data = f.getvalue()

    return HttpResponse(data)

　　顯示效果如下所示：

四、驗證碼圖片的噪點和噪線

　　添加圖片噪點和噪線的代碼：

# 給驗證碼圖片添加噪點噪線
width = 270
height = 40
for i in range(10):
    x1 = random.randint(0, width)
    x2 = random.randint(0, width)
    y1 = random.randint(0, height)
    y2 = random.randint(0, height)
    draw.line((x1, y1, x2, y2), fill = get_random_color())   # 畫出一條線

for i in range(50):
    draw.point([random.randint(0, width), random.randint(0, height)], fill=get_random_color())   # 畫點
    x = random.randint(0, width)
    y = random.randint(0, height)
    draw.arc((x, y, x + 4, y +4), 0, 90, fill=get_random_color())

　　可以任意調配噪線和噪點的數量，盡量保證機器無法識別，但人可以識別。

　　Draw 類提供了 arc(xy, start, end, options) 函數來繪制弧線，參數解析如下所示：

xy 是個長度為4的列表，用來表示一個 bounding box(邊界區域)。如[x0, y0, x1, y1]，分別表示 弧線最左側距離左邊、弧線最頂點距離上邊、弧線最右側距離左邊、弧線最低點距離上邊的距離。

start 和 end 則是弧的起止角度，單位是 °。其中水平向右的方向為 0°，豎直向下的方向為 90°，水平向左的方向為 180°，豎直向上的方向為 270°。

options 中可用選項：
    fill = (R, G, B) ：指定線條顏色

　　驗證碼視圖修改如下：

import random
def get_validCode_img(request):

    # 隨機顏色
    def get_random_color():
        return (random.randint(0,255), random.randint(0, 255), random.randint(0, 255))

    from PIL import Image, ImageDraw, ImageFont
    from io import BytesIO

    img = Image.new("RGB", (270, 40), color=get_random_color())  # 得到img對象，顏色三要素：紅綠藍
    # 創建Draw對象
    draw = ImageDraw.Draw(img)
    # 創建Font對象
    kumo_font = ImageFont.truetype("static/font/kumo.ttf", size=28)
        for i in range(5):
        random_num = str(random.randint(0, 9))     # 隨機數字
        random_low_alpha = chr(random.randint(95, 122))   # 隨機小寫字母
        random_upper_alpha = chr(random.randint(65, 90))   # 隨機大寫字母

        # 三選一：choice() 方法返回一個列表，元組或字符串的隨機項。注意：choice()是不能直接訪問的，需要導入 random 模塊，然后通過 random 靜態對象調用該方法。
        random_char = random.choice([random_num, random_low_alpha, random_upper_alpha])
        draw.text((i*50+20, 5), random_char, get_random_color(), font=kumo_font)  # 坐標錯開間距

    # 給驗證碼圖片添加噪點噪線
    width = 270
    height = 40
    for i in range(10):
        x1 = random.randint(0, width)
        x2 = random.randint(0, width)
        y1 = random.randint(0, height)
        y2 = random.randint(0, height)
        draw.line((x1, y1, x2, y2), fill = get_random_color())   # 畫出一條線

    for i in range(50):
        draw.point([random.randint(0, width), random.randint(0, height)], fill=get_random_color())   # 畫點
        x = random.randint(0, width)
        y = random.randint(0, height)
        draw.arc((x, y, x + 4, y +4), 0, 90, fill=get_random_color())

    f = BytesIO()  # f為內存句柄
    img.save(f, "png")
    data = f.getvalue()

    return HttpResponse(data)

　　顯示效果如下所示：

五、驗證碼刷新功能

1、驗證碼圖片刷新原理

（1）給驗證碼圖片添加id屬性：id="valid_code_img"

<div class="form-group">
    <label for="pwd">驗證碼</label>
    <div class="row">
        <div class="col-md-6">
            <input type="text" class="valid_code form-control">
        </div>
        <div class="col-md-6">
            {# src還可以設置請求路徑 #}
            <img width="270" height="40" id="valid_code_img" src="/get_validCode_img/" alt="">
        </div>
    </div>
</div>

（2）創建/static/js/目錄，添加jquery-3.3.1.js，在login.html中引入jquery:

<script src="/static/js/jquery-3.3.1.js"></script>

（3）在頁面控制台操作驗證碼圖片：

　　每次在$("#valid_code_img")[0].src后面添加一個“?”都會刷新驗證碼圖片。

2、實現點擊驗證碼，驗證碼刷新

<script src="/static/js/jquery-3.3.1.js"></script>
<script>
    // 刷新驗證碼
    $("#valid_code_img").click(function () {
        $(this)[0].src+="?"
    })
</script>

六、驗證驗證碼字符串

1、給btn綁定ajax事件：登錄驗證

// 登錄驗證
$(".login-btn").click(function () {
    $.ajax({
        url: "",
        type: "post",
        data: {
            user: $("#user").val(),
            pwd: $("#pwd").val(),
            valid_code: $("#valid_code").val(),
            // 自己組csrf鍵值
            csrfmiddlewaretoken: $("[name='csrfmiddlewaretoken']").val(),   {# csrf_token的值 #}
        },
        success:function (data) {
            console.log(data)
        }
    })
})

　　給后端提交用戶名密碼、驗證碼做校驗。

　　注意：發post請求一定要通過csrf校驗，因此要在form中找一個地方加入：

{% csrf_token %}

　　但是光加這個是不能通過校驗的，這里與發form請求不同，需要自己組csrf_token鍵值：

　　可以在這里看到鍵名：csrfmiddlewaretoken，利用鍵名組csrf鍵值對。

// 自己組csrf鍵值
csrfmiddlewaretoken: $("[name='csrfmiddlewaretoken']").val(),   {# csrf_token的值 #}

2、login視圖函數處理POST請求

from django.http import JsonResponse

def login(request):
    if request.method == "POST":
        response = {"user": None, "msg": None}
        user = request.POST.get("user")
        pwd = request.POST.get("pwd")
        valid_code = request.POST.get("valid_code")
        # 從session中取到值,一個瀏覽器存一份，不會發生相互干擾
        valid_code_str = request.session.get("valid_code_str")

        if valid_code.upper() == valid_code_str.upper():   # 添加upper()不區分大小寫
            pass
        else:
            response['msg'] = "valid code error!"
        return JsonResponse(response)   # 字典放進去直接序列化，ajax拿到的就是  格式，不用反序列化了

    return render(request, 'login.html')

　　（1）在校驗用戶名密碼前，要先校驗驗證碼。

　　（2）注意這里做驗證碼校驗，但是驗證碼在另一個視圖函數中，要取到另一個函數的驗證碼，不能設置為全局變量，這樣不同人登錄時會互相干擾，校驗無法保證正常完成。

　　因為session本身就是一個會話跟蹤，能夠保存上一次做的行為、操作、數據，因此利用它能完成驗證碼驗證。

　　（3）在get_validcode_img視圖函數中需要添加如下代碼：

request.session["valid_code_str"] = valid_code_str
    """驗證碼生成過程
    1 生成一個隨機字符串
    2 設置一個COOKIE，{"sessionid":"剛剛生成的隨機字符串"}
    3 django-session表中存儲 session-key     session-data
                            隨機字符串       {"valid_code_str": "隨機驗證碼字符"}
    """

　　（4）另外由於驗證碼校驗是不區分大小寫的，在login中校驗驗證碼時，添加upper()方法：

if valid_code.upper() == valid_code_str.upper():   # 添加upper()不區分大小寫

　　（5）由於ajax一般都需要return 一個響應字符串，在這里引入JsonResponse：

from django.http import JsonResponse

　　字典放進去直接序列化，ajax拿到的就是對象，兩邊都不需要進行json的序列化與反序列化。

　　驗證碼驗證成功，django_session表保存瀏覽器對應ssession記錄：

七、登錄驗證

1、引入用戶認證組件auth模塊

from django.contrib import auth

2、在驗證碼驗證通過后，運用authenticate()方法完成用戶認證，即驗證用戶名以及密碼是否正確

user = auth.authenticate(username=user, password=pwd)

3、添加一個用戶，在控制台執行如下命令

$ python3 manage.py createsuperuser

4、驗證用戶信息無誤后，使用login函數給使用django的session框架給某個已認證的用戶附加上session id等信息

auth.login(request, user)   # request.user：當前登錄對象

　　request.user是全局變量，在任何視圖和模板中可以直接使用。

5、運用ajax，在頁面顯示報錯信息

（1）修改提交按鈕的input標簽樣式，並在后面加span標簽

<input type="button" class="btn btn-default login-btn" value="提交"><span class="error"></span>

（2）編寫ajax請求回調函數：

// 登錄驗證
$(".login-btn").click(function () {
    $.ajax({
        url: "",
        type: "post",
        data: {
            user: $("#user").val(),
            pwd: $("#pwd").val(),
            valid_code: $("#valid_code").val(),
            // 自己組csrf鍵值
            csrfmiddlewaretoken: $("[name='csrfmiddlewaretoken']").val(),   {# csrf_token的值 #}
        },
        success:function (data) {
            console.log(data);
            if (data.user){
                // 如果有值：前端跳轉
                location.href = "/index/"
            } else {
                // 如果沒值
                $(".error").text(data.msg).css({"color": "red", "margin-left": "10px"})
            }
        }
    })
})

　　注意：前端跳轉寫法和錯誤信息樣式修改方式。

（3）添加index路由和視圖

path('index/', views.index),

　　視圖：

def index(request):

    return render(request, "index.html")

　　index模板：

<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
    <meta charset="UTF-8">
    <title>Title</title>
</head>
<body>
<h3>首頁{{ request.user.username }}</h3>
</body>
</html>

（4）效果圖如下所示：

八、登錄驗證優化

1、在登錄驗證錯誤時，顯示的錯誤提示一秒后自動消失

// 登錄驗證
$(".login-btn").click(function () {
    $.ajax({
        url: "",
        type: "post",
        data: {
            user: $("#user").val(),
            pwd: $("#pwd").val(),
            valid_code: $("#valid_code").val(),
            // 自己組csrf鍵值
            csrfmiddlewaretoken: $("[name='csrfmiddlewaretoken']").val(),   {# csrf_token的值 #}
        },
        success:function (data) {
            console.log(data);
            if (data.user){
                // 如果有值：前端跳轉
                location.href = "/index/"
            } else {
                // 如果沒值
                $(".error").text(data.msg).css({"color": "red", "margin-left": "10px"})
                setTimeout(function () {
                    $(".error").text("");   // 一秒后清空錯誤提示
                }, 1000)
            }
        }
    })
})

　　這里主要是用到了javascript中的setTimeout()方法，用來設定一個時間, 時間到了, 就會執行一個指定的 method。

2、從視圖中分離出驗證碼功能代碼

　　驗證碼功能代碼非常多且邏輯復雜，將這一部分邏輯構建為一個模塊，視圖中調用這個模塊，實現程序解耦：

（1）創建./blog/utils/目錄，創建文件validCode.py，將驗證碼功能相關代碼拷入該文件中：

import random

def get_random_color():
    # 隨機顏色
    return (random.randint(0, 255), random.randint(0, 255), random.randint(0, 255))

def get_valid_code_imge(request):
    from PIL import Image, ImageDraw, ImageFont
    from io import BytesIO

    img = Image.new("RGB", (270, 40), color=get_random_color())  # 得到img對象，顏色三要素：紅綠藍
    # 創建Draw對象
    draw = ImageDraw.Draw(img)
    # 創建Font對象
    kumo_font = ImageFont.truetype("static/font/kumo.ttf", size=28)

    valid_code_str = ""

    for i in range(5):
        random_num = str(random.randint(0, 9))  # 隨機數字
        random_low_alpha = chr(random.randint(95, 122))  # 隨機小寫字母
        random_upper_alpha = chr(random.randint(65, 90))  # 隨機大寫字母

        # 三選一：choice() 方法返回一個列表，元組或字符串的隨機項。
        random_char = random.choice([random_num, random_low_alpha, random_upper_alpha])
        draw.text((i * 50 + 20, 5), random_char, get_random_color(), font=kumo_font)  # 坐標錯開間距

        # 保存驗證碼字符串
        valid_code_str += random_char

    # 給驗證碼圖片添加噪點噪線
    # width = 270
    # height = 40
    # for i in range(10):
    #     x1 = random.randint(0, width)
    #     x2 = random.randint(0, width)
    #     y1 = random.randint(0, height)
    #     y2 = random.randint(0, height)
    #     draw.line((x1, y1, x2, y2), fill = get_random_color())   # 畫出一條線
    #
    # for i in range(50):
    #     draw.point([random.randint(0, width), random.randint(0, height)], fill=get_random_color())   # 畫點
    #     x = random.randint(0, width)
    #     y = random.randint(0, height)
    #     draw.arc((x, y, x + 4, y +4), 0, 90, fill=get_random_color())

    print("valid_code_str", valid_code_str)  # valid_code_str Ms4v0

    # 為什么用request.session：
    # 因為session本身就是一個會話跟蹤，能夠保存上一次做的行為、操作、數據，因此利用它能完成驗證碼驗證
    request.session["valid_code_str"] = valid_code_str

    f = BytesIO()  # f為內存句柄
    img.save(f, "png")
    data = f.getvalue()

    return data

（2）在視圖函數中引入該模塊，實現驗證碼功能

def get_validCode_img(request):
    """
    基於PIL模塊動態生成響應狀態碼圖片
    :param request:
    :return:
    """
    from blog.utils.validCode import get_valid_code_imge
    data = get_valid_code_imge(request)

    return HttpResponse(data)

九、總結登錄驗證重點

1、一次請求伴隨了多次請求（伴隨了多個靜態文件的請求）

2、PIL模塊掌握，驗證碼

3、session存儲

4、驗證碼刷新

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