第Python學(xué)習(xí)之解析Flask運(yùn)行原理（圖文詳解）所有的PythonWeb框架都要遵循WSGI協(xié)議,在這里還是要簡(jiǎn)單回顧一下WSGI的核心概念。

WSGI中有一個(gè)非常重要的概念：每個(gè)PythonWeb應(yīng)用都是一個(gè)可調(diào)用（callable）的對(duì)象。在flask中，這個(gè)對(duì)象就是app=Flask(name)創(chuàng)建出來(lái)的app，就是下圖中的綠色Application部分。要運(yùn)行web應(yīng)用，必須有webserver，比如我們熟悉的apache、Nginx，或者python中的gunicorn，我們下面要講到的werkzeug提供的WSGIServer，它們是下圖的黃色Server部分。

Server和Application之間怎么通信，就是WSGI的功能。它規(guī)定了app(environ,start_response)的接口，server會(huì)調(diào)用application，并傳給它兩個(gè)參數(shù)：environ包含了請(qǐng)求的所有信息，start_response是application處理完之后需要調(diào)用的函數(shù)，參數(shù)是狀態(tài)碼、響應(yīng)頭部還有錯(cuò)誤信息。

WSGIapplication非常重要的特點(diǎn)是：它是可以嵌套的。換句話說(shuō)，可以寫個(gè)application，它做的事情就是調(diào)用另外一個(gè)application，然后再返回（類似一個(gè)proxy）。一般來(lái)說(shuō)，嵌套的最后一層是業(yè)務(wù)應(yīng)用，中間就是middleware。這樣的好處是，可以解耦業(yè)務(wù)邏輯和其他功能，比如限流、認(rèn)證、序列化等都實(shí)現(xiàn)成不同的中間層，不同的中間層和業(yè)務(wù)邏輯是不相關(guān)的，可以獨(dú)立維護(hù)；而且用戶也可以動(dòng)態(tài)地組合不同的中間層來(lái)滿足不同的需求。

Flask基于WerkzeugWSGI工具箱和Jinja2模板引擎。Flask使用BSD授權(quán)。Flask也被稱為microframework，因?yàn)樗褂煤?jiǎn)單的核心，用extension增加其他功能。Flask沒有默認(rèn)使用的數(shù)據(jù)庫(kù)、窗體驗(yàn)證工具。然而，F(xiàn)lask保留了擴(kuò)增的彈性，可以用Flask-extension加入這些功能：ORM、窗體驗(yàn)證工具、文件上傳、各種開放式身份驗(yàn)證技術(shù)。我們可以這么理解，F(xiàn)lask是一個(gè)核心，而其他功能則是一些插件，需要什么功能，只要找到對(duì)應(yīng)的插件，將其插入核心就能夠?qū)崿F(xiàn)該功能了。

Flask是怎么將代碼轉(zhuǎn)換為我們可見的Web網(wǎng)頁(yè)的。首先，我們得先從Web程序的一般流程來(lái)看，對(duì)于我們的Web應(yīng)用來(lái)說(shuō)，當(dāng)客戶端想要獲取動(dòng)態(tài)資源時(shí)，（比如ASP和PHP這類語(yǔ)言寫的網(wǎng)站），這個(gè)時(shí)候就會(huì)發(fā)起一個(gè)HTTP請(qǐng)求（比如用瀏覽器訪問一個(gè)URL），此時(shí)Web應(yīng)用程序就會(huì)在服務(wù)器后臺(tái)進(jìn)行相應(yīng)的業(yè)務(wù)處理（比如對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行操作或是進(jìn)行一些計(jì)算操作等），取出用戶需要的數(shù)據(jù)，生成相應(yīng)的HTTP響應(yīng)（當(dāng)然，如果訪問的是靜態(tài)資源，服務(wù)器則會(huì)直接返回用戶所需的資源，不會(huì)進(jìn)行業(yè)務(wù)處理）。整個(gè)處理工程如下所示：

在實(shí)際的應(yīng)用中，不同的請(qǐng)求可能會(huì)調(diào)用相同的處理邏輯。這里有著相同業(yè)務(wù)處理邏輯的HTTP請(qǐng)求可以用一類URL來(lái)標(biāo)識(shí)。比如在我們的博客站點(diǎn)中，對(duì)于所有想要獲取Articles內(nèi)容的請(qǐng)求而言，可以用articles/這類URL來(lái)表示，這里的article_id用以區(qū)分不同的article。接著在后臺(tái)定義一個(gè)get_article(article_id)的函數(shù)，用來(lái)獲取article相應(yīng)的數(shù)據(jù)，此外還需要建立URL和函數(shù)之間的一一對(duì)應(yīng)關(guān)系。這就是Web開發(fā)中所謂的路由分發(fā)，如下圖所示：

在Flask中，使用werkzeug來(lái)做路由分發(fā)，werkzeug是Flask使用的底層WSGI庫(kù)（WSGI，全稱WebServerGatewayinterface，或者PythonWebServerGatewayInterface，是為Python語(yǔ)言定義的Web服務(wù)器和Web應(yīng)用程序之間的一種簡(jiǎn)單而通用的接口）。

WSGI將Web服務(wù)分成兩個(gè)部分：服務(wù)器和應(yīng)用程序。WGSI服務(wù)器只負(fù)責(zé)與網(wǎng)絡(luò)相關(guān)的兩件事：接收瀏覽器的HTTP請(qǐng)求、向?yàn)g覽器發(fā)送HTTP應(yīng)答；而對(duì)HTTP請(qǐng)求的具體處理邏輯，則通過調(diào)用WSGI應(yīng)用程序進(jìn)行。WSGI工作流程如下圖所示：

在Flask中，路由分發(fā)的代碼寫起來(lái)十分簡(jiǎn)單，如下：

#管理員注銷頁(yè)面

@mAIn.route(/logout)

deflogout():

dm=DataManager()

currentUsers=dm.getUsers(0)

print(currentUsers[0])

returnrender_template(currentUsers.html,users=currentUsers)

通過業(yè)務(wù)邏輯函數(shù)獲得我們所需的數(shù)據(jù)后，服務(wù)器將會(huì)根據(jù)這些數(shù)據(jù)來(lái)生成HTTP響應(yīng)（對(duì)于Web應(yīng)用來(lái)說(shuō)，一般就是一個(gè)HTML文件，這個(gè)是可以直接被我們的客戶端，即瀏覽器直接讀取并解釋的）。在Web開發(fā)中，常規(guī)的做法是將獲取的數(shù)據(jù)傳入Web應(yīng)用提供的一個(gè)HTML模板文件中，經(jīng)過模板系統(tǒng)的渲染后最終得到我們所需要的HTML響應(yīng)文件。

一般情況下，雖然請(qǐng)求不同，但是響應(yīng)中的數(shù)據(jù)的展示方式是相同的，通俗點(diǎn)說(shuō)就是除了我們請(qǐng)求獲得的數(shù)據(jù)不一樣外，其他都是一樣的，那么我們就可以設(shè)計(jì)一個(gè)模板（除了數(shù)據(jù)內(nèi)容可以改動(dòng)，其他都是固定的HTML文件）。我們以博客站點(diǎn)為例，對(duì)不同article而言，其具體articlecontent雖然不同，但頁(yè)面展示的內(nèi)容除了請(qǐng)求的數(shù)據(jù)外都是一樣的，都有標(biāo)題攔，內(nèi)容欄等。也就是說(shuō)，對(duì)于article來(lái)說(shuō)，我們只需提供一個(gè)HTML模板，然后傳入不同article數(shù)據(jù)，即可得到不同的HTTP響應(yīng)。這就是所謂的模板渲染，如下圖所示：

在Flask中使用Jinja2模板渲染引擎來(lái)做模板渲染（Jinja2是基于python的模板引擎，功能比較類似于于PHP的smarty，J2ee的Freemarker和velocity。它能完全支持unicode，并具有集成的沙箱執(zhí)行環(huán)境，應(yīng)用廣泛。jinja2使用BSD授權(quán)）。Jinja2的工作流程如下圖所示：

在Flask中，模板渲染的代碼寫起來(lái)也是十分的便捷，代碼如下：

@app.route(/articles/int:article_id/)

defget_article(article_id):

returnrender_template(path/to/template.html,data_needed)

在Flask中，我們處理一個(gè)請(qǐng)求的流程就是，首先根據(jù)用戶提交的URL來(lái)決定由哪個(gè)業(yè)務(wù)邏輯函數(shù)來(lái)處理，然后在函數(shù)中進(jìn)行操作，取得所需的數(shù)據(jù)。再將取得的數(shù)據(jù)傳給相應(yīng)的模板文件中，由Jinja2負(fù)責(zé)渲染得到HTTP響應(yīng)內(nèi)容，即HTTP響應(yīng)的HTML文件，然后由Flask返回響應(yīng)內(nèi)容。

下面主要以實(shí)例項(xiàng)目對(duì)Flask運(yùn)行原理做一簡(jiǎn)要解析。在實(shí)例項(xiàng)目中，使用到了程序工廠函數(shù)和藍(lán)本。項(xiàng)目目錄結(jié)構(gòu)如下：

在manager.py文件中，定義了項(xiàng)目啟動(dòng)的入口函數(shù)：

#確保服務(wù)器只會(huì)在該腳本被Python解釋器直接執(zhí)行的時(shí)候才會(huì)運(yùn)行，而不是作為模塊導(dǎo)入的時(shí)候。

if__name__==__main__:

#啟用cmd命令行

#manager.run()

app.run(host=,port=9000,debug=True)

同時(shí)，在該文件中創(chuàng)建了工廠方法實(shí)例：

app=create_app()

在工程方法中，對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行了相關(guān)配置，創(chuàng)建了前端導(dǎo)航欄，同時(shí)對(duì)所創(chuàng)建的藍(lán)本進(jìn)行了注冊(cè)。在創(chuàng)建的藍(lán)本中主要涉及授權(quán)、路由及錯(cuò)誤處理模塊。

#構(gòu)造工廠方法

defcreate_app():

#在這里__name__==__main__

app=Flask(__name__)

app.url_map.converters[regex]=RegexConverter

#防止跨站攻擊注：為了增強(qiáng)安全性，密鑰不應(yīng)直接寫入代碼，而應(yīng)該保存在環(huán)境變量中

#app.config[SECRET_KEY]=hardtoguessstringSUNNY2017

#app.secret_key=Sunny123456

#flask提供的讀取外部文件

app.config.from_pyfile(config)

#basedir=os.path.abspath(os.path.dirname(__file__))

#print(basedir)

#配置數(shù)據(jù)庫(kù)連接

app.config[SQLALCHEMY_DATABASE_URI]=MySQL+pymysql://lmapp:lmapp@localhost/smp

app.config[SQLALCHEMY_COMMIT_ON_TEARDOWN]=True

app.config[SQLALCHEMY_TRACK_MODIFICATIONS]=True

nav.register_element(top,Navbar(uAPP安盾,

View(u當(dāng)前在線,main.index),

View(u全部用戶,main.all_users),

View(u注銷,main.logout),

View(u修改密碼,main.chgpwd),

nav.init_app(app)

db.init_app(app)

bootstrap.init_app(app)

#init_views(app)

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