Flask

Flask Concept

"Flask Concept"

Posted by Stephen on March 1, 2020

前言

本文意在了解Flask的基本概念，想要清楚知道Flask和Django的区别，以下是具体的区别

Flask和Django有什么区别？

  • Flask
    • 轻量级web框架，默认依赖两个外部库：jinja2和Werkzeug WSGI工具
    • 适用于做小型网站以及web服务的API，开发大型网站无压力，但架构需要自己设计
    • 与关系型数据库的结合相当Django，而与非关系型数据库的结合远远优于Django

  • Django

    • 重量级web框架，功能齐全，提供一站式解决的思路，能让开发者不用在选择上花费大量时间。
    • 自带ORM(Object-Relational Mapping 对象关系映射)和模板引擎，支持jinja等非官方模板引擎。
    • 自带ORM使Django和关系型数据库耦合度高，如果要使用非关系型数据库，需要使用第三方
    • 自带数据库管理app
    • 成熟，稳定，开发效率高，相对于Flask，Django的整体封闭性比较好，适合做企业级网站的开发。
    • python web框架的先驱，第三方库丰富

环境

系统环境

Distributor ID:	Deepin
Description:	Deepin 20 Beta
Release:	20 Beta
Codename:	n/a
Linux version :     5.3.0-3-amd64 (debian-kernel@lists.debian.org)
Gcc version:        8.3.0 (Debian 8.3.0-6)
Debian Version     10.4

软件信息

version : 	
     None

正文

什么是Flask，有什么优点？

  • 概念解释

Flask是一个Web框架，就是提供一个工具，库和技术来允许你构建一个Web应用程序。

这个Web应用程序可以是一些Web页面，博客，wiki，基于Web的日里应用或商业网站。

  • 优点

Flask属于微框架（micro-framework)这一类别，微架构通常是很小的不依赖外部库的框架。

  1. 更新时依赖小
  2. 框架很轻量
  3. 专注于安全方面的bug
  • Flask基本依赖

  1. Werkzeug 一个WSGI工具包（web服务网关接口（Python Web Server Gateway Interface，缩写为WSGI）是为python语言定义的web服务器和web应用程序或框架之间的一种简单而通用的借口，其他语言也有类似的接口）

  2. jinja2模板引擎

什么是WSGI?

WSGI（Web Server Gateway Interface，Web 服务器网关接口）则是Python语言中所定义的Web服务器和Web应用程序之间或框架之间的通用接口标准。

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。

WSGI就是一座桥梁，桥梁的一端称为服务端或网关端，另一端称为应用端或者框架端，WSGI的作用就是在协议之间进行转化。

WSGI将Web组件分成了三类：Web 服务器（WSGI Server）、Web中间件（WSGI Middleware）与Web应用程序（WSGI Application）。 Web Server接收HTTP请求，封装一系列环境变量，按照WSGI接口标准调用注册的WSGI Application，最后将响应返回给客户端。

Flask框架依赖组件?

  1. Route(路由)
  2. blueprint(蓝图)
  3. Models(orm模型)
  4. templates(模板)

列举使用过的Flask第三方组件?

flask_bootstrap
flask-WTF
flask_sqlalchemy

整体

Flask：MVC模型

flask是一个典型的MVC框架

  1. 浏览器请求get或者post
  2. 通过WSGI的装饰器route()路由重定向到指定的函数做指定的动作
  3. jinja2的render_template()渲染显示模板并输出
Flask脚本的常用方式是什么?
在shell中运行脚本文件
在python编译器中run
Flask应用实例化发生什么？

Flask应用的app.run()方法会调用werkzeug.serving模块中的run_simple方法。这个方法会创建一个本地的测试服务器，并且在这个服务器中运行Flask应用。

from werkzeug.wrappers import Request, Response

@Request.application
def hello(request):
    return Response('Hello World!')

if __name__ == '__main__':
    from werkzeug.serving import run_simple
    run_simple('localhost', 4000, hello)

当服务器开始调用Flask应用后，便会触发Flask应用的_call_(environ, start_response)方法。其中environ由服务器产生，start_response在服务器中定义。

def __call__(self, environ, start_response):
    """The WSGI server calls the Flask application object as the
        WSGI application. This calls :meth:`wsgi_app` which can be
        wrapped to applying middleware."""
    return self.wsgi_app(environ, start_response)

执行wsgi_app 得到 一个 RequestContext的对象 ctx (封装了request以及session)

上面我们分析到当Flask应用被调用时会执行wsgi_app(environ, start_response)方法。可以看出，wsgi_app是真正被调用的WSGI应用，之所以这样设计，就是为了在应用正式处理请求之前，wsgi_app可以被一些“中间件”装饰，以便先行处理一些操作。

简述Flask上下文管理流程?

每次有请求过来的时候，flask 会先创建当前线程或者进程需要处理的两个重要上下文对象，把它们保存到隔离的栈里面，这样视图函数进行处理的时候就能直接从栈上获取这些信息。

flask 提供两种上下文：application context 和 request context 。

application context 演化出来两个变量 current_app 和 g

request context 则演化出来 request 和 session。

想要搞清楚三个概念：

partial 偏函数 ，生成一个新的函数

local线程安全，保证线程安全,也保证了处理速度，保存一个全局变量，但是这个全局变量只有在当前线程才能访问

falsk上下文管理可以分为三个阶段：

1. 请求上文 ->

   当请求进来,第一件事就是要把当前这个请求在服务器上的线程开辟一个空间(线程对应的空间,必须含有stack对应一个列表存放ctx(request/session).

   具体-->:   将request，session封装在 RequestContext类中

    		 将current_app，g封装在AppContext类中,

    		 并通过LocalStack将requestcontext和appcontext放入Local类中

   在local类中,以线程ID号作为key的字典.

2. 请求下文： 

    通过localproxy--->偏函数--->localstack--->local取值

3. '请求响应时'：-->要将上下文管理中的数据清除

    先执行save.session()再各自执行pop(),将local中的数据清除

请求

列举Http请求中常见的请求方式?

GET / POST/DELETE

列举HttpX响应中的状态码?
  • 404 请求的url地址不存在
  • 400 请求参数错误
  • 503 访问限制有权限
  • 201 请求成功，参数作进一步处理
  • 200 访问成功
  • 302 重定向
列举Http请求中常见的请求头?
User-Agent：浏览器类型，如果Servlet返回的内容与浏览器类型有关则该值非常有用。
Cookie：这是最重要的请求头信息之一
Content-Type:请求类型
Flask蓝图的作用?

蓝图Blueprint实现模块化的应用

  1. book_bp = Blueprint(‘book’, name）创建蓝图对象

  2. 蓝图中使用路由@book_bp.route(‘url’)

  3. 在另一.py文件里导入和注册蓝图

    from book import book_bp 
app.register_blueprint(book_bp)

作用

  • 将不同的功能模块化
  • 构建大型应用
  • 优化项目结构
  • 增强可读性,易于维护（跟Django的view功能相似）
如何在Flask中访问会话?

会话（seesion）会话数据存储在服务器上。 会话是客户端登录到服务器并注销的时间间隔。 需要在此会话中进行的数据存储在服务器上的临时目录中。

from flask import session导入会话对象
session['name'] = 'admin'给会话添加变量
session.pop('username', None)删除会话的变量
Flask框架默认session处理机制?

Flask的默认session利用了Werkzeug的SecureCookie，把信息做序列化(pickle)后编码(base64)，放到cookie里了。

过期时间是通过cookie的过期时间实现的。

为了防止cookie内容被篡改，session会自动打上一个叫session的hash串，这个串是经过session内容、SECRET_KEY计算出来的，看得出，这种设计虽然不能保证session里的内容不泄露，但至少防止了不被篡改

谈谈flask-restful?

flask-restuful继承Rest架构

Rest架构的主要原则

** 网络上的所有事物都被抽象为资源**

** 每个资源都有一个唯一的资源标识符**

** 同一个资源具有多种表现形式(xml,json等)**

** 对资源的各种操作不会改变资源标识符**

** 所有的操作都是无状态的**

** 符合REST原则的架构方式即可称为RESTful**

解释：

1）URI(统一资源标识符）：每一个URI代表一种资源，restful接口对资源进行增删改查

2) 客户端和服务器之间，传递这种资源的某种表现层

3）客户端通过四个HTTP动词（get、post、put、delete），对服务器资源进行操作，实现“表现层状态转化”

Method CRUD
POST Create(update,delete)
GET Read
PUT Update(create)
DELETE Delete

也就是跟通过WSGI的装饰器route()路由重定向到指定的函数做指定的动作原理类似

Flask-WTF是什么，有什么特点？

Flask-WTF是集成WTForms，并带有 csrf 令牌的安全表单和全局的 csrf 保护的功能。

每次我们在建立表单所创建的类都是继承与flask_wtf中的FlaskForm，

而FlaskForm是继承WTForms中forms。

Flask-WTF底层是调用WTForms，WTForms是一个支持多个web框架的form组件，主要用于对用户请求数据进行验证。

Flask-wtf是一个用于表单处理,校验并提供csrf(Cross SIte Request Forgery)验证的功能的扩展库 Flask-wtf能把正表单免受CSRF<跨站请求伪造>的攻击,[什么是CSRF](https://blog.csdn.net/wireless911/article/details/81589202)

  1. 使用csrf_token校验

    客户端和浏览器向后端发送请求时，后端往往会在响应中的 cookie 设置 csrf_token 的值，可以使用请求钩子实现，在cookie中设置csrf_token

    flask_wtf 中为我们提供了CSRF保护，可以直接调用开启对app的保护

    设置秘钥：SECRET_KEY

  2. scrf验证

    1. 获取到 表单中/请求头中 的csrf_token(加密的)，使用secret_key进行解密，得到解密后的csrf_token
    2. 通过cookie中的sessionID，取到服务器内部存储的session中的csrf_token(未加密的)
    3. 将解密后的csrf_token和服务器存储的csrf_token两个值进行比较

  3. eg： wtf_form.html

<form action="" method='post'>
     #进入csrf验证
    <p></p>
    <p></p>
    <p></p>
</form>

manage.py

from flask import Flask,render_template,request
from flask_wtf import FlaskForm   #导入继承父类
from wtforms import StringField,PasswordField,SubmitField
from wtforms.validators import Length,DataRequired

class Login(FlaskForm):  #继承自FlaskForm类
    username = StringField('用户名',validators=[Length(min=6,max=12,message='用户名长度为6~12位'),DataRequired(message='用户名不能为空')])
    userpass = PasswordField('密码',validators=[Length(min=6,max=12,message='密码长度为6~12位'),DataRequired(message='密码不能为空')])
    submit = SubmitField('登录')


@app.route('/wtf_form',methods=['GET','POST'])
def wtf_form():
    form = Login()  #实例化form对象
    if request.method == 'POST':
        if form.validate_on_submit():  #数据正确 并且验证csrf通过
            print(request.form.get('userpass'))
            print(request.form.get('username'))
            return '数据提交成功'
    return render_template('wtf_form.html',form=form)
#注:
#1 methods 参数告诉Flask在URL映射中把这个视图函数注册为GET和POST请求的处理程序,默认GET
#2 采用post请求可以通过对象很轻松访问,GET 请求没有主体,提交的数据以查询字符串的形式附加到URL中
#3 validate_on_submit() 会调用username 字段上附属的 DataRequired() 验证函数。

数据库

解释Python Flask中的数据库连接?

python中的数据库连接有两种方式

  1. 在脚本中以用第三方库正常连接，用sql语句正常操作数据库，如mysql关系型数据库的pymsql库
  2. 用ORM来进行数据库连接，flask中典型的flask_sqlalchemy，已面向对象的方式进行数据库的连接与操作
ORM的实现原理

概念： 对象关系映射（Object Relational Mapping，简称ORM，或O/RM，或O/R mapping），是一种程序技术，用于实现面向对象编程语言里不同类型系统的数据之间的转换。

详细介绍： 让我们从O/R开始。字母O起源于”对象”(Object),而R则来自于”关系”(Relational)。几乎所有的程序里面，都存在对象和关系数据库。在业务逻辑层和用户界面层中，我们是面向对象的。当对象信息发生变化的时候，我们需要把对象的信息保存在关系数据库中。 当你开发一个应用程序的时候(不使用O/R Mapping),你可能会写不少数据访问层的代码，用来从数据库保存，删除，读取对象信息，等等。你在DAL中写了很多的方法来读取对象数据，改变状态对象等等任务。而这些代码写起来总是重复的。

ORM解决的主要问题是对象关系的映射。域模型和关系模型分别是建立在概念模型的基础上的。域模型是面向对象的，而关系模型是面向关系的。一般情况下，一个持久化类和一个表对应，类的每个实例对应表中的一条记录，类的每个属性对应表的每个字段。

ORM技术特点：

  1. 提高了开发效率。由于ORM可以自动对Entity对象与数据库中的Table进行字段与属性的映射，所以我们实际可能已经不需要一个专用的、庞大的数据访问层。
  2. ORM提供了对数据库的映射，不用sql直接编码，能够像操作对象一样从数据库获取数据。

后记

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