Django实践-10RESTful架构和DRF入门

Django实践-10RESTful架构和DRF入门

参考

官网：https://www.djangoproject.com/
博客：https://www.liujiangblog.com/
本博客内容参考git：https://gitcode.net/mirrors/jackfrued/Python-100-Days 一些细节问题，大家可以查看git连接。本文主要的改变为把代码升级为django4.1版本。

Django静态文件问题备注：
参考：
Django测试开发-20-settings.py中templates配置，使得APP下的模板以及根目录下的模板均可生效
解决django 多个APP时 static文件的问题
django配置app中的静态文件步骤
Django多APP加载静态文件
django.short包参考：
中间件的应用
Django 前后端分离（REST Framework）
https://www.django-rest-framework.org/

RESTful架构

云计算服务

把软件（Software）、平台（Platform）、基础设施（Infrastructure）做成服务（Service）是很多IT企业都一直在做的事情，这就是大家经常听到的SasS（软件即服务）、PasS（平台即服务）和IasS（基础设置即服务）。

SOA服务

1. SOA包括了关于软件是如何被架构起来的东西，而SaaS是关于软件是如何被应用的。
2. 在SaaS当中，应用程序可以像任何服务一样被传递，就像你家中电话的语音一样，看起来似乎就是为你的需求量体裁衣得到的。而SOA的定义和这个无丝毫的联系。SOA支持的服务，都是些离散的可以再使用的事务处理，这些事务处理合起来就组成了一个业务流程，是从基本的系统中提取出来的抽象代码。
3. SOA是一个框架的方法，而SaaS是一种传递模型。
4. 通过SaaS传递Web服务并不需要SOA。
5. SaaS主要是指一个软件企业向其它企业提供软件服务。而SOA一般是企业内部搭建系统的基础。SaaS注重的是提供服务的思维。而SOA注重的是实现服务的思维。

实现面向服务的架构（SOA）有诸多的方式，包括RPC（远程过程调用）、Web Service、REST等，在技术层面上，SOA是一种抽象的、松散耦合的粗粒度软件架构；在业务层面上，SOA的核心概念是“重用”和“互操作”，它将系统资源整合成可操作的、标准的服务，使得这些资源能够被重新组合和应用。在实现SOA的诸多方案中，REST被认为是最适合互联网应用的架构，符合REST规范的架构也经常被称作RESTful架构。

REST与RESTful

RESTful的概念

要弄清楚什么是RESTful API,首先要弄清楚什么是REST。REST – REpresentational State Transfer，英语的直译就是“表现层状态转移”。解释一下什么是RESTful:

RESTful:URL定位资源，用HTTP动词（GET,POST,PUT,DELETE)描述操作。RESTful 是典型的基于HTTP的协议。

Resource：资源，即数据。
Representational：某种表现形式，比如用JSON，XML，JPEG等；
State Transfer：状态变化。通过HTTP动词实现。

RESTful架构是一种基于HTTP协议的Web应用程序设计风格，其特点包括使用HTTP动词（GET、POST、PUT、DELETE等）表示资源操作、使用URI标识资源、通过HTTP状态码表示操作结果等。RESTful架构具有简洁、可扩展、易于理解和实现、与不同编程语言和平台无关等优点，因此在Web服务、移动应用、IoT等领域得到广泛应用。

RESTful API 设计原则和规范

RESTful API 设计原则和规范

资源。资源就是网络上的一个实体，一段文本，一张图片或者一首歌曲。资源总是要通过一种载体来反应它的内容。JSON是现在最常用的资源表现形式。
统一接口。RESTful风格的数据元操CRUD（create,read,update,delete）分别对应HTTP方法：GET用来获取资源，POST用来新建资源（也可以用于更新资源），PUT用来更新资源，DELETE用来删除资源，这样就统一了数据操作的接口。
URI。可以用一个URI（统一资源定位符）指向资源，即每个URI都对应一个特定的资源。要获取这个资源访问它的URI就可以，因此URI就成了每一个资源的地址或识别符。一般的，每个资源至少有一个URI与之对应，最典型的URI就是URL。
无状态。所谓无状态即所有的资源都可以URI定位，而且这个定位与其他资源无关，也不会因为其他资源的变化而变化。

RESTful API设计准则

应该尽量将API部署在专用域名之下 [https://example.org/api/]
应该将API的版本号放入URL [https://example.org/app/1.0/foo]， 但这个是不强制的
路径又被称为终点，表示API的具体地址，每个地址代表一种资源。资源只能是名词不能是动词，而且名词往往和数据库的表名相对应。同时，利用HTTP方法（post, get, put, delete)可以分离网址中资源名称的操作。

RESTful举例

GET:http://www.xxx.com/source/id 获取指定ID的某一类资源。例如GET:http://www.xxx.com/friends/123表示获取ID为123的会员的好友列表。如果不加id就表示获取所有会员的好友列表。
POST:http://www.xxx.com/friends/123表示为指定ID为123的会员新增好友。其他的操作类似就不举例了。

GET /products #返回所有的产品清单
POST /products #将产品新建到集合
GET /products/4 #将获取产品4
PATCH /products/4 #更新产品4（客户端提供改变后的完整资源）
PUT /products/4 #更新产品4（客户端提高改变的额属性）
DELETE /products/4 #删除产品4
HEAD #获取资源的元数据
OPTIONS #获取信息

请求方法（HTTP动词）	URI	解释
GET	/students/	获取所有学生
POST	/students/	新建一个学生
GET	/students/ID/	获取指定ID的学生信息
PUT	/students/ID/	更新指定ID的学生信息（提供该学生的全部信息）
PATCH	/students/ID/	更新指定ID的学生信息（提供该学生的部分信息）
DELETE	/students/ID/	删除指定ID的学生信息
GET	/students/ID/friends/	列出指定ID的学生的所有朋友
DELETE	/students/ID/friends/ID/	删除指定ID的学生的指定ID的朋友

RDF实现

DRF使用入门

参考：https://www.django-rest-framework.org/
在Django项目中，如果要实现REST架构，即将网站的资源发布成REST风格的API接口，可以使用著名的三方库djangorestframework ，我们通常将其简称为DRF。

安装django-rest-framework

安装依赖

pip install djangorestframework==3.14.0
pip install markdown==3.4.3
pip install django-filter==23.1

配置settings.py

1. 添加INSTALLED_APPS

INSTALLED_APPS = [
    ...
    'rest_framework',
]

2. 添加urls.py

If you’re intending to use the browsable API you’ll probably also want to add REST framework’s login and logout views. Add the following to your root urls.py file.

urlpatterns = [
    ...
    path('api-auth/', include('rest_framework.urls')),
]

Any global settings for a REST framework API are kept in a single configuration dictionary named REST_FRAMEWORK. Start off by adding the following to your settings.py module:
REST框架API的任何全局设置都保存在一个名为REST_FRAMEWORK的配置字典中。首先在settings.py模块中添加以下内容:

REST_FRAMEWORK = {
	 # 配置默认页面大小
	 'PAGE_SIZE': 10,
	 # 配置默认的分页类
	 'DEFAULT_PAGINATION_CLASS': 'rest_framework.pagination.PageNumberPagination',
	 
	 'DATETIME_FORMAT': '%Y-%m-%d %H:%M:%S',  # 时间相关的字段
	 
	 # 配置异常处理器
	 # 'EXCEPTION_HANDLER': 'api.exceptions.exception_handler',
	 
	 # 配置默认解析器
	 # 'DEFAULT_PARSER_CLASSES': (
	 # 'rest_framework.parsers.JSONParser',
	 # 'rest_framework.parsers.FormParser',
	 # 'rest_framework.parsers.MultiPartParser',
	 # ),
	 
	 # 配置默认限流类
	 # 'DEFAULT_THROTTLE_CLASSES': (),
	 
	 # 配置默认授权类
	 # 'DEFAULT_PERMISSION_CLASSES': (
	 # 'rest_framework.permissions.IsAuthenticated',
	 # ),
	 
	 # 配置默认认证类
	 # 'DEFAULT_AUTHENTICATION_CLASSES': (
	 # 'rest_framework_jwt.authentication.JSONWebTokenAuthentication',
	 # ),

    # api调试界面
    'DEFAULT_RENDERER_CLASSES': (
           'rest_framework.renderers.JSONRenderer',   # json渲染
           'rest_framework.renderers.BrowsableAPIRenderer',  # 浏览器渲染(生产环境可关掉)
    ),
}

序列化

首先，我们将定义一些序列化器。让我们创建一个名为polls2/serializer.py的新模块，用于数据表示。
前后端分离的开发需要后端为前端、移动端提供API数据接口，而API接口通常情况下都是返回JSON格式的数据，这就需要对模型对象进行序列化处理。DRF中封装了Serializer类和ModelSerializer类用于实现序列化操作，通过继承Serializer类或ModelSerializer类，我们可以自定义序列化器，用于将对象处理成字典，代码如下所示。

from rest_framework import serializers 
from polls.models import Subject
from django.contrib.auth.models import User, Group

class SubjectSerializer(serializers.ModelSerializer):

    class Meta:
        model = Subject
        fields = '__all__'


class UserSerializer(serializers.HyperlinkedModelSerializer):
    class Meta:
        model = User
        fields = ['url', 'username', 'email', 'groups']


class GroupSerializer(serializers.HyperlinkedModelSerializer):
    class Meta:
        model = Group
        fields = ['url', 'name']

上面的代码直接继承了ModelSerializer，通过Meta类的model属性指定要序列化的模型以及fields属性指定需要序列化的模型字段，稍后我们就可以在视图函数中使用该类来实现对Subject模型的序列化。

在Group和User中，我们使用的是HyperlinkedModelSerializer的超链接关系。您也可以使用主键和各种其他关系，但是超链接是很好的RESTful设计。

编写视图函数

DRF框架支持两种实现数据接口的方式，一种是FBV（基于函数的视图），另一种是CBV（基于类的视图）。代码如下所示。

注释掉views.py中的原show_subjects函数，添加如下内容

from django.contrib.auth.models import User, Group
from rest_framework import viewsets
from rest_framework import permissions
from serializer import SubjectSerializer, UserSerializer, GroupSerializer
from django.http import HttpRequest, HttpResponse

from rest_framework.decorators import api_view
from rest_framework.response import Response

# def show_subjects(request):
#     queryset = Subject.objects.all()
#     subjects = []
#     for subject in queryset:
#         # subjects.append({
#         #     'no': subject.no,
#         #     'name': subject.name,
#         #     'intro': subject.intro,
#         #     'isHot': subject.is_hot
#         # })
#         subjects.append(SubjectMapper(subject).as_dict())
#     return JsonResponse(subjects, safe=False,json_dumps_params={'ensure_ascii':False})

@api_view(('GET', ))
def show_subjects(request: HttpRequest) -> HttpResponse:
    subjects = Subject.objects.all().order_by('no')
    # 创建序列化器对象并指定要序列化的模型
    serializer = SubjectSerializer(subjects, many=True)
    # 通过序列化器的data属性获得模型对应的字典并通过创建Response对象返回JSON格式的数据
    return Response(serializer.data)


class UserViewSet(viewsets.ModelViewSet):
    """
    API endpoint that allows users to be viewed or edited.
    """
    queryset = User.objects.all().order_by('-date_joined')
    serializer_class = UserSerializer
    permission_classes = [permissions.IsAuthenticated]


class GroupViewSet(viewsets.ModelViewSet):
    """
    API endpoint that allows groups to be viewed or edited.
    """
    queryset = Group.objects.all()
    serializer_class = GroupSerializer
    permission_classes = [permissions.IsAuthenticated]

对比上一个章节的使用bpmapper实现模型序列化的代码，使用DRF的代码更加简单明了，而且DRF本身自带了一套页面，可以方便我们查看我们使用DRF定制的数据接口，如下图所示。

修改urls.py

from django.urls import include, path
from rest_framework import routers
from polls2 import views as polls2_views

router = routers.DefaultRouter()
router.register(r'users', polls2_views.UserViewSet)
router.register(r'groups', polls2_views.GroupViewSet)


urlpatterns = [
    # ...
    path('api-router/', include(router.urls)),
    path('api-auth/', include('rest_framework.urls', namespace='rest_framework'))
]

测试

http://127.0.0.1:8000/api/subjects

http://127.0.0.1:8000/api-auth/login
http://127.0.0.1:8000/api-auth/logout

admin
admin

http://127.0.0.1:8000/api-router/

http://127.0.0.1:8000/api-router/users/

http://127.0.0.1:8000/api-router/groups/

基于RDF修改原有项目

编写序列化器serializer.py添加如下

from polls.models import Subject, Teacher
class SubjectSimpleSerializer(serializers.ModelSerializer):

    class Meta:
        model = Subject
        fields = ('no', 'name')


class TeacherSerializer(serializers.ModelSerializer):

    class Meta:
        model = Teacher
        exclude = ('subject', )

编写视图函数polls2/views.py中新增show_teachers

from polls.models import Subject, Teacher
from serializer import SubjectSimpleSerializer, TeacherSerializer

@api_view(('GET', ))
def show_teachers(request: HttpRequest) -> HttpResponse:
    try:
        sno = int(request.GET.get('sno'))
        subject = Subject.objects.only('name').get(no=sno)
        teachers = Teacher.objects.filter(subject=subject).defer('subject').order_by('no')
        subject_seri = SubjectSimpleSerializer(subject)
        teacher_seri = TeacherSerializer(teachers, many=True)
        return Response({'subject': subject_seri.data, 'teachers': teacher_seri.data})
    except (TypeError, ValueError, Subject.DoesNotExist):
        return Response(status=404)

配置URL映射。

urlpatterns = [
    # ...
    path('api/teachers/', show_teachers), # 新增
    
]

在static/html目录下新增api_teachers.html

DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
    <meta charset="UTF-8">
    <title>老师信息title>
    <style>
        #container {
            width: 80%;
            margin: 10px auto;
        }
        .teacher {
            width: 100%;
            margin: 0 auto;
            padding: 10px 0;
            border-bottom: 1px dashed gray;
            overflow: auto;
        }
        .teacher>div {
            float: left;
        }
        .photo {
            height: 140px;
            border-radius: 75px;
            overflow: hidden;
            margin-left: 20px;
        }
        .info {
            width: 75%;
            margin-left: 30px;
        }
        .info div {
            clear: both;
            margin: 5px 10px;
        }
        .info span {
            margin-right: 25px;
        }
        .info a {
            text-decoration: none;
            color: darkcyan;
        }
    style>
head>
<body>
    <div id="container">
        <h1>[[ subject.name ]]学科的老师信息h1>
        <hr>
        <h2 v-if="loaded && teachers.length == 0">暂无该学科老师信息h2>
        <div class="teacher" v-for="teacher in teachers">
            <div class="photo">
                <img :src="'/static/images/' + teacher.photo" height="140" alt="">
            div>
            <div class="info">
                <div>
                    <span><strong>姓名：[[ teacher.name ]]strong>span>
                    <span>性别：[[ teacher.sex | maleOrFemale ]]span>
                    <span>出生日期：[[ teacher.birth ]]span>
                div>
                <div class="intro">[[ teacher.intro ]]div>
                <div class="comment">
                    <a href="" @click.prevent="vote(teacher, true)">好评a>  
                    (<strong>[[ teacher.good_count ]]strong>)
                        
                    <a href="" @click.prevent="vote(teacher, false)">差评a>  
                    (<strong>[[ teacher.bad_count ]]strong>)
                div>
            div>
        div>
        <a href="/static/html/api_subjects.html">返回首页a>
    div>
    <script src="https://cdn.bootcdn.net/ajax/libs/vue/2.6.11/vue.min.js">script>
    <script>
        let app = new Vue({
            el: '#container',
            delimiters: ["[[", "]]"], // ***修改处*** vue 的与django模板语法冲突
            data: {
                subject: {},
                teachers: [],
                loaded: false
            },
            created() {
                fetch('/api/teachers/' + location.search)
                    .then(resp => resp.json())
                    .then(json => {
                        this.subject = json.subject
                        this.teachers = json.teachers
                    })
            },
            filters: {
                maleOrFemale(sex) {
                    return sex? '男': '女'
                }
            },
            methods: {
               vote(teacher, flag) {
                    let url = flag? '/praise/' : '/criticize/'
                    url += '?tno=' + teacher.no
                    fetch(url).then(resp => resp.json()).then(json => {
                        if (json.code === 10000) {
                            if (flag) {
                                teacher.good_count = json.count
                            } else {
                                teacher.bad_count = json.count
                            }
                        }
                    })
                }
            }
        })
    script>
body>
html>

测试

http://127.0.0.1:8000/static/html/api_subjects.html

http://127.0.0.1:8000/static/html/api_teachers.html?sno=1

总结

本文主要是Django系列博客。本文是RESTful架构和DRF入门。
步骤如下:

1.安装依赖
2.在settings.py中INSTALLED_APPS注册rest_framework并配置 REST_FRAMEWORK 相关
3.在polls2的添加序列化模块serializer.py
4.在polls2的views.py中添加restful风格的函数
5.在urls.py中配置url映射
6.在static/html中新建前端页面
7.运行测试
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