python上手--flask框架web开发实践-数据库

这篇文章，由易而难，步骤清晰，思路讲得很明白。花两小时跟着作者稻谷先生的这篇文章走一遍，对学习python使用Flask来开发web的应用很有帮助。

python上手--flask框架web开发实践 - peter.cao的文章 - 知乎 https://zhuanlan.zhihu.com/p/104273184

python上手--flask框架web开发实践

peter.cao

稻谷先生

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python在网络方面的应用非常广泛，这里我们关注一下网站服务器及web开发部分。python几行代码就可以搭建一个web服务器，然后使用python语言来开发后台服务。之前的文章我对web服务做了较为详细的介绍，这个服务主要包括http的各种类型请求，如get、post等常规请求。对于web开发，不同页面之间的跳转、数据传输通信、网页存储、缓存等是基础知识，如果采用原生python来写估计难度还是很大的，所以感谢前人栽树，有了一些成熟的框架模块，我们再来使用时就非常方便。当然至于python用于web服务的性能如何，这里我们不做讨论。在web开发框架部分，较为知名的包括django、flask等框架。

Flask是一个用Python编写的Web应用程序框架。它由Armin Ronacher开发，他领导一个名为Pocco的国际Python爱好者团队。Flask基于Werkzeug WSGI工具包和Jinja2模板引擎。两者都是Pocco项目。对于Flask框架的应用基础和使用经验，网络上有许多可以文章可以参考。我们以上手实践为主，来使用flask搭建一个较为简单的web网站。

（1）flask安装

flask是第一个第三方库。与其他模块一样，安装时可以直接使用python的pip命令实现。不过首先需要保证python要安装好，鉴于目前python2已经不受社区支持，直接下载python3来安装即可。在python基础开发环境准备时，还有一点需要注意的是，python自带IDLE对于flask支持并不好，所以我们需要使用其他类型的IDE工具。如受欢迎的pycharm，科学计算的anaconda中的spyder以及vscode等。

下面我们都使用pycharm来进行python实践。Pycharm选择免费的社区版下载即可。在pycharm里安装flask的方法如下：

在项目的setting设置菜单里选择解释器窗口，点击右侧的+号寻找可以安装的第三方库。选中Flask，点击安装即可。視网络速度快慢，一般都比较快的可以完成安装。

安装完成后，可以新建一个python文件，在代码里输入from flask import Flask语句，直接运行一下如果终端窗口不报错，就说明该库已经存在了，可以直接使用。

（2）flask搭建服务器

flask是web开发框架，简单易学，因此用flask来搭建web服务也非常简单。

在pycharm新建一个项目，命名为web2020，然后新建一个python文件，命名为main.py。在代码中输入如下代码：

from flask import  Flask    #导入Flask类
app=Flask(__name__)         #实例化并命名为app实例
if __name__=="__main__":
    app.run(port=2020,host="127.0.0.1",debug=True)   #调用run方法，设定端口号，启动服务

执行该文件，在终端就有如下提示：

此时打开浏览器，在浏览器地址输入127.0.0.1:2020运行，页面会提示报错，因为此时还没有任何内容输出，仅仅是web服务的搭建。

（3）flask开发简单网页

如果在main.py文件中开始加入一些内容，并使得能在网页上显示，就进入了我们常见的web开发模式了。由于main.py为python文件，而不是我们常用的HTML，因此无法直接使用html语言来写界面和内容。

对于web开发和运行而言，在浏览器地址栏那我们知道是url，也就是请求的网页地址，如http://127.0.0.1/index或者http://127.0.0.1/home/user、或者http://127.0.0.1/index/news.html这些模式。在使用一些服务器语言来实现web开发时，url构建和定位使用了面向对象或者函数方式。如http://127.0.0.1/home/user，可以分拆理解：http://127.0.0.1为服务器地址，默认为请求index方法页面。地址后面的/home/user可以理解为定位到服务器地址文件夹里home类里的user方法页面。

在使用flask框架来开发时，这种url的构建和定位也是非常重要的。我们先来看一个简单案例：

from flask import  Flask
app=Flask(__name__)

@app.route('/')
def index():
    return 'welcome to my webpage!'

if __name__=="__main__":
    app.run(port=2020,host="127.0.0.1",debug=True)

代码中使用了装饰器来制定路由url，具体写法如下：

@app.route('/')    #调用route路由方法，括号里给定参数，/符号默认为首页
@app.route('/home/user')    #调用route路由方法，/home/user定位到访问user方法页面

在定制了路由url后，还需要给定一个实现方法，使用python定义函数的方式来实现，如上index函数，返回一个字符串welcome to my webpage。也就是当路由url定位到首页时，就调用这个index函数，此时就会在浏览器上输出这个字符串内容。

如下执行效果：

上述那个return语句里还可以加入html代码，这样就可以输出一定的格式控制网页内容了，如修改如下：

@app.route('/')
def index():
    return '
welcome to my webpage!
输出语句测试
'

再重新运行py文件，浏览器刷新一下就显示为：

不过要在return里语句加入html长串代码，显然不合适，所以需要使用flask库里的Jinja2模板引擎，调用flask模块里的render_template方法，将静态的html文件传入，同时也可以将数据传输到html文件中显示。此时我们修改一下上述案例代码：

from flask import  Flask,render_template  #导入render_template模块
app=Flask(__name__)

@app.route('/')
def index():    
    return render_template("index.html")   #调用render_template函数，传入html文件参数

if __name__=="__main__":
    app.run(port=2020,host="127.0.0.1",debug=True)

如果这样运行，pycharm终端会提示报错，因为找不到index.html文件。flask框架在使用这个模板函数时，默认去寻找项目文件夹下的templates文件夹里的html文件。因此我们需要先新建一个templates文件夹，然后在里面新建一个html文件，项目结构及内容参考如下：

这样我们就准备好了，然后再来启动web服务，浏览器直接刷新后获得如下效果：

如果想通过rendertemplate方法传输数据，在html文件中显示出来，一方面需要在render_template函数中加入数据参数，如data=msg，这里msg为参数值，data为参数名。在html文件中就需要使用jinjia2模板里的数据控制语法：

{% python语句  %}
{{ 变量 }}

我们继续将上述案例代码修改一下，来测试一下数据传输效果：

from flask import  Flask,render_template
app=Flask(__name__)

@app.route('/')
def index():
    msg="my name is caojianhua, China up!"
    return render_template("index.html"，data=msg)  #加入变量传递

if __name__=="__main__":
    app.run(port=2020,host="127.0.0.1",debug=True)

然后在index.html中修改：

    
    


   welcome to my webpage
  

   
这是采用render_template模板方法获得的内容:
   

  {{data}}  #显示出传递过来的变量内容

保存后重新启动web服务，然后浏览器上刷新一下（默认浏览器地址栏还是127.0.0.1:2020访问首页):

如果想在该页面添加图片或者css、js文件，就需要使用到flask框架默认设置的static目录方式，即将这些图片、css、js文件存放到项目目录下的static目录，然后使用路由指向。因此首先在项目目录下新建一个static文件夹，然后在里面新建一个img目录，存入一张图片名为main.jpg。在页面中使用的时候方式如下：

使用jinjia2模板的url_for路由函数，指定为static目录下，filename指向具体图片。

（4）flask开发简单网站

到此为止，我们使用flask框架实现了一个网页的开发，还可以传输数据。但网站肯定是由多个网页构成的，多个网页之间还要实现相互链接访问。下面我们在上述基础上增加两个网页，来说明多网页开发和链接的方法。

首先在main.py文件增加多个网页的路由和调用函数：

from flask import  Flask,render_template
app=Flask(__name__)

@app.route('/')
def index():
    msg="my name is caojianhua, China up!"
    return render_template("index.html",data=msg)

@app.route('/news')   #增加一个news页面
def newspage():
    newsContent="全国上下一心支持武汉，武汉加油！"
    return render_template("news.html",data=newsContent)

app.route('/product')  #增加一个product页面
def productpage():    
    return render_template("product.html")
                           
if __name__=="__main__":
    app.run(port=2020,host="127.0.0.1",debug=True)

然后根据路由设定，在templates文件夹下新增两个网页文件，news.html和project.html。

    
    


今日新闻
2020年1月28日0-24时，浙江省报告新型冠状病毒感染的肺炎新增确诊病例123例，新增重症病例11例，新增出院病例2例。

{{data}}

接下来重启一下main.py文件，在浏览器地址栏输入: 127.0.0.1:2020/news，即可获得如下页面：

那如何实现网页之间的链接呢？比如访问新闻页面后想返回首页或者访问project页。我们知道使用a超链接可以实现，不过在a超链接的href属性里如何构建这种路由呢？

有两种解决思路，一个是使用url_for函数，一个是使用路径方式。我们来实现一下，在news.html中加入两个超链接代码：

    
    


今日新闻
2020年1月28日0-24时，浙江省报告新型冠状病毒感染的肺炎新增确诊病例123例，新增重症病例11例，新增出院病例2例。

{{data}}
回到首页
   #回首页超链接
 去看产品页
   #产品页链接

代码中url_for函数给定参数是路由页面的函数名，如本例中的产品页，main.py函数中路由为/product，但函数名为productpage,这里a超链接需要给定函数名即projectpage，。也可以直接使用路径方式,如/product，就是寻找main.py文件的product路由名，这也是指向了productpage函数。

同样我们在首页加入导航代码：

    
    


   welcome to my webpage

    
查看新闻
    
查看产品

  

   
这是采用render_template模板方法获得的内容:
   

  {{data}}

首页效果如下：

点击超链接就可以顺利访问其他页面。这样就形成了网页之间的互动。

如果想在超链接跳转时携带参数，即使得url变成：http://ip/page1?var=value，这种方式，就需要在服务器文件中稍加修改。例如在上述首页中查看产品超链接中加入参数传递，先将超链接修改为：

    
    


   welcome to my webpage

    
查看新闻
    
查看产品
  #注意超链接带参数a传递

  

   
这是采用render_template模板方法获得的内容:
   

  {{data}}

因为要跳转到product装饰器位置，就需要将其修改一下如下：

@app.route('/product/',methods=['GET'])
def productpage(a):
    return render_template("product.html",data=a)

此时在product.html中增加一行读取这个data的值：

    
    


传递过来的值为{{data}}
库克表示,他不会就5G方面的未来苹果产品发表评论,但表示5G处于“在全球范围内进行部署的早期阶段”。苹果对其现有的iPhone产品线“感到骄傲”

此时从首页点击查看产品链接时，就可以顺利将参数传递到product.html页面了。

（5）flask实现表单数据传输

为了达到一个具有互动效果的网站，我们在首页增加一个用户登录和注册的链接，当点击这个登录链接时就弹出登录页面，输入姓名和密码，进行登录操作。通常情况下使用表单来实现用户信息的提交，同时当登录成功后，使用session会话技术保存住用户名信息。

首页效果如图：

其代码参考如下：

    
    
    



    
 welcome to my webpage  
    

       {% if data != ''  %}     #如果存在data变量的值，就显示用户姓名，以及注销链接
        {{ data}}
        注销
    {% else %}                   #否则就显示登录与注册链接
        登陆
        注册
    {% endif %}

    
    





    
查看新闻
    
查看产品

当点击登录链接时，路由指向main.py中的login，该函数直接跳转到login.html页面里。在main.py中这部分代码如下：

@app.route('/login')
def loginpage():
    return render_template("login.html")

在login.html里设计一个表单输入，注意form的action指向路由：

    
    



    
用户登录页面
    

        

        用户名: 

        用户密码:  

        
        
    

form中的action路由指向为loginProcess,此时我们在main.py中增加这个路由装饰器及对应的函数，同时由于涉及表单数据的接收，此时就需要导入flask的request包，调用其form属性，具体用法如下：

data=request.form     #data为一个接收表单的数组对象
或者 name=request.form['nm']   #接收到用户名文本框的输入并赋值给name变量

此时loginProcess路由代码如下：

@app.route('/loginProcess',methods=['POST','GET'])
def loginProcesspage():
    if request.method=='POST':
        nm=request.form['nm']     #获取姓名文本框的输入值
        pwd=request.form['pwd']   #获取密码框的输入值
        if nm=='cao' and pwd=='123':
            return render_template("index.html",data=nm)   #使用跳转html页面路由
        else:
            return 'the username or userpwd does not match!'

这里的当输入值满足条件时，使用了render_template来进行页面渲染，实际上是不合适的。不过为了说明表单输入的处理方式，我们先这样运行，如此就基本实现了表单输入的接收。

运行过程中当在首页点击登录时，跳转到login函数渲染的login.html页面，在表单中输入对应内容后，点击提交就来到服务器文件中的loginProcess装饰器路径，在对应的loginProcesspage函数中，使用request.form来接收表单的输入。后面的跳转先前采用的render_template是不合适的，如果输入的正确时运行后，网页上的url仍然是http://127.0.0.1/loginProcess，而不是首页url，说明render_templates来实现url跳转是不合适的。这里调整一下，选用redirect重定向方式，也就是将render_template修改为：

return redirect(url_for('index'))

还是使用到url_for方法，寻找到对应的路由处理函数。不过不像rendertemplate可以传递参数，redirect默认参数里没有传值功能，因此如这种用户注册，需要使用一下会话session缓存技术。也就是将正确的用户名保存到session数组变量中。使用的时候先从flask库中导入session模块，同时为了保证安全，还需要给定一个app.secret_key:

app.secret_key='any random string'    #这里我们直接给定一个密钥

然后在刚才登录loginProcess代码中增加一个session会话存储功能：

@app.route('/loginProcess',methods=['POST','GET'])
def loginProcesspage():
    if request.method=='POST':
        nm=request.form['nm']
        pwd=request.form['pwd']
        if nm=='cao' and pwd=='123':
            session['username']=nm             #使用session存储方式，session默认为数组，给定key和value即可            
            return redirect(url_for('index'))  #重定向跳转到首页
        else:
            return 'the username or userpwd does not match!'

接下来在首页index.html页面中修改一下：

       {% if session['username'] == 'cao'  %}     #如果session中用户名为cao，以及注销链接
        {{ session['username']}}
        注销

这样就完整实现了用户的登录，当然这里的用户目前只限定了一个人名cao。如下为用户登录界面以及登录后首页的效果。

（6）公用变量存储使用

在web开发时涉及变量和数据的使用是非常复杂的。对于页面之间的共同需要使用的变量，可以使用缓存技术保存在浏览器中，也可以在服务器端存储到数据库里后面再取用。例如对于有些网站需要保存用户登录状态，或者临时存储部分数据，除了采用session会话、cookie等缓存技术外，flask框架也提供了处理上下文的方式全局g对象和context处理。

g对象使用起来较为简单，直接赋予其属性即可。如g.name、g.attrs等。

from flask import g
g.name='cao' 

在当前页面请求中就可以直接使用g的值了。

context上下文处理可以在局部也可以在全局。例如想定义一下全局公用变量，可以采用如下方式：

@app.context_processor
def common():
    isLogin=False
    return isLogin

这样代码中的isLogin变量就会在项目业务中通用。

（7）flask与数据库连接，实现新闻读取

上述表单的处理已经涉及到了一些动态交互处理技术，不过因为讨论表单的处理方式，所以没有涉及数据库的操作。由于main.py实际上就是一个服务器上的后端处理程序，后端就可能会与数据库链接来实现数据的持久性存储和查询读取。

鉴于python中自带sqlite轻量型数据库，我们在这里直接使用即可。前面也有文章讨论过在python中来操作数据库，链接为：

peter.cao：python上手--python操作数据库15 赞同 · 6 评论文章正在上传…重新上传取消

我们可以直接使用其中的方法来实现本案例，不过还需要结合flask框架来实施。

首先在web2020项目文件夹下新建一个dbutil.py文件，专门用于处理数据库相关业务。然后在代码窗口将增删改查业务代码编写好，这里直接参考上述的链接代码：

class dbUtils:
    def __init__(self, dbName):  # 连接数据库
        import sqlite3
        self.conn = sqlite3.connect(dbName)

    def db_action(self, sql, actionType=0):  # 进行相关业务操作
        try:
            res = self.conn.execute(sql)
            if actionType == 1:  # 当操作类型为1时代表为查询业务，返回查询列表
                return res.fetchall()
            else:  # 当操作类型不为1时代表为新增、删除或更新业务，返回逻辑值
                return True
        except ValueError as e:
            print(e)

    def close(self):  # 关闭数据库
        self.conn.commit()
        self.conn.close()

#1.创建数据库
db=dbUtils('web2020.db')
#2.创建新闻表
sql='create table news (newsid int, content text, author text)'
if db.db_action(sql,0)==True:
    print("创建新闻表成功！")
else: print("try again1")
#3.新增新闻
sql= "insert into news values(1,'武汉疫情非常严重，口罩等急需物品短缺','cao')," \
     "(2,'全国人民都给武汉加油，疫情肯定会控制住','cao')"
if db.db_action(sql,0)==True:
    print("新增新闻表成功！")
else: print("try again1")
db.close()

执行后，就完成了新闻表的创建，同时新增了两条新闻。

接下来在main.py文件中修改一下newspage方法，用于读取数据库中的两条新闻，并显示在新闻页面中。

@app.route('/news')
def newspage():
    import dbutil                        #导入dbutil模块，就是上面这个文件
    db=dbutil.dbUtils('web2020.db')      #链接web2020数据库
    sql='select * from news'             #组装查询sql语句
    newslist=db.db_action(sql,1)         #查询处理并返回列表
    db.close()                           #关闭数据库
    return render_template("news.html",data=newslist)    #将数据传递到news.html页面中

然后在news.html页面中使用jinjia2模板中的语法来读取两条新闻内容：

    
    


今日新闻
{% for item in data %}             #采用循环来读取列表中的内容
     
{{item}}
{% endfor %}

回到首页
 去看产品页

运行结果如下：

（8）flask蓝图及模板使用

蓝图是flask框架为解决项目框架搭建的工具。前面我们将一个网站所有的路由文件都放在main.py服务器文件中，简单的业务处理是没问题，但随着业务量需求增多，在不断扩展时将所有路由配置都放在一个文件里肯定是不行了，需要分业务来配置路由及模型，此时就可以使用flask框架提供的blueprint类来实现。

还是以上面案例为基础，来讨论使用blueprint蓝图的方法。上面案例包括首页、用户注册、新闻、产品介绍业务，由此我们可以将这几个业务分开单独各成一个路由处理文件。

首先在web2020目录下新建三个py文件，分别命名为user.py、news.py、product.py。每个文件处理对应的业务。在每个文件里都使用blueprint模块，以user.py为例，使用的方法如下：

from flask import Blueprint, render_template, session, url_for,request
from werkzeug.utils import redirect

user=Blueprint('user',__name__)    #蓝图使用方法，参数里给定文件名，还可以给定url前缀

@user.route('/login')   #使用user的路由配置
def loginpage():
    return render_template("login.html")

@user.route('/loginProcess',methods=['POST','GET'])   #使用user 的路由配置
def loginProcesspage():
    if request.method=='POST':
        nm=request.form['nm']
        pwd=request.form['pwd']
        if nm=='cao' and pwd=='123':
            session['username']=nm
            print(session['username'])
            return redirect(url_for('index'))
        else:
            return 'the username or userpwd does not match!'

可以看到其中主要的语句为：

user=Blueprint('user',__name__)    #蓝图使用方法，参数里给定文件名，还可以给定url前缀

将user.py文件名user作为蓝图来使用传入Blueprint方法中，另外如果需要还可以在这里加入url前缀限定：url_prefix=‘/user'。整个参数包括有很多，这里截图如下：

与user.py一样，将其他的news.py和product.py文件中代码也编写好。

from flask import Blueprint, render_template
news=Blueprint('news',__name__)    #news蓝图
@news.route('/news')
def newspage():
    import dbutil
    db=dbutil.dbUtils('web2020.db')
    sql='select * from news'
    newslist=db.db_action(sql,1)
    return render_template("news.html",data=newslist)

@news.route('/news/edit')
def newsEditpage():
    return '/news/edit'

如下为product.py蓝图：

from flask import Blueprint, render_template
product=Blueprint('product',__name__)

@product.route('/product')
def productpage():
    return render_template("product.html")

这样就将各个业务单独分开处理了，最后我们在main.py主路由文件中将上述的文件采用蓝图注册方式导入即可。

from flask import Flask, render_template, url_for, request, redirect, session
from news import news         #导入news蓝图
from user import  user        #导入user蓝图
from product import product   #导入product蓝图
app=Flask(__name__)
app.secret_key='any random string'
urls=[news,user,product]      #将三个路由构建数组
for url in urls:
    app.register_blueprint(url)   #将三个路由均实现蓝图注册到主app应用上

@app.route('/')
def index():
    userinfo=''
    return render_template("index.html",data=userinfo)

if __name__=="__main__":
    print(app.url_map)                 #打印url结构图
    app.run(port=2020,host="127.0.0.1",debug=True)

保存好几个文件后，从main.py中执行启动服务，在浏览器地址栏里可以顺利浏览本案例实现的网站，这已经测试正常通过。

蓝图模块非常有利于网站业务逻辑的部署，大大提高维护有效性，尤其是在复杂业务处理时分而治之思想非常有效。另外在页面开发过程中，还有网页页面的一些共享需要，比如对于一个网站，页面头部和底部基本都是相同的，有时候侧边导航栏也是一样的，那在开发时就没有必要每个页面都重新写一遍相同内容的代码。我们可以将这些公用相同的内容做成模板，在需要的页面里调用即可。

flask框架在页面模板制作方面主要依赖于jinjia2。继续上述案例，此时我们在web2020项目文件夹下的templates文件夹（即存放html网页的文件夹）里新建一个common.html，即公用模板html文件，写入代码如下：

    
    


   {% block header %}
       
header
   {% endblock %}
   {% block container %}
       
content
   {% endblock %}
   {% block footer %}
       
made by Dr.Cao
   {% endblock %}

如代码中，使用了{% block header %}--{% endblock %}这样的代码对，中间放置对应页面区域的html代码，如在common.html中将页面整体划分了三个区域，header、container和footer。假设网站的每个网页都拥有相同的header和footer部分，就可以在common.html中将这两部分内容设计好。如果需要修改，就直接修改这个文件即可，别的网页就会即时响应变化。container主体内容部分肯定是每个页面都是不一样的。

设定好模板文件后，接下来在各个页面使用的时候采用 {% extends 'common.html' %}将模板导入。例如将上述案例中的product.html文件修改一下，使用模板方式创建：

{% extends 'common.html' %}    #导入模板文件

{% block title %}产品页面 {% endblock %}   #修改模板中的网页标题内容部分

保存好所有文件，重启main.py服务器文件，然后打开浏览器，在地址栏输入: http://127.0.0.1/product，其内容显示如下：

可以看到页面标题已经显示为新的内容。

如果将页面头部和底部设计多一些内容，可以修改common.html文件，如下：

    
    
    


   {% block header %}
       
   #头部区域的导航
           

               
首页
               
最近新闻
               
最新产品
               
人力需求
               
联系我们
           
       
   {% endblock %}
   {% block container %}       #中部内容块区域
       
中部业务内容
   {% endblock %}
   {% block footer %}          #底部区域
       

            Made by PeterCao,2020.联系方式：[email protected]
       
   {% endblock %}

然后再来浏览产品页，效果就变成了：

其他页面都可以去单独修改中部内容区域的html代码就行了。这样头尾都较为固定的样式使得整个网站规格和风格较为统一。

到此为止，有关flask的基本实践应用就结束了，在这个过程中我们也完成了一个简单网站的搭建，实现了网页内容显示、网页相互之间链接跳转、网页之间数据的传输通信、session会话以及与数据库的链接操作。从实践过程来看，如果之前有一些web开发的基础，几乎只要一天就可以完全掌握使用flask框架来开发web的基本技术。另外flask框架也提供了类似jquery或者ajax异步通信的模块。由此看来，flask框架实在是有助于实现很多功能，比如可以将爬虫的结果基于flask来开发一个爬虫结果显示的网站，同时进一步使用python提供的相关计算分析工具来挖掘数据特征。