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Flask简介及实现原理

自从选修了Python程序设计之后,对Python的喜爱就一天天的狂热起来了。刚开始对他有好感仅仅是因为他是一种解释型的语言,心里觉得:“哎呦,这家伙真TM酷,可以像和我们对话一样运行我们的代码!”当时对于老师所说的“胶水语言”,根本就不理解是个啥,后来慢慢接触得多了,才知道Python拥有众多的包和库文件,能够轻松地将C、C++和JAVA等程序语言写的模块用起来。也就是从这个时候起就慢慢被Python深深地吸引了,折服于这个神奇的语言。

Python是个强大的语言,我们通常将其用于大数据计算,数据统计和Web爬虫,但是殊不知Python在web方面也是挺有作为的,其中我们熟知的豆瓣、Reddit、Quora和Dropbox等网站都是用Python来进行开发的,还有不少的网站都会在网站上用Python来作为扩展脚本语言进行开发,比如Facebook和Youtube。

在开发网站的时候,我们常常要使用网站框架,那么我们为什么要使用网站框架呢?因为网站系统发展到今天已经很复杂了,特别是服务器端软件,涉及到的知识,内容,非常广泛。这样开发出完善健壮的软件,对程序员的要求将会非常高。如果采用成熟,稳健的框架,那么一些基础的通用工作,比如,事物处理,安全性,数据流控制等都可以交给框架处理,那么程序员只需要集中精力完成系统的业务逻辑设计,可以降低开发难度。Python最出名的框架当然要数Django,此外还有Flask、Web2py、Tornado、webpy(开发者是大名鼎鼎的Aaron Swartz)和Bottle等框架。虽然Flask不是最出名的框架,但是他应该算得上是最灵活的框架了,这也就是我选择它的原因之一,再者它还是一个很轻量级的框架,一切都由你来决定,不再局限于传统的MVC开发模式(不是说MVC模式不好@_@)。这些特点其实也就是Flask受到广大开发者的喜爱的原因。

什么是Flask

Flask是由Python语言编写开发而成的 轻量级 的Web开发框架。Flask的作者是Armin Ronacher(同时他也是 Werkzeug 及 Jinja2 的作者,也是一个大神级别的人物)。本来这只是作者的一个愚人节玩笑,不过没想到后来大受欢迎,进而成为了一个正式的项目,并发展至今(这里我得吐槽几句,你能想象这个牛逼的框架只是人家的一个愚人节玩笑么?也就是说这个只是他的一个玩具,纯属做着玩的,人家根本不当那么一回事,顿时感觉智商受到10000点的嘲讽)。

Flask简介及实现原理 Flask基于Werkzeug WSGI工具箱和Jinja2 模板引擎。 Flask使用BSD授权。 Flask也被称为“microframework”,因为它使用简单的核心,用extension增加其他功能。Flask没有默认使用的数据库、窗体验证工具。然而,Flask保留了扩增的弹性,可以用Flask-extension加入这些功能:ORM、窗体验证工具、文件上传、各种开放式身份验证技术。我们可以这么理解,Flask是一个核心,而其他功能则是一些插件,需要什么功能,只要找到对应的插件,将其插入核心就能够实现该功能了。

简谈Flask实现原理

Flask是怎么将代码转换为我们可见的Web网页的。首先,我们得先从Web程序的一般流程来看,对于我们的Web应用来说,当客户端想要获取 动态资源 时,(比如ASP和PHP这类语言写的网站),这个时候就会发起一个HTTP请求(比如用浏览器访问一个URL),此时Web应用程序就会在服务器后台进行相应的业务处理(比如对数据库进行操作或是进行一些计算操作等),取出用户需要的数据,生成相应的HTTP响应(当然,如果访问的是 静态资源 ,服务器则会直接返回用户所需的资源,不会进行业务处理)。整个处理工程如下所示:

Flask简介及实现原理

在实际的应用中,不同的请求可能会调用相同的处理逻辑。这里有着相同业务处理逻辑的HTTP请求可以用一类URL来标识。比如在我们的博客站点中,对于所有想要获取Articles内容的请求而言,可以用 articles/

/这类URL来表示,这里的 article_id用以区分不同的article。接着在后台定义一个get_article(article_id)的函数,用来获取article相应的数据,此外还需要建立URL和函数之间的一一对应关系。这就是Web开发中所谓的 路由分发 ,如下图所示:

Flask简介及实现原理

在Flask中,使用werkzeug来做路由分发,werkzeug是Flask使用的底层WSGI库(WSGI,全称 Web Server Gateway Interface,或者 Python Web Server Gateway Interface,是为 Python 语言定义的Web服务器和Web应用程序之间的一种简单而通用的接口)。

WSGI将Web服务分成两个部分:服务器和应用程序。WGSI服务器只负责与网络相关的两件事:接收浏览器的HTTP请求、向浏览器发送HTTP应答;而对HTTP请求的具体处理逻辑,则通过调用WSGI应用程序进行。 WSGI 工作流程如下图所示:

Flask简介及实现原理

在Flask中,路由分发的代码写起来十分简单,如下:

@app.route('/articles/<int:article_id>/') 
defget_article(article_id):
return....#Get the data we need.

通过业务逻辑函数获得我们所需的数据后,服务器将会根据这些数据来生成HTTP响应(对于Web应用来说,一般就是一个HTML文件,这个是可以直接被我们的客户端,即浏览器直接读取并解释的)。在Web开发中,常规的做法是将获取的数据传入Web应用提供的一个HTML模板文件中,经过模板系统的渲染后最终得到我们所需要的HTML响应文件。

一般情况下, 虽然请求不同,但是响应中的数据的展示方式是相同的 ,通俗点说就是除了我们请求获得的数据不一样外,其他都是一样的,那么我们就可以设计一个模板(除了数据内容可以改动,其他都是固定的HTML文件)。我们仍然以博客站点为例,对不同article而言,其具体article content虽然不同,但页面展示的内容除了请求的数据外都是一样的,都有标题拦,内容栏等。也就是说,对于article来说,我们只需提供一个HTML模板,然后传入不同article数据,即可得到不同的HTTP响应。这就是所谓的 模板渲染 ,如下图所示:

Flask简介及实现原理

在Flask中使用Jinja2模板渲染引擎来做模板渲染(Jinja2是基于python的模板引擎,功能比较类似于于PHP的smarty,J2ee的Freemarker和velocity。它能完全支持unicode,并具有集成的沙箱执行环境,应用广泛。jinja2使用BSD授权)。Jinja2的工作流程如下图所示:

Flask简介及实现原理

在Flask中,模板渲染的代码写起来也是十分的便捷,代码如下:

@app.route('/articles/<int:article_id>/') 
defget_article(article_id):
returnrender_template('path/to/template.html', data_needed)

综上所述(哈哈,想起了高中的数学验证),在Flask中,我们处理一个请求的流程就是,首先根据 用户提交的URL来决定由哪个业务逻辑函数来处理,然后在函数中进行操作,取得所需的数据。再将取得的数据传给相应的模板文件中,由Jinja2负责渲染得到HTTP响应内容,即HTTP响应的HTML文件,然后由Flask返回响应内容。

简单的Flask示例程序

Flask很简单,同时他也很难,简单在他能十行启动一个Web网页;难在他十分灵活,用得好能撑起百万用户的大型Web网站。让我想到这和狄更斯所说的“这是最好的时代,这是最坏的时代,这是智慧的时代,这是愚蠢的时代;这是信仰的时期,这是怀疑的时期;这是光明的季节,这是黑暗的季节;这是希望之春,这是失望之冬;人们面前有着各样事物,人们面前一无所有;人们正在直登天堂;人们正在直下地狱。”有那么一点异曲同工的意味呢,哈哈~

以下是最最纯净,最最简单的Flask程序:

fromflaskimportFlask
app = Flask(__name__)

@app.route("/")
defhello():
return"Hello World!"

if__name__ =="__main__":
 app.run()

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