Python全棧（七）Flask框架之1.Flask簡介與URL和視圖介紹

Flask簡介與URL和視圖介紹

• 一、虛擬環境介紹
• 1.虛擬環境與全局環境
• 2.為什么需要虛擬環境
• 3.虛擬環境的安裝和簡單操作
• pipenv的安裝
• 創建虛擬環境
• pipfile和pipfile.lock
• 二、Flask介紹
• 1.Flask簡介
• 2.第一個Flask程序
• 三、設置Debug模式
• 四、配置與配置文件
• 1.直接硬編碼
• 2.通過update()方法
• 3.通過from_object()方法
• 4.通過from_pyfile()方法
• 五、URL與函數的映射

一、虛擬環境介紹

1.虛擬環境與全局環境

有時候安裝了一個Python庫，可能在IDE如PyCharm中不能使用，這是因為：
通過pip安裝的庫默認一般在全局環境中，而PyCharm一般會默認創建虛擬環境，所以兩者的環境不一致，導致安裝的包不能正常導入使用，解決辦法有2種：

• 在PyCharm虛擬環境中安裝庫，使庫位於虛擬環境中
• 將PyCharm的環境設置為全局環境，即我們通常使用的Python，設置為Python的安裝目錄即可
  設置示意如下：
  

2.為什么需要虛擬環境

一般情況下，Python第三方庫安裝是直接通過pip install xxx的方式進行安裝的，這樣安裝會將庫安裝到系統級的Python環境中。
但是有時可能會面臨這樣的問題：如果現在用Django 1.10.x寫了個網站，但是同時有一個Django 0.9開發的項目需要維護，並i企鵝可能Django 1.10不再兼容Django 0.9的一些語法了，這就需要同時擁有Django 1.10和Django 0.9兩套環境，這時候我們就可以通過虛擬環境來解決這個問題。

3.虛擬環境的安裝和簡單操作

虛擬環境管理有很多工具，這里我選擇pipenv。

pipenv的安裝

命令：

• Windows下

pip install pipenv

• Mac下

brew install pipenv

• Linux下

pip install pipenv

創建虛擬環境

安裝之后即可創建虛擬環境。
創建虛擬環境使用命令pipenv shell，如下：

出現圖中所標提示Flask_Framework-rL0Lvhvz及說明安裝成功，此時再運行pip list可以看到虛擬環境中默認安裝的庫：

Package    Version
---------- -------
pip        20.0.2
setuptools 46.1.3
wheel      0.34.2

不能同時使用全局環境和虛擬環境的庫，只能選擇使用其中一個。
虛擬環境默認會安裝到系統盤（C盤）下的當前用戶目錄下的 .virtualenvs 目錄下，如果想指定安裝到其他目錄，可以設置系統環境變量，示意如下：

此時再安裝虛擬環境，即會安裝到指定的目錄下。

虛擬環境安裝好之后，需要在PyCharm中設置虛擬環境為當前創建的虛擬環境，即定位選擇虛擬環境下的python.exe文件，與前面方法相同。

需要在虛擬環境中通過命令pip install flask安裝Flask，再查看安裝的庫，結果如下：

Package      Version
------------ -------
click        7.1.1
Flask        1.1.2
itsdangerous 1.1.0
Jinja2       2.11.1
MarkupSafe   1.1.1
pip          20.0.2
setuptools   46.1.3
Werkzeug     1.0.1
wheel        0.34.2

顯然，在安裝flask時，安裝了存在依賴關系的其他庫。
如果電腦中同時擁有Python3和Python2，可以指定版本：

pipenv --three  # 泛指Python3的版本 
pipenv --two    # 泛指Python2的版本 
pipenv --python 3.7 # 指定Python具體版本

虛擬環境管理

pipenv shell    # 如果虛擬環境已存在則進入虛擬環境，否則創建並進入虛擬環境
exit            # 退出虛擬環境
pipenv --rm     # 刪除整個環境 不會刪除pipfile

pipfile和pipfile.lock

在創建虛擬環境后，虛擬環境目錄下會生成pipfile文件，內容如下：

[[source]]
name = “pypi”
url = “https://pypi.org/simple”
verify_ssl = true

[dev-packages]

[packages]

[requires] python_version = “3.7”

參數說明：

• url
  可以指定國內pip源，否則下載庫可能會很慢
• dev-packages
  開發環境
• packages
  生產環境
• django = “*”
  *表示最新版本
• requires
  Python版本

pipfile.lock詳細記錄環境依賴，並且使用了Hash算法以保證完整的對應關系。

如果需要將安裝的庫記錄到Pipfile中，可以使用pip install --dev 庫名將庫安裝到開發環境。

在虛擬環境中運行項目示意run參數：

pipenv run python manage.py runserver

pipenv有一個缺點：
lock不穩定而且時間非常長，所以安裝包的時候記得加上--skip-lock，如下：

pipenv install django --skip-lock

最后開發完成要提交到倉庫的時候再執行pipenv lock命令。

二、Flask介紹

1.Flask簡介

flask是一款非常流行的Python Web框架，誕生於2010年，作者是Armin Ronacher，這個項目最初只是作者在愚人節的一個玩笑，后來由於非常受歡迎，逐漸成為一個正式的項目。
flask自2010年發布第一個版本以來，大受歡迎，深得開發者的喜愛，並且在多個公司已經得到了應用，flask能如此流行的原因，可以分為以下幾點：

• 微框架、簡潔，只做它需要做的，靈活度非常高，給開發者提供了很大的擴展性。
  Flask不會幫開發者做太多的決策，一切都可以按照自己的意願進行更改。
  • 使用Flask開發數據庫的時候，具體是使用SQLAlchemy還是MongoEngine，選擇權完全掌握在你自己的手中。區別於Django，Django內置了非常完善和豐富的功能，並且如果你想替換成你自己想要的，要么不支持，要么非常麻煩。
  • 把默認的Jinija2模板引擎替換成其他模板引擎都是非常容易的。
• Flask和相應的插件寫得很好。
• 開發效率非常高，比如使用SQLAlchemy的ORM操作數據庫可以節省開發者書寫大量sql的時間。

2.第一個Flask程序

from flask import Flask

# 傳入__name__初始化一個Flask實例
app = Flask(__name__)


# 裝飾器，將當前路由映射到指定函數
@app.route('/')
def hello_world():
    return 'hello world'


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

打印：

 * Serving Flask app "first_flask" (lazy loading)
 * Environment: production
   WARNING: This is a development server. Do not use it in a production deployment.
   Use a production WSGI server instead.
 * Debug mode: off
 * Running on http://127.0.0.1:5000/ (Press CTRL+C to quit)

此時已經創建服務，在瀏覽器中打開http://127.0.0.1:5000/即可看到：

並且在開啟的服務狀態欄下會看到請求的記錄，如：

127.0.0.1 - - [09/Apr/2020 07:54:10] "GET / HTTP/1.1" 200 -
127.0.0.1 - - [09/Apr/2020 07:54:10] "GET /favicon.ico HTTP/1.1" 404 -

說明：

• @app.route('/')裝飾器映射URL和執行的函數。這個設置將URL映射到指定的函數上，例中指定當前路由為根目錄，如果為根目錄時也可以不寫 /，但是盡量寫上以示區別。
• app.run()是讓flask項目運行起來，可以指定主機號和端口號。
  默認的host是127.0.0.1，port為5000，host=0.0.0.0可以讓其他電腦也能訪問到該網站，port指定訪問的端口。

三、設置Debug模式

默認情況下flask不會開啟DEBUG模式，開啟DEBUG模式后，flask會在每次保存代碼的時候自動的重新載入代碼，並且如果代碼有錯誤，會在終端進行提示。
在hello_world()函數中加入錯誤代碼進行測試：

from flask import Flask

app = Flask(__name__)


# 裝飾器，將當前路由映射到指定函數
@app.route('/')
def hello_world():
    result = 1 / 0
    return 'hello world'


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

重新運行開啟服務后，會發現：

在日志中也會發現報錯：

[2020-04-09 08:07:17,881] ERROR in app: Exception on / [GET]
Traceback (most recent call last):
  File "C:\Users\Lenovo\.virtualenvs\Flask_Framework-rL0Lvhvz\lib\site-packages\flask\app.py", line 2447, in wsgi_app
    response = self.full_dispatch_request()
  File "C:\Users\Lenovo\.virtualenvs\Flask_Framework-rL0Lvhvz\lib\site-packages\flask\app.py", line 1952, in full_dispatch_request
    rv = self.handle_user_exception(e)
  File "C:\Users\Lenovo\.virtualenvs\Flask_Framework-rL0Lvhvz\lib\site-packages\flask\app.py", line 1821, in handle_user_exception
    reraise(exc_type, exc_value, tb)
  File "C:\Users\Lenovo\.virtualenvs\Flask_Framework-rL0Lvhvz\lib\site-packages\flask\_compat.py", line 39, in reraise
    raise value
  File "C:\Users\Lenovo\.virtualenvs\Flask_Framework-rL0Lvhvz\lib\site-packages\flask\app.py", line 1950, in full_dispatch_request
    rv = self.dispatch_request()
  File "C:\Users\Lenovo\.virtualenvs\Flask_Framework-rL0Lvhvz\lib\site-packages\flask\app.py", line 1936, in dispatch_request
    return self.view_functions[rule.endpoint](**req.view_args)
  File "xxx/first_flask.py", line 9, in hello_world
    result = 1 / 0
ZeroDivisionError: division by zero
127.0.0.1 - - [09/Apr/2020 08:07:17] "GET / HTTP/1.1" 500 -

這與顯然很麻煩，每次修改之后必須重新運行，而且錯誤信息在日志中才能看到。
我們可以開啟Debug模式，這樣每次修改代碼后都會載入代碼重新運行，並且代碼有問題時會顯示錯誤信息。

開啟Debug模式有幾種方式：

• 在run()方法中設置debug參數為True

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

• 設置app對象實例的屬性為True

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

• 通過配置參數config設置

if __name__ == '__main__':
    app.config.update(DEBUG=True)
    app.run()

config是繼承自字典類型的，所以可以使用字典的update()方法。

開啟Debug模式測試如下：

from flask import Flask

app = Flask(__name__)


# 裝飾器，將當前路由映射到指定函數
@app.route('/')
def hello_world():
    result = 1 / 0
    return 'hello world'


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

此時再看網頁：

並且控制台中也會提示已開啟Debug模式：

 * Serving Flask app "first_flask" (lazy loading)
 * Environment: production
   WARNING: This is a development server. Do not use it in a production deployment.
   Use a production WSGI server instead.
 * Debug mode: on
 * Restarting with stat
 * Debugger is active!
 * Debugger PIN: 313-629-160
 * Running on http://127.0.0.1:5000/ (Press CTRL+C to quit)

在開啟了DEBUG模式后，當程序有異常而進入錯誤堆棧模式，第一次點擊某個堆棧想查看變量值的時候，頁面會彈出一個對話框，提示輸入PIN值，比如在剛剛啟動的項目中的PIN值為313-629-160，輸入這個值后，Werkzeug會把這個PIN值作為cookie的一部分保存起來，並在8小時后過期，8小時內不需要再輸入PIN值。這樣做的目的是為了提高安全性，讓調試模式下的攻擊者更難攻擊到本站。

現在每次修改完代碼保存之后，都會自動加載代碼重啟服務，不需要再手動關閉服務再重啟了。

此時在報錯的網頁中可以Debug，需要使用控制台提供的PIN，操作示意如下：

Debug模式是在開發環境中開啟的，開發完成上線之后要關閉Debug模式，因為DEBUG模式會帶來非常大的安全隱患。

四、配置與配置文件

Flask項目的配置，都是通過app.config對象來進行配置的。
比如要配置一個項目處於DEBUG模式下，那么可以使用app.config['DEBUG] = True來進行設置，那么Flask項目將以DEBUG模式運行。
在Flask項目中，有四種方式進行項目的配置。

1.直接硬編碼

app = Flask(__name__)
app.config['DEBUG'] = True

硬編碼的方式不靈活，不便於進行復用。

2.通過update()方法

因為app.config是flask.config.Config的實例，而Config類是繼承自dict，因此可以通過update()方法進行配置。

app.config.update(
   DEBUG=True,
   SECRET_KEY='...'
)

3.通過from_object()方法

如果配置項特別多，可以把所有的配置項都放在一個模塊中，然后通過加載模塊的方式進行配置，假設有一個settings.py模塊，專門用來存儲配置項的，此你可以通過app.config.from_object()方法進行加載，並且該方法既可以接收模塊的的字符串名稱，也可以模塊對象。
有兩種形式：

# 1. 通過模塊字符串
app.config.from_object('settings')
# 2. 通過模塊對象
import settings
app.config.from_object(settings)

添加配置文件后，將配置項都放入該文件中，其他文件直接引用該配置文件中的配置項，提高了代碼的復用性、降低了耦合度，同時，在配置文件中修改了配置項時，其他代碼中均不需要修改，從而提高了代碼的靈活性。
新建config.py文件，添加一些配置項如下：

# 設置Debug模式為True
DEBUG = True

# 指定HOST
HOST = '127.0.0.1'

在flask文件中導入：

from flask import Flask
import config

app = Flask(__name__)


# 裝飾器，將當前路由映射到指定函數
@app.route('/')
def hello_world():
    result = 1 / 0
    return 'hello world'


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

再運行，也能開啟Debug模式。
也可以通過字符串形式導入：

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

此時不需要再導入config模塊。

4.通過from_pyfile()方法

app.config.from_pyfile()方法傳入一個文件名，通常是以.py結尾的文件，但也不限於只使用.py后綴的文件。
通過導入Python文件的形式導入配置文件：

if __name__ == '__main__':
    app.config.from_pyfile('config.py')
    app.run()

from_pyfile()方法有一個silent參數，設置為True時，如果配置文件不存在也不會報錯；
不僅支持Python格式的配置文件，也支持.ini等格式。

五、URL與函數的映射

從前面的例子中，我們可以看到，一個URL要與執行函數進行映射，使用的是@app.route裝飾器。
@app.route裝飾器中，可以指定URL的規則來進行更加詳細的映射，比如現在要映射一個文章詳情的URL，文章詳情的URL是/article/id/，id有可能為1、2、3…，那么可以通過以下方式：

@app.route('/article/<id>')
def article(id):
   return '%s article detail' % id

其中，尖括號是固定語法，表示地址中傳入的參數，默認的數據類型是字符串。
如果需要限制參數類型，則要寫成converter:variable，其中converter是類型名稱，可以有以下幾種：

• string
  默認的數據類型，接受任何沒有斜杠/的字符串。
• int
  整型。
• float
  浮點型。
• path
  和string類似，但是可以傳遞斜杠/。
• uuid
  uuid類型的字符串。
• any
  可以同時指定多種路徑。

新增路由域函數映射測試：

from flask import Flask


app = Flask(__name__)


@app.route('/')
def hello_world():
    return 'hello world'


@app.route('/corley')
def hello_corley():
    return '這是我的第一個Flask頁面'

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

顯示：

顯然，在地址中訪問http://127.0.0.1/corley可以訪問到，因為在flask中已經定義了。
同時還可以動態傳入參數：

from flask import Flask


app = Flask(__name__)


@app.route('/')
def hello_world():
    return 'hello world'


@app.route('/corley')
def hello_corley():
    return '這是我的第一個Flask頁面'

@app.route('/list/<aid>')
def article_list(aid):
    return '這是第{}篇文章'.format(aid)

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

顯示：

顯然，因為未定義 /list 所以不能訪問http://127.0.0.1:5000/list；
可以根據傳入的參數動態顯示視圖，但是並未對數據類型進行限制，可以增加對數據類型的限制：

from flask import Flask


app = Flask(__name__)


@app.route('/')
def hello_world():
    return 'hello world'


@app.route('/corley')
def hello_corley():
    return '這是我的第一個Flask頁面'

@app.route('/list/<int:aid>')
def article_list(aid):
    return '這是第{}篇文章'.format(aid)

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

顯示：

顯然，此時參數只能是整型數字了。
一般情況下參數中不能含有 /，要想含有 /，必須限制為path類型，除了此區別，path與string類型基本一樣。
示例如下：

from flask import Flask


app = Flask(__name__)


@app.route('/')
def hello_world():
    return 'hello world'


@app.route('/corley')
def hello_corley():
    return '這是我的第一個Flask頁面'

@app.route('/list/<int:aid>')
def article_list(aid):
    return '這是第{}篇文章'.format(aid)

@app.route('/list/<path:aid>')
def comment_list(aid):
    return '這是第{}個評論'.format(aid)

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

顯示：

顯然，如果參數為數字時，匹配article_list(aid)函數，如果為字符串類型或者參數中含有 / 時匹配comment_list(aid)函數。

訪問兩個路徑用同一個函數可以用any來限制，示例如下：

from flask import Flask


app = Flask(__name__)


@app.route('/')
def hello_world():
    return 'hello world'


@app.route('/corley')
def hello_corley():
    return '這是我的第一個Flask頁面'

@app.route('/list/<int:aid>')
def article_list(aid):
    return '這是第{}篇文章'.format(aid)

@app.route('/list/<path:aid>')
def comment_list(aid):
    return '這是第{}個評論'.format(aid)

@app.route('/<any(notice,follow):url_path>/')
def message(url_path):
    return '當前路徑是'.format(url_path)

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

顯示：

此時需要在路由路徑最后添加 / 才能正常訪問。
如果不想指定子路徑來傳遞參數，也可以通過 ?= 的形式來傳遞參數，例如：/article?id=xxx，這種情況下，可以通過request.args.get('id')來獲取id的值。如果是post方法，則可以通過request.form.get('id')來進行獲取。
在flask中添加這類的地址參數需要先從flask中導入request，示例如下：

from flask import Flask
from flask import request


app = Flask(__name__)


@app.route('/')
def hello_world():
    return 'hello world'


@app.route('/corley')
def hello_corley():
    return '這是我的第一個Flask頁面'

@app.route('/list/<int:aid>')
def article_list(aid):
    return '這是第{}篇文章'.format(aid)

@app.route('/list/<path:aid>')
def comment_list(aid):
    return '這是第{}個評論'.format(aid)

@app.route('/<any(notice,follow):url_path>/')
def message(url_path):
    return url_path

@app.route('/wd')
def baidu_search():
    return request.args.get('keyword')

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

顯示：

顯然，如果傳入的參數未在函數中定義，會報錯。