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偷个懒，公号抠腚早报80%自动化——3.Flask速成大法（下）

2022-05-11 99
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简介： 本节就来过一过Flask，下一节再来利用Flask来写API接口和 静态页面，以及直接生成公号文章样式。

8、重定向与会话

Web开发中经常需要处理重定向和会话，Flask中内建了「redirect」和「session」来对它们进行处理。


0x1 重定向


页面重定向非常常见，最常用的就是登陆状态判断，如果没登陆将网页重定向到登录页，Flask中可以使用redirect 对象对其进行处理，状态码默认为302，可以传入code参数来修改，一般是：301，302，303，305和307， 简单的代码示例如下：


# coding=utf-8
from flask import Flask, redirect
app = Flask(__name__)
user_name = ''
@app.route('/article')
def article():
    if user_name == '':
        # 如果用户名为空，重定向跳转到登录页
        return redirect('/login')
    else:
        return "文章页"
@app.route("/login")
def login():
    global user_name
    user_name = 'admin'
    return "登录成功！"
if __name__ == "__main__":
    app.run(debug=True)


运行后操作流程如下：


浏览器键入：http://127.0.0.1:5000/article
自动跳转到：http://127.0.0.1:5000/login，显示登录成功
再次访问：http://127.0.0.1:5000/article，显示文章页


0x2 会话


我们可以把数据存储在用户会话（session）中，用户会话是一种私有存储，默认情况下保存在客户端cookie中。 会话主要为了解决两个问题：「访问者的标识和访问者信息记录」。浏览器第一次访问服务器，服务器在其 cookie中设置一个唯一的会话ID，浏览器后续对服务器的访问头中将自动包含该信息，服务器通过这个ID号来 区分不同的访问者。session依赖于cookie，一般存储在服务器，Flask提供了session对象来操作用户会话， 可以使用[]操作符读取或者设置指定键值，默认情况下，Flask将会话对象加密后存储在客户端的cookie里， 因此必须要应用实例的secret_key属性配置一个加密种子才能使用session。用法示例如下：


# 设置session
session['name'] = 'jay'
# 读取session
session.get('name')
# 配置加密种子（两种方法二选一）
app.secret_key = '123456' 
app.config['SECRET_KEY']='123456'


9、静态文件管理

静态文件就是那些不会被改变的文件，例如：图片，CSS样式文件，JavaScript脚本文件和字体文件等。 Flask默认会在根目录中名为static的子目录中寻找静态文件，所以如果需要用到静态文件可以创建一个 static的文件夹，然后把静态文件丢里面。可以参考下面这样的结构来组织项目：


static/
    css/
        lib/
            bootstrap.css
        style.css
        home.css
    js/
        lib/
            jquery.js
            chart.js
        home.js
    img/
        logo.svg
        favicon.ico


另外，不要在模板中写死静态文件路径，应该使用url_for函数生成路径，示例如下：


url_for('static', filename='css/style.css')


当然，如果你想修改静态文件的真实目录，可以在Flask构造函数中传入参数：static_folder='文件夹名'。 另外，为了获得更好的处理能力，建议使用Nginx或其他Web服务器管理静态文件，图片这类资源可以 托管到CDN平台上。（比如七牛云）


10、蓝图

蓝图（Blueprint），定义了可用于单个应用的视图，模板，静态文件等等的集合。通俗点理解就是 一个实现应用模块化的好工具，使用蓝图能使得项目层次更加清晰，更易于开发和维护，通常作用于 相同URL前缀的路由。先来看一个没使用蓝图的示例：


# coding=utf-8
from flask import Flask
app = Flask(__name__)
@app.route('/user/index')
def user_index():
    return 'user_index'
@app.route('/user/show')
def user_show():
    return 'user_show'
@app.route('/user/add')
def user_add():
    return 'user_add'
@app.route('/admin/index')
def admin_index():
    return 'admin_index'
@app.route('/admin/show')
def admin_show():
    return 'admin_show'
@app.route('/admin/add')
def admin_add():
    return 'admin_add'
if __name__ == "__main__":
    app.run(debug=True)


上面的代码挺整齐的，不过有几个问题：


  • 如果user和admin的功能不止上面的几个，而是好几百呢，代码会非常庞大臃肿。


  • 大型的项目都是多人协作的，所有人都在这里文件里开发的话，处理合并冲突会很头痛。


  • 如果哪天这两个用户模块不要了，还需要一行行的去找，然后删代码。


我们使用蓝图来把user和admin拆分成两个不同的.py文件，admin.py 文件内容如下：


# coding=utf-8
from flask import Blueprint
admin = Blueprint('admin', __name__,url_prefix='/admin')
@admin.route('/index')
def admin_index():
    return 'admin_index'
@admin.route('/show')
def admin_show():
    return 'admin_show'
@admin.route('/add')
def admin_add():
    return 'admin_add'


user.py 文件内容如下：


# coding=utf-8
from flask import Blueprint
user = Blueprint('user',__name__)
@user.route('/index')
def user_index():
    return 'user_index'
@user.route('/show')
def user_show():
    return 'user_show'
@user.route('/add')
def user_add():
    return 'user_add'


注册蓝图，hello.py的代码内容如下：


# coding=utf-8
from flask import Flask
from admin import *
from user import *
app = Flask(__name__)
app.register_blueprint(admin)
app.register_blueprint(user, url_prefix='/user')
if __name__ == "__main__":
    print(app.url_map)
    app.run(debug=True)


利用app.url_map函数，查看所有的路由，打印结果如下：


Map([<Rule '/admin/index' (GET, HEAD, OPTIONS) -> admin.admin_index>,
 <Rule '/admin/show' (GET, HEAD, OPTIONS) -> admin.admin_show>,
 <Rule '/admin/add' (GET, HEAD, OPTIONS) -> admin.admin_add>,
 <Rule '/user/index' (GET, HEAD, OPTIONS) -> user.user_index>,
 <Rule '/user/show' (GET, HEAD, OPTIONS) -> user.user_show>,
 <Rule '/user/add' (GET, HEAD, OPTIONS) -> user.user_add>,
 <Rule '/static/<filename>' (GET, HEAD, OPTIONS) -> static>])


url_prefix这个参数用于设置request.url中的url前缀，另外只有满足前缀的请求才会 通过注册的蓝图的视图方法处理请求并返回。可以写在子模块中，也可以在register_blueprint注册蓝图的时候传入，只需传入一次！之后打开http://127.0.0.1:5000/admin/index，可以看到 如图所示的结果：



10、g对象和钩子函数

有时在处理请求前后，执行某些特定代码是非常有用的，这就用到了请求钩子，比如：请求前创建db链接， 验证用户身份等，flask提供了注册通用函数的功能，只需要写一个请求钩子——函数，整个程序实例全局都被应用， 比如请求前验证用户状态的例子，没登陆跳转登录页面等。钩子函数需要借助Flask的全局变量g，g作为中间变量， 在钩子函数和视图函数间传递数据。


0x1 g对象


g，global，g对象是专门用来保存用户数据的，存储的数据在全局都可以使用。代码示例如下：


from flask import g, request
@app.route('/')
def index():
    user = request.args.get('user')
    g.user = user   # 保存用户数据


0x2 钩子函数


Flask提供下述四种钩子函数：


  • before_first_request：在第一次请求前调用，可以在此方法内做一些初始化操作。


  • before_request：在每次请求前调用，一般做校验，如果校验不成功，可以在这个方法内直接响应，直接return的话，不会执行视图函数。


  • after_request：在执行完视图函数之后会调用，并把视图函数生成的响应传入，可以在此方法中对响应做最后一步同意的处理。


  • teardown_request：每一次请求后都会调用，会接收一个参数——服务器出现的错误信息。


写一个程序来验证下钩子函数的执行流程（运行后，访问两次）：


127.0.0.1 - - [30/Aug/2018 10:53:42] "GET / HTTP/1.1" 200 -
before_first_request
before_request
after_request
teardown_request
127.0.0.1 - - [30/Aug/2018 10:53:45] "GET / HTTP/1.1" 200 -
before_request
after_request
teardown_request


11、上下文

上下文相当于一个容器，保存了Flask程序运行过程中的一些信息，根据管理机制分为两种：


  • 请求上下文（RequestContext）Request：请求的对象，封装了Http请求的内容；Session：根据请求中的cookie，重载访问者相关的会话信息。


  • 程序上下文（AppContext）g：处理请求时用作临时存储的对象，保存的是当前请求的全局变量，不同的请求会有不同的全局变量！current_app：当前运行程序的程序实例，保存的是应用程序的变量，比如可以使用current_app.name获取当前应用的名称， 也可以在current_app中存储一些配置信息，变量等，使用示例：current_app.text = 'value'。


Flask中，而关于上下文的管理可以分为三个阶段：


  • 请求进来时：将request，session封装到RequestContext类中，app, g封装在AppContext类中， 并通过LocalStack将RequestContext和AppContext放入Local类中。


  • 视图函数：通过localproxy -> 偏函数 -> localstack -> local取值。


  • 请求结束前：执行save.session() -> 各自执行pop() -> 清除local中的数据。


12、异常处理

在开发中，后台发生异常，但又不想把异常显示给用户看，或者需要同一处理的时候，可以使用abort()函数 主动抛出异常，再捕获异常，然后返回一个美化后的页面，最常见的就是404了，代码示例如下：


@app.route("/test")
def test():
abort(404)
@app.errorhandler(404)
def error(e):
    return "一个精美的404页面"


代码执行后，浏览器键入：http://127.0.0.1:5000/test，可以看到如图所示的结果：



另外，你也可以把所有异常处理些写到一个蓝图中，代码示例如下：


# coding=utf-8
from flask import Blueprint, abort
exception = Blueprint('exception', __name__)
@exception.errorhandler(404)
def error(e):
    return "一个精美的404页面"
# 注册蓝图
from error import exception
app.register_blueprint(exception, url_prefix='/error')


13、ORM框架——SQLAlchemy

使用对象映射关系（Object-Relational Mapper）ORM框架来操作数据库。所谓的ORM框架就是：


「将底层的数据操作指令抽象成高层的面向对象操作」


不用再写繁琐的SQL操作语句，利用ORM框架可以简化成对Python对象的操作。


表映射成类，行作为实例，字段作为属性.


ORM在执行对象操作时会将对应操作转换为数据库原生语句。Python中用得最广泛的ORM框架是SQLAlchemy。


0x1 安装flask-sqlalchemy


直接使用pip命令安装即可


pip install flask-sqlalchemy


另外SQLAlchemy本身无法操作数据库，依赖于pymysql等第三方库，里面有个Dialect模块专门用于 和数据API交流，根据配置文件的不同而调用不同的数据库API，从而实现对数据库的操作。数据库使用 URL限定，常见的数据库引擎与其对应的URL如下表所示：


数据库引擎 URL
MySQL mysql+pymysql://username:password@hostname/database
Postgres postgresql://username:password@hostname/database
SQLite (Unix，开头四个斜线) sqlite:////absolute/path/to/database
SQLite (Windows) sqlite:///c:/absolute/path/to/database
Postgres postgresql://username:password@hostname/database
Oracle oracle://username:password@hostname/database


参数简述：


  • username：登录数据库的用户名。


  • password：登录数据库的密码。


  • hostname：SQL服务所在的主句，可以是本地也可以是远程。


  • database：使用的数据库。


0x2 连接数据库


连接MySQL数据库的代码示例如下：


from sqlalchemy import create_engine
engine = create_engine('mysql+pymysql://jay:zpj12345@localhost:3306/todo')
with engine.connect() as con:
    rs = con.execute("SELECT 1")
    print(rs.fetchone())


输出结果如下：


(1,)


另外还可以通过下面这样的方法来初始化SQLAlchemy，代码示例如下：


from flask_sqlalchemy import SQLAlchemy
db = SQLAlchemy()
app = Flask(__name__)
    db.init_app(app)


0x3 使用原生SQL


sqlalchemy支持直接执行原生的SQL语句，代码示例如下：


from sqlalchemy import create_engine
engine = create_engine('mysql+pymysql://jay:zpj12345@localhost:3306/todo')
with engine.connect() as con:
    con.execute("CREATE TABLE IF Not Exists note(_id INT AUTO_INCREMENT PRIMARY KEY, tran TEXT, status int)")
    con.execute("INSERT INTO note(tran, status) VALUES ('吃饭', 1)")
    con.execute("INSERT INTO note(tran, status) VALUES ('睡觉', 1)")
    rs = con.execute("SELECT * FROM note")
    for row in rs:
        print(row)


代码输出结果如下：


(1, '吃饭', 1)
(2, '睡觉', 1)


0x4 ORM模型与基本操作


演示一波Flask-SQLAlchemy的基本操作：


1.建表（create_all，对应的删除表可以用drop_all）


# models.py
from manager import db
class Note(db.Model):
    __tablename__ = 'note'
    _id = db.Column(db.INTEGER, primary_key=True, autoincrement=True)
    tran = db.Column(db.TEXT)
    status = db.Column(db.INT,default=0)
db.create_all() # 创建表


2.插入数据


from model import Note
from manager import db
def create_note():
    # 创建一个新对象
    note1 = Note()
    note1.tran = "吃饭"
    note1.status = "1"
    note2 = Note()
    note2.tran = "睡觉"
    note2.status = "2"
    # 将新建笔记添加到数据库会话中
    db.session.add(note1)
    db.session.add(note2)
    # 将数据库会话中的变动提交到数据库中，如果不commit，数据库内容是不会变化的
    db.session.commit()
create_note()


3.删除数据


def delete_note():
    # 获取笔记对象(这里是获取_id=1的记录)
    note = Note.query.filter_by(_id=1).first()
    # 删除笔记
    db.session.delete(note)
    # 提交数据库会话
    db.session.commit()
delete_note()


4.修改数据


def update_note():
    # 获取笔记对象(这里是获取_id=2的记录)
    note = Note.query.filter_by(_id=2).first()
    # 修改笔记内容
    note.tran = "打豆豆"
    # 提交数据库会话
    db.session.commit()
update_note()


5.查询数据


说到查询，必然有查询条件，SQLAlchemy提供了如下表所示的常用查询函数：


函数 描述 使用示例
filter_by 精确查询 filter_by(xxx='xxx')
filter 模糊查询 filter(xxx.endWith('xxx'))
get(主键) 根据主键查询，一般为id get(1)
not_() 逻辑非，也可以直接把==换成!= not_(xxx='xxx')
and_() 逻辑与 and_(xxx='xxx')
or_() 逻辑或 or_(xxx='xxx')
in_() 在某个范围里 XXX.xxx.in_((1,2,3))
notin_() 不在某个范围内 XXX.xxx.notin_((1,2,3))
first() 返回查询到的一个对象 XXX.query.first()
all() 返回查询到的所有对象 XXX.query.all()
order_by() 排序 XXX.order_by(xxx.xxx.desc())
limit() 限制返回条数 XXX.limit(3)
offset() 设置偏移量 XXX.offset()
count() 返回记录的总条数 xxx.count()


代码示例如下：


from sqlalchemy import not_, or_
def query_all():
    notes = Note.query.all()
    print("查询全部数据：", notes)
    note = Note.query.filter(not_(or_(Note.tran == '吃饭', Note.tran == '睡觉'))).first()
    print(note._id, "：", note.tran, "：", note.status)
if __name__ == '__main__':
    # 先插入几条数据
    create_note()
    create_note()
    query_all()


输出结果如下：


查询全部数据： [<Note 2>, <Note 3>, <Note 4>, <Note 5>, <Note 6>]
2 ： 打豆豆 ： 2


14.Web表单插件——Flask-WTF

Flask中一般不会直接用原始表单，而是通过Flask-WTF扩展，它简单继承了WTForms，包括CSRF （跨域请求伪造），验证表单数据的功能，文件上传以及Google内嵌的验证码。


0x1 WTForms支持的HTML标准字段


字段类型 说明
StringField 文本字段
TextAreaField 多行文本字段
PasswordField 密码文本字段
HiddenField 隐藏文本字段
DateField 文本字段，值为datetime.date格式
DateTimeField 文本字段，值为datetime.datetime格式
IntegerField 文本字段，值为整数
DecimalField 文本字段，值为decimal.Decimal
FloatField 文本字段，值为浮点数
BooleanField 复选框，值为True和False
RadioField 一组单选框
SelectField 下拉列表
SelectMultipleField 下拉列表，可选择多个值
FileField 文件上传字段
SubmitField 表单提交按钮
FormField 把表单作为字段嵌入另一个表单
FieldList 一组指定类型的字段


0x2 WTForms验证函数


验证函数 说明
Email 验证电子邮件地址
EqualTo 比较两个字段的值，常用于要求输入两次密码进行确认的情况
IPAddress 验证IPv4网络地址
Length 验证输入字符串的长度
NumberRange 验证输入的值在数字范围内
Optional 无输入值时跳过其他验证函数
Required 确保字段中有数据
Regexp 使用正则表达式验证输入值
URL 验证URL
AnyOf 确保输入值在可选值列表中
NoneOf 确保输入值不在可选列表中


0x3 写个简单的例子


接着我们来编写一个注册表单的例子：


# coding=utf-8
from flask import Flask, request, render_template
from flask_wtf import FlaskForm
# 导入自定义表单需要的字段
from wtforms import SubmitField, StringField, PasswordField
# 导入表单验证
from wtforms.validators import DataRequired, EqualTo
app = Flask(__name__)
app.config['SECRET_KEY'] = '123456'
# 自定义表单类
# StringField和PasswordField用于区分文本框类型
# 第一个参数是label值，第二个参数validators是要验证的内容
class RegisterForm(FlaskForm):
    username = StringField('用户名:', validators=[DataRequired()])
    password = PasswordField('密码:', validators=[DataRequired()])
    password2 = PasswordField('确认密码:', validators=[DataRequired(), EqualTo('password', '两次输入的密码不一致！')])
    submit = SubmitField('注册')
@app.route("/register", methods=['GET', 'POST'])
def register():
    # 实例化注册表单类
    register_from = RegisterForm()
    if request.method == 'POST':
        # 获取请求参数参数
        username = request.form.get('username')
        password = request.form.get('password')
        password2 = request.form.get('password2')
        # 调用validation_on_submit，一次性执行完所有验证函数的逻辑
        if register_from.validate_on_submit():
            return '注册成功！'
        else:
            return '前后密码不一致！'
    return render_template('register.html', form=register_from)
if __name__ == "__main__":
    print(app.url_map)
    app.run(debug=True)


# templates/register.html
<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
    <meta charset="UTF-8">
    <title>Title</title>
</head>
<body>
    <form method="post">
        {# 设置scrf_token #}
        {{ form.csrf_token() }}
        {{ form.username.label }}&nbsp;&nbsp;{{ form.username }}<br>
        {{ form.password.label }}&nbsp;&nbsp;{{ form.password }}<br>
        {{ form.password2.label }}&nbsp;&nbsp;{{ form.password2 }}<br>
        <br>
        {{ form.submit }}
    </form>
</body>
</html>


输入一波一样的密码和不一样的密码，浏览器的输出结果如下所示：



另外有一点要注意：


使用Flask-WTF需要配置参数SECRET_KEY，CSRF_ENABLED是为了**CSRF（跨站请求伪造）**保护。 SECRET_KEY用于生成加密令牌，当CSRF激活的时候，该设置会根据设置的密钥生成加密令牌。


15.一个简单通用的Flask项目结构


Flask基础学得差不多了，接着我们来规范下项目结构，一个比较简单通用的项目结构如图：



简述下结构：


  • app：整个项目的包目录。


  • models：数据模型。


  • static：静态文件，css，JavaScript，图标等。


  • templates：模板文件。


  • views：视图文件。



  • venv：虚拟环境。



  • requirements.txt：项目启动控制文件。


创建流程：


在__init__.py中初始化app实例，代码如下：


from flask import Flask
app = Flask(__name__)


views.py中写个简单的index路由：


from app import app
from flask import render_template
@app.route('/')
def index():
    return render_template("index.html")


templates文件夹创建一个index.html：


<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
    <meta charset="UTF-8">
    <title>Title</title>
</head>
<body>
<h1>Hello Flask!</h1>
</body>
</html>


接着键入：python manage.py runserver，浏览器打开：http://127.0.0.1:5000/



项目结构基本就弄好了，接着我们把项目丢到远程服务器上。


16.把Flask项目部署到云服务器上

0x1 代码上传至云服务器


有两种可选的方法，最简单的就是通过FTP/SFTP工具直接传。另外一种是把项目托管到 类似于Github这类代码托管平台，然后直接ssh连云服务器，通过git clone命令把项目 拷贝到服务器上，这里笔者直接用的第一种方法，把项目上传到云服务器上。


0x2 安装nginx


Nginx是一款轻量级、性能强、占用资源少，能很好的处理高并发的反向代理软件。 Flask自带的Web Server只能开单线程，自己测试还行，放到线上就不行了，这里 我们用到Nginx，直接通过apt-get命令进行安装，命令如下：


apt-get install nginx


安装完后，外网访问服务器的公网ip，出现下述页面说明安装成功：



Nginx安装完，会默认创建一个目录：/var/www/，直接通过命令把我们的 项目移动到这个路径下。


mv AutoPubNews /var/www/AutoPubNews


0x3 安装配置uwsgi


WSGI是一种WEB服务器，或者叫网关接口，Web服务器（如nginx）与应用服务器 （如uWSGI）通信的一种规范（协议）。而uWSGI实现了WSGI的所有接口，是一个 快速、自我修复、开发人员和系统管理员友好的服务器。uWSGI代码完全用C编写， 效率高、性能稳定。举个例子：uWSGI把HTTP协议转化成WSGI协议，让Python可以 直接使用。直接键入pip命令安装：


pip install uwsgi


一般都是能直接安装完成的，如果出错了可以试试先安装libpython3.x-dev， 比如笔者的版本是3.5：


apt-get install libpython3.5-dev


接着配置一下uwsgi，在项目里新建一个config.ini作为配置文件：


vim config.ini


添加下述内容：


[uwsgi]
# uwsgi 启动时所使用的地址与端口
socket = 127.0.0.1:8001 # 可以使用其他端口                                                  
# 指向网站目录                                                                              
chdir = /var/www/AutoPubNews                                                                   
# python 启动程序文件                                                                       
wsgi-file = manage.py                                                                      
# python 程序内用以启动的 application 变量名                                                
callable = app                                                                              
# 处理器数                                                                                  
processes = 4                                                                               
# 线程数                                                                                    
threads = 2                                                                                 
#状态检测地址
stats = 127.0.0.1:5000


接着执行下述命令：


uwsgi config.ini


出现： Stats server enabled on 127.0.0.1:5000，代表正常启动。


0x4 配置Nginx


接着配置下Nginx，不要去动默认的nginx.conf，直接将：/etc/nginx/sites-available/default覆盖掉，新建default文件，添加下述内容：


server {
      listen  80;
      server_name _; 
      location / {
        include      uwsgi_params;
        uwsgi_pass   127.0.0.1:8001;  # 指向uwsgi 所应用的内部地址,所有请求将转发给uwsgi 处理
        uwsgi_param UWSGI_PYHOME /home/www/AutoPubNews/venv; # 指向虚拟环境目录
        uwsgi_param UWSGI_CHDIR  /home/www/AutoPubNews; # 指向网站根目录
        uwsgi_param UWSGI_SCRIPT manager:app; #  
      }
    }


接着键入下述命令重启加载下nginx配置：


sudo service nginx restart


接着启动uwsgi，然后就可以通过服务器的公网ip直接访问我们的项目了：



0x5 域名解析


每次访问项目都用ip，显得有些繁琐，我们可以买个域名做下映射耍耍。 域名直接买就好，需要备案，搞定后打开域名管理页，找到刚买的域名 点击解析



然后点击「添加记录」会出现如图所示的对话框，记录值那里填你的云服务器公网ip即可。



此时就可以直接通过域名来访问我们的项目了。


行吧，关于Flask速成就这么都，下节我们来利用Flask编写API接口，动态生成页面等。 有疑问的欢迎在评论区留言，谢谢~


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