flask中的flask-login

flask中的flask-login

在 Flask 中，用户认证通常是通过使用扩展库（例如 Flask-Login、Flask-HTTPAuth 或 Flask-Security）来实现的。

本文详细地解释下 Flask 中的用户认证。这里是用 Flask-Login 插件为例，这是一个处理用户会话的插件。首先，你需要安装 Flask-Login。你可以使用 pip 来安装：

pip install flask-login

接下来，在你的应用中初始化 Flask-Login：

from flask_login import LoginManager

login_manager = LoginManager()

然后，在创建 Flask 应用实例之后，你需要初始化 LoginManager：

app = Flask(__name__)
login_manager.init_app(app)

Flask-Login 要求你实现一个 callback 函数，这个函数接受一个用户 ID，并返回相应的用户对象。这可以通过 user_loader 装饰器来实现：

from your_model_file import User

@login_manager.user_loader
def load_user(user_id):
    return User.query.get(int(user_id))

这里，User 是用户模型，它应该是一个数据库模型，用来存储用户信息。在 Flask 中，常常使用 SQLAlchemy 来管理数据库。一个简单的 User 模型可能如下所示：

from flask_login import UserMixin
from werkzeug.security import generate_password_hash, check_password_hash
from flask_sqlalchemy import SQLAlchemy

db = SQLAlchemy()

class User(UserMixin, db.Model):
    id = db.Column(db.Integer, primary_key=True)
    username = db.Column(db.String(64), unique=True)
    password_hash = db.Column(db.String(128))

    def set_password(self, password):
        self.password_hash = generate_password_hash(password)

    def check_password(self, password):
        return check_password_hash(self.password_hash, password)

此处，我们还使用了 Werkzeug 提供的密码散列方法，为了保护用户的密码。

接下来，你需要创建一个登录页面。登录页面需要验证用户输入的用户名和密码：

from flask import render_template, redirect, url_for, flash
from flask_login import login_user
from your_form_file import LoginForm

@app.route('/login', methods=['GET', 'POST'])
def login():
    form = LoginForm()
    if form.validate_on_submit():
        user = User.query.filter_by(username=form.username.data).first()
        if user is None or not user.check_password(form.password.data):
            flash('Invalid username or password')
            return redirect(url_for('login'))
        login_user(user)
        return redirect(url_for('index'))
    return render_template('login.html', form=form)

这里的 LoginForm 是一个 Flask-WTF 表单类，用来处理表单数据。

最后，你需要为用户登出设置路由：

from flask_login import logout_user

@app.route('/logout')
def logout():
    logout_user()
    return redirect(url_for('index'))

在理解 Flask-Login 的执行流程之前，我们先需要理解几个关键的 Flask-Login 组件：

1. LoginManager：它是 Flask-Login 的核心，负责管理用户会话。
2. UserMixin：它为用户类提供默认的实现，如 is_authenticated，is_active，is_anonymous 和 get_id。
3. user_loader：这是一个回调函数，当 Flask-Login 需要知道特定用户的信息时，会调用这个函数。这个函数应该接收一个用户 ID 作为输入，返回相应的用户对象。
4. login_user：当用户在登录表单中提供了有效的凭证时，应用会调用这个函数，它会在用户会话中记录下该用户已登录。
5. logout_user：当用户想要退出时，应用会调用这个函数，它会从用户会话中删除登录信息。

现在，我们来看一下 Flask-Login 的工作流程：

1. 用户访问网站，发送一个请求到服务器。
2. Flask 应用接收到请求，检查这个请求的会话中是否有用户 ID，如果有，那么 Flask-Login 会用这个 ID 调用 user_loader 回调函数，试图加载这个用户。
3. 如果 user_loader 回调函数找到了用户，那么这个请求就是已认证的。如果没有找到用户，那么这个请求就是匿名的。
4. 对于需要用户登录才能访问的视图函数，Flask-Login 会检查用户是否已认证。如果用户已认证，那么就允许访问。如果用户未认证，那么就重定向到登录页面。
5. 在登录页面，用户会提供登录凭证，比如用户名和密码。服务器验证凭证，如果凭证有效，那么就调用 login_user 函数，记录用户已登录。
6. 用户在浏览网站时，所有的请求都会带有用户的会话信息，所以服务器能知道是哪个用户发送的请求。
7. 当用户决定退出时，应用会调用 logout_user 函数，删除用户的会话信息。

这就是 Flask-Login 的基本工作流程。它管理用户的登录状态，并提供一种简便的方式让你能在视图函数中访问当前用户。

补充1

Flask-Login 中的 user_loader 是一个回调函数，其执行时机主要在处理用户的请求时。每当用户发送一个请求到 Flask 应用时，Flask-Login 都会通过在用户会话（session）中存储的用户 ID 来执行 user_loader 函数，以获取对应的用户对象。

具体步骤如下：

1. 当一个请求到达 Flask 应用时，Flask-Login 会先查看用户的会话中是否有用户 ID 存在。
2. 如果用户会话中存在 ID，Flask-Login 就会调用 user_loader 函数，并把这个 ID 作为参数传入。
3. user_loader 函数接收到这个 ID，然后查询数据库（或者其他存储用户数据的地方）找到对应的用户对象，并返回。
4. Flask-Login 接着将这个用户对象存储在当前请求的上下文中，这样在处理这个请求的后续步骤中，你就可以使用 current_user 变量来访问这个用户对象了。

总的来说，user_loader 的调用是在每个请求开始时进行的，目的是为了从用户的会话中恢复用户对象，这样在处理请求时就可以知道是谁发起的请求，他/她是否有权限访问特定资源等等。

补充2

假设你有一个名为 dashboard 的视图函数，它只允许已认证的用户访问。你可以使用 Flask-Login 提供的 login_required 装饰器来实现这一点：

from flask_login import login_required

@app.route('/dashboard')
@login_required
def dashboard():
    return render_template('dashboard.html')

如果一个已认证的用户尝试访问这个视图，他们将会正常地看到 dashboard 页面。然而，如果一个未认证的用户（例如，未登录或者会话已过期的用户）尝试访问这个视图，login_required 装饰器将会拦截这个请求，并重定向到登录页面。

你需要在 LoginManager 实例中设置登录视图的名称，以便 Flask-Login 知道未认证的用户应该被重定向到哪里：

login_manager.login_view = 'login'

这里 'login' 是登录视图函数的端点名。例如，如果你的登录视图函数像下面这样定义：

@app.route('/login', methods=['GET', 'POST'])
def login():
    # authentication code here
    pass

那么登录视图的端点名就是 ‘login’，所以上面的 login_manager.login_view = 'login' 表示未认证的用户将会被重定向到这个视图。

注意，你的登录视图函数应该处理两种请求方法：‘GET’ 和 ‘POST’。‘GET’ 请求用于显示登录表单，‘POST’ 请求用于提交表单。

补充3

这里我将为你展示一个简单的 Flask 登录页面的例子，这个例子使用了 Flask-Login 和 Flask-WTF（用于处理表单）。

首先，我们需要创建一个用于处理登录的表单类，如下：

from flask_wtf import FlaskForm
from wtforms import StringField, PasswordField, SubmitField
from wtforms.validators import DataRequired

class LoginForm(FlaskForm):
    username = StringField('Username', validators=[DataRequired()])
    password = PasswordField('Password', validators=[DataRequired()])
    submit = SubmitField('Sign In')

然后，我们需要创建一个处理登录的视图函数，代码如下：

from flask import render_template, redirect, url_for, flash
from flask_login import login_user
from .forms import LoginForm
from .models import User

@app.route('/login', methods=['GET', 'POST'])
def login():
    form = LoginForm()
    if form.validate_on_submit():
        user = User.query.filter_by(username=form.username.data).first()
        if user is not None and user.check_password(form.password.data):
            login_user(user)
            return redirect(url_for('dashboard'))  #

补充4：用户注册

用户注册通常涉及到以下几个步骤：创建一个用户注册表单，创建一个处理用户提交注册信息的视图函数，以及创建一个用于显示注册表单的模板。

首先，我们需要创建一个用户注册表单，如下：

from flask_wtf import FlaskForm
from wtforms import StringField, PasswordField, SubmitField
from wtforms.validators import DataRequired, EqualTo

class RegistrationForm(FlaskForm):
    username = StringField('Username', validators=[DataRequired()])
    password = PasswordField('Password', validators=[DataRequired()])
    confirm_password = PasswordField('Confirm Password', 
                                     validators=[DataRequired(), EqualTo('password')])
    submit = SubmitField('Register')

然后，我们需要创建一个处理用户注册的视图函数，代码如下：

from flask import render_template, redirect, url_for, flash
from .forms import RegistrationForm
from .models import User, db

@app.route('/register', methods=['GET', 'POST'])
def register():
    form = RegistrationForm()
    if form.validate_on_submit():
        user = User(username=form.username.data)
        user.set_password(form.password.data)
        db.session.add(user)
        db.session.commit()
        flash('Congratulations, you are now a registered user!')
        return redirect(url_for('login'))  # 登录页面的路由
    return render_template('register.html', form=form)

在这个视图函数中，当表单通过验证并提交时（form.validate_on_submit()），我们创建一个新的用户对象，并设置其密码（user.set_password(form.password.data)）。然后，我们把新用户添加到数据库会话中，并提交会话以将数据写入数据库（db.session.add(user) 和 db.session.commit()）。最后，我们显示一个注册成功的消息，并重定向到登录页面。

最后，你需要在你的 ‘register.html’ 模板中添加一个显示注册表单的部分，代码可能如下：

<form method="POST">
    {{ form.hidden_tag() }}
    <p>
        {{ form.username.label }}<br>
        {{ form.username(size=20) }}
    p>
    <p>
        {{ form.password.label }}<br>
        {{ form.password(size=20) }}
    p>
    <p>
        {{ form.confirm_password.label }}<br>
        {{ form.confirm_password(size=20) }}
    p>
    <p>{{ form.submit() }}p>
form>

当用户在注册表单中输入用户名和密码并点击提交时，他们提供的数据将被发送到服务器进行处理。如果所有输入都满足验证规则（例如，两次输入的密码一致），一个新的用户就会被创建，并存储到数据库中。然后用户就会被重定向到登录页面。如果有任何验证失败，用户将被提示重新输入。

补充5：密码找回

密码找回功能的实现通常包括以下步骤：发送包含密码重置链接的电子邮件到用户的注册邮箱，用户点击链接后，被重定向到一个可以设置新密码的页面。

以下是一个简化的实现示例：

1. 创建一个用于生成和验证密码重置令牌的用户模型方法：

首先，在你的用户模型中，添加一个生成令牌的方法和一个验证令牌的方法。通常，可以使用 itsdangerous 库来生成签名的令牌。

from itsdangerous import TimedJSONWebSignatureSerializer as Serializer
from flask import current_app

class User(db.Model, UserMixin):
    # ...
    def get_reset_token(self, expires_sec=1800):
        s = Serializer(current_app.config['SECRET_KEY'], expires_sec)
        return s.dumps({'user_id': self.id}).decode('utf-8')

    @staticmethod
    def verify_reset_token(token):
        s = Serializer(current_app.config['SECRET_KEY'])
        try:
            user_id = s.loads(token)['user_id']
        except:
            return None
        return User.query.get(user_id)

2. 创建一个发送密码重置电子邮件的函数：

接下来，你需要创建一个函数，该函数生成一个密码重置令牌，然后发送一封包含密码重置链接的电子邮件到用户的注册邮箱。这个链接应该包含令牌作为查询参数。

你可能会使用 Flask-Mail 插件来发送邮件。

3. 创建密码重置请求的视图函数：

创建一个视图函数来处理密码重置请求，获取用户输入的电子邮件地址，查找关联的用户，如果找到了用户，就调用上面的函数来发送密码重置电子邮件。

4. 创建处理密码重置链接的视图函数：

创建一个视图函数来处理用户点击密码重置链接后的请求。这个视图函数应该从链接的查询参数中获取令牌，然后调用用户模型的 verify_reset_token 方法来验证令牌。如果验证通过，将用户重定向到一个可以输入新密码的表单页面。

5. 创建设置新密码的视图函数：

最后，你需要创建一个视图函数来处理用户提交新密码的请求。这个视图函数应该获取用户的新密码，然后更新用户模型中的密码字段，最后把更新后的用户数据存回数据库。

这个流程需要用户能够接收和发送电子邮件，并且你的应用能够发送电子邮件。这个流程在某些方面可能需要调整以适应你的具体需求，例如邮件服务的选择，以及如何处理邮件发送失败的情况。