Python的WEB框架
Bottle
Bottle是一个快速、简洁、轻量级的基于WSIG的微型Web框架,此框架只由一个 .py 文件,除了Python的标准库外,其不依赖任何其他模块。
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Bottle框架大致可以分为以下部分:
- 路由系统,将不同请求交由指定函数处理
- 模板系统,将模板中的特殊语法渲染成字符串,值得一说的是Bottle的模板引擎可以任意指定:Bottle内置模板、mako、jinja2、cheetah
- 公共组件,用于提供处理请求相关的信息,如:表单数据、cookies、请求头等
- 服务,Bottle默认支持多种基于WSGI的服务,如:
框架的基本使用
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一、路由系统
路由系统是的url对应指定函数,当用户请求某个url时,就由指定函数处理当前请求,对于Bottle的路由系统可以分为一下几类:
- 静态路由
- 动态路由
- 请求方法路由
- 二级路由
1、静态路由
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2、动态路由
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3、请求方法路由
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4、二级路由
app01.py
app02.py
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二、模板系统
模板系统用于将Html和自定的值两者进行渲染,从而得到字符串,然后将该字符串返回给客户端。我们知道在Bottle中可以使用 内置模板系统、mako、jinja2、cheetah等,以内置模板系统为例:
hello_template.tpl
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1、语法
- 单值
- 单行Python代码
- Python代码快
- Python、Html混合
2、函数
include(sub_template, **variables)
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rebase(name, **variables)
base.tpl
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defined(name)
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get(name, default=None)
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setdefault(name, default)
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扩展:自定义函数
hello_template.tpl
main.py
注:变量或函数前添加 【 ! 】,则会关闭转义的功能
三、公共组件
由于Web框架就是用来【接收用户请求】-> 【处理用户请求】-> 【响应相关内容】,对于具体如何处理用户请求,开发人员根据用户请求来进行处理,而对于接收用户请求和相应相关的内容均交给框架本身来处理,其处理完成之后将产出交给开发人员和用户。
【接收用户请求】
当框架接收到用户请求之后,将请求信息封装在Bottle的request中,以供开发人员使用
【响应相关内容】
当开发人员的代码处理完用户请求之后,会将其执行内容相应给用户,相应的内容会封装在Bottle的response中,然后再由框架将内容返回给用户
所以,公共组件本质其实就是为开发人员提供接口,使其能够获取用户信息并配置响应内容。
1、request
Bottle中的request其实是一个LocalReqeust对象,其中封装了用户请求的相关信息:
2、response
Bottle中的request其实是一个LocalResponse对象,其中框架即将返回给用户的相关信息:
实例:
基本Form请求
上传文件
四、服务
对于Bottle框架其本身未实现类似于Tornado自己基于socket实现Web服务,所以必须依赖WSGI,默认Bottle已经实现并且支持的WSGI有:
WSGI
使用时,只需在主app执行run方法时指定参数即可:
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默认server="wsgiref",即:使用Python内置模块wsgiref,如果想要使用其他时,则需要首先安装相关类库,然后才能使用。如:
bottle.py源码
PS:以上WSGI中提供了19种,如果想要使期支持其他服务,则需要扩展Bottle源码来自定义一个ServerAdapter
更多参见:http://www.bottlepy.org/docs/dev/index.html
Flask
Flask是一个基于Python开发并且依赖jinja2模板和Werkzeug
WSGI服务的一个微型框架,对于Werkzeug本质是Socket服务端,其用于接收http请求并对请求进行预处理,然后触发Flask框架,开发
人员基于Flask框架提供的功能对请求进行相应的处理,并返回给用户,如果要返回给用户复杂的内容时,需要借助jinja2模板来实现对模板的处理,
即:将模板和数据进行渲染,将渲染后的字符串返回给用户浏览器。
“微”(micro) 并不表示你需要把整个 Web 应用塞进单个 Python 文件(虽然确实可以 ),也不意味着 Flask
在功能上有所欠缺。微框架中的“微”意味着 Flask 旨在保持核心简单而易于扩展。Flask 不会替你做出太多决策——比如使用何种数据库。而那些
Flask 所选择的——比如使用何种模板引擎——则很容易替换。除此之外的一切都由可由你掌握。如此,Flask 可以与您珠联璧合。
默认情况下,Flask 不包含数据库抽象层、表单验证,或是其它任何已有多种库可以胜任的功能。然而,Flask
支持用扩展来给应用添加这些功能,如同是 Flask
本身实现的一样。众多的扩展提供了数据库集成、表单验证、上传处理、各种各样的开放认证技术等功能。Flask
也许是“微小”的,但它已准备好在需求繁杂的生产环境中投入使用。
安装
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werkzeug
一、第一次
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二、路由系统
- @app.route(‘/user/<username>‘)
- @app.route(‘/post/<int:post_id>‘)
- @app.route(‘/post/<float:post_id>‘)
- @app.route(‘/post/<path:path>‘)
- @app.route(‘/login‘, methods=[‘GET‘, ‘POST‘])
常用路由系统有以上五种,所有的路由系统都是基于一下对应关系来处理:
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注:对于Flask默认不支持直接写正则表达式的路由,不过可以通过自定义来实现,见:https://segmentfault.com/q/1010000000125259
三、模板
1、模板的使用
Flask使用的是Jinja2模板,所以其语法和Django无差别
2、自定义模板方法
Flask中自定义模板方法的方式和Bottle相似,创建一个函数并通过参数的形式传入render_template,如:
index.html
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四、公共组件
1、请求
对于Http请求,Flask会讲请求信息封装在request中(werkzeug.wrappers.BaseRequest),提供的如下常用方法和字段以供使用:
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表单处理Demo
上传文件Demo
Cookie操作
2、响应
当用户请求被开发人员的逻辑处理完成之后,会将结果发送给用户浏览器,那么就需要对请求做出相应的响应。
a.字符串
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b.模板引擎
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c.重定向
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d.错误页面
指定URL,简单错误
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e.设置相应信息
使用make_response可以对相应的内容进行操作
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3、Session
除请求对象之外,还有一个 session 对象。它允许你在不同请求间存储特定用户的信息。它是在 Cookies 的基础上实现的,并且对 Cookies 进行密钥签名要使用会话,你需要设置一个密钥。
- 设置:session[‘username‘] = ‘xxx‘
- 删除:session.pop(‘username‘, None)
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Flask还有众多其他功能,更多参见:
http://docs.jinkan.org/docs/flask/
http://flask.pocoo.org/
Tornado
Tornado 是 FriendFeed 使用的可扩展的非阻塞式 web 服务器及其相关工具的开源版本。这个 Web
框架看起来有些像web.py 或者 Google 的 webapp,不过为了能有效利用非阻塞式服务器环境,这个 Web
框架还包含了一些相关的有用工具 和优化。
Tornado 和现在的主流 Web 服务器框架(包括大多数 Python 的框架)有着明显的区别:它是非阻塞式服务器,而且速度相当快。得利于其 非阻塞的方式和对 epoll 的
运用,Tornado 每秒可以处理数以千计的连接,这意味着对于实时 Web 服务来说,Tornado 是一个理想的 Web 框架。我们开发这个
Web 服务器的主要目的就是为了处理 FriendFeed 的实时功能 ——在 FriendFeed
的应用里每一个活动用户都会保持着一个服务器连接。(关于如何扩容 服务器,以处理数以千计的客户端的连接的问题,请参阅 C10K problem。)
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一、快速上手
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第一步:执行脚本,监听 8888 端口
第二步:浏览器客户端访问 /index --> http://127.0.0.1:8888/index
第三步:服务器接受请求,并交由对应的类处理该请求
第四步:类接受到请求之后,根据请求方式(post / get / delete ...)的不同调用并执行相应的方法
第五步:方法返回值的字符串内容发送浏览器
异步非阻塞实例
二、路由系统
路由系统其实就是 url 和 类 的对应关系,这里不同于其他框架,其他很多框架均是 url 对应 函数,Tornado中每个url对应的是一个类。
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三、模板
Tornao中的模板语言和django中类似,模板引擎将模板文件载入内存,然后将数据嵌入其中,最终获取到一个完整的字符串,再将字符串返回给请求者。
Tornado 的模板支持“控制语句”和“表达语句”,控制语句是使用 {%
和 %}
包起来的 例如 {% if len(items) > 2 %}
。表达语句是使用 {{
和 }}
包起来的,例如 {{ items[0] }}
。
控制语句和对应的 Python 语句的格式基本完全相同。我们支持 if
、for
、while
和 try
,这些语句逻辑结束的位置需要用 {% end %}
做标记。还通过 extends
和 block
语句实现了模板继承。这些在 template
模块 的代码文档中有着详细的描述。
layout.html
index.html
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在模板中默认提供了一些函数、字段、类以供模板使用:
escape
:tornado.escape.xhtml_escape
的別名xhtml_escape
:tornado.escape.xhtml_escape
的別名url_escape
:tornado.escape.url_escape
的別名json_encode
:tornado.escape.json_encode
的別名squeeze
:tornado.escape.squeeze
的別名linkify
:tornado.escape.linkify
的別名datetime
: Python 的datetime
模组handler
: 当前的RequestHandler
对象request
:handler.request
的別名current_user
:handler.current_user
的別名locale
:handler.locale
的別名_
:handler.locale.translate
的別名static_url
: forhandler.static_url
的別名xsrf_form_html
:handler.xsrf_form_html
的別名
Tornado默认提供的这些功能其实本质上就是 UIMethod 和 UIModule,我们也可以自定义从而实现类似于Django的simple_tag的功能:
1、定义
uimethods.py
uimodules.py
2、注册
main.py
3、使用
index.html
四、实用功能
1、静态文件
对于静态文件,可以配置静态文件的目录和前段使用时的前缀,并且Tornaodo还支持静态文件缓存。
main.py
index.html
备注:静态文件缓存的实现
静态文件缓存源码
2、csrf
Tornado中的夸张请求伪造和Django中的相似,跨站伪造请求(Cross-site request forgery)
配置
普通表单使用
Ajax使用
注:Ajax使用时,本质上就是去获取本地的cookie,携带cookie再来发送请求
3、cookie
Tornado中可以对cookie进行操作,并且还可以对cookie进行签名以放置伪造。
a、基本操作
Code
b、签名
Cookie 很容易被恶意的客户端伪造。加入你想在 cookie 中保存当前登陆用户的 id 之类的信息,你需要对 cookie
作签名以防止伪造。Tornado 通过 set_secure_cookie 和 get_secure_cookie 方法直接支持了这种功能。
要使用这些方法,你需要在创建应用时提供一个密钥,名字为 cookie_secret。 你可以把它作为一个关键词参数传入应用的设置中:
Code
内部算法
内部算法-加密
内部算法-解密
签名Cookie的本质是:
写cookie过程:
- 将值进行base64加密
- 对除值以外的内容进行签名,哈希算法(无法逆向解析)
- 拼接 签名 + 加密值
读cookie过程:
- 读取 签名 + 加密值
- 对签名进行验证
- base64解密,获取值内容
注:许多API验证机制和安全cookie的实现机制相同。
Demo-基于cookie进行用户验证
Demo-Toando内部提供基于cookie进行用户验证
五、扩展功能
1、自定义Session
a.知识储备
b.session实现机制
c. Session框架
一致性哈希
Session
2、自定义模型版定
模型绑定有两个主要功能:
- 自动生成html表单
- 用户输入验证
在之前学习的Django中为程序员提供了非常便捷的模型绑定功能,但是在Tornado中,一切需要自己动手!!!
html
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由于请求的验证时,需要考虑是否可以为空以及正则表达式的复用,所以:
Form验证框架