Python面试题100例【26~30题】

二十六、请介绍下Django框架的生命周期

Django是一个高级的Python Web框架，它遵循MVC设计模式（在Django中通常称为MTV，即模型（Model）、模板(Template)和视图(Views)），并且鼓励快速开发和干净、实用的设计。以下是一个简单的Django请求/响应生命周期：

1. 用户发起请求：当用户通过Web浏览器访问一个网站时，会向服务器发送一个HTTP请求。
2. Django Web服务器接收请求：请求首先被Django的Web服务器（如Gunicorn，Uwsgi或Django自带的开发服务器）接收，然后传递给Django框架进行处理。
3. URL解析：Django框架接收到请求后，会根据URLconf(URL配置文件，通常是urls.py文件)找到与请求URL匹配的函数（称为视图）。
4. 中间件处理：在Django中，还可以配置一些中间件（Middleware），这些中间件可以在请求被视图处理之前或之后进行一些处理，例如处理会话、验证用户等。
5. 视图处理请求：找到匹配的视图函数后，Django会创建一个HttpRequest对象，并将这个对象作为参数传递给视图函数。视图函数会处理这个请求，并返回一个HttpResponse对象。
6. 模板渲染：如果视图决定渲染一个模板，它会加载模板，然后将一个上下文（包含要在模板上显示的数据）传递给模板。模板会根据这个上下文生成HTML内容。
7. 响应返回给用户：最后，Django将HttpResponse对象返回给Web服务器，Web服务器将响应转换为一个HTTP响应，然后发送给用户的Web浏览器。

二十七、请介绍下Django是怎么操作数据库的

Django通过它的ORM（Object-Relational Mapping，对象-关系映射）系统来操作数据库。ORM允许开发者用Python代码来操作数据库，而不需要写SQL语句。这样，我们就可以编写数据库独立的代码，而不用担心底层使用的是哪种数据库系统（MySQL，PostgreSQL，SQLite等）。
以下是Django操作数据库的基本步骤：

1. 定义模型：在Django中，每个数据库表由一个Python类来表示，这个类继承自django.db.models.Model。每个类的属性就表示数据库表的字段。

from django.db import models

class Book(models.Model):
    title = models.CharField(max_length=200)
    publication_date = models.DateField()

2. 迁移：定义好模型之后，需要通过迁移来在数据库中创建对应的表。Django提供了makemigrations命令来创建迁移，然后用migrate命令来应用迁移。

python manage.py makemigrations
python manage.py migrate

3. 使用模型：现在，我们可以使用定义的模型来进行数据库操作了。例如，创建一个新的记录：

from datetime import date

book = Book(title='The Pragmatic Programmer', publication_date=date(1999, 10, 30))
book.save()

也可以查询现有的记录：

books = Book.objects.filter(title__contains='Django')

4. 修改和删除记录：我们也可以修改或删除数据库中的记录。例如：

# 修改记录
book = Book.objects.get(id=1)
book.title = 'New Title'
book.save()

# 删除记录
book.delete()

二十八、如何使用Django中间件

在Django中，中间件是一个轻量级、底层的“插件”系统，用来全局改变Django的输入或输出。每次一个请求被处理，Django首先会根据你的MIDDLEWARE设置来应用每个中间件类的方法。
以下是一个使用中间件的基本步骤：

1. 创建中间件：中间件是一个Python类，需要实现特定的方法。例如，下面是一个简单的中间件，它会在每个请求被处理前打印一条消息：

class SimpleMiddleware:
    def __init__(self, get_response):
        self.get_response = get_response

    def __call__(self, request):
        print('在处理视图前')
        response = self.get_response(request)
        print('在处理视图后')
        return response

上面的代码中，__init__方法接收一个get_response参数，并将其存储为实例变量。get_response是一个回调函数，用来获取视图的响应。
__call__方法是真正处理请求和响应的地方。在调用get_response之前的代码会在请求被处理前执行，调用get_response之后的代码会在请求被处理后（视图函数被调用后）执行。

2. 激活中间件：要启用中间件，需要将其添加到MIDDLEWARE设置中。MIDDLEWARE是一个Python列表，包含了所有激活的中间件的字符串路径。例如：

MIDDLEWARE = [
    'django.middleware.security.SecurityMiddleware',
    'django.contrib.sessions.middleware.SessionMiddleware',
    'django.middleware.common.CommonMiddleware',
    'myapp.middleware.SimpleMiddleware',  # 你的自定义中间件
    'django.middleware.csrf.CsrfViewMiddleware',
    'django.contrib.auth.middleware.AuthenticationMiddleware',
    'django.contrib.messages.middleware.MessageMiddleware',
    'django.middleware.clickjacking.XFrameOptionsMiddleware',
]

注意，中间件的顺序很重要。在请求阶段，Django会从上到下应用每个中间件，但在响应阶段，则会从下到上应用中间件。这意味着在请求列表中，越是在上面的中间件，它的响应处理代码会越后执行。

二十九、Django开发中如何优化数据库

1. 优化查询：使用ORM时，要注意避免生成不必要的查询。例如，如果你需要访问一个外键关联的对象的某个属性，最好使用select_related或prefetch_related方法，这样可以在一次查询中获取所有必要的信息，避免“N+1查询”问题。

# 优化前
books = Book.objects.all()
for book in books:
    print(book.author.name)

# 优化后
books = Book.objects.select_related('author').all()
for book in books:
    print(book.author.name)

2. 只获取必要的字段：如果你只需要模型的某几个字段，可以使用values或values_list方法，只获取这些字段的数据，这样可以减少数据库的I/O负担。

titles = Book.objects.values_list('title', flat=True)

3. 使用索引：在经常需要查询的字段上创建索引，可以大大提高查询效率。在Django的模型字段中，可以设置db_index=True来创建索引。

class Book(models.Model):
    title = models.CharField(max_length=200, db_index=True)
    publication_date = models.DateField()

4. 分页：如果你需要显示大量的数据，最好使用分页来减少每次查询的数据量。Django提供了Paginator类来帮助实现分页。
5. 缓存：对于那些不经常变化但是读取频繁的数据，可以使用缓存来提高性能。Django提供了非常完善的缓存系统，可以缓存视图的结果，也可以手动缓存数据。

三十、什么是Django中间件

Django中间件是一个轻量级、底层的“插件”系统，用来全局改变Django的输入或输出。在请求被处理的过程中，中间件是第一个处理HTTP请求或视图返回的HTTP响应的组件。它可以看作是处理请求和响应的钩子。
中间件的主要功能包括：

• 处理全局请求：例如，可以在一个中间件中检查是否有session的存在，如果没有就创建一个。
• 处理全局响应：例如，可以在一个中间件中统一添加某个HTTP头部。
• 在视图处理之前或之后改变请求或响应。
• 将某些任务钩子到请求/响应的处理过程中，例如数据缓存、数据压缩等。

一个中间件基本上就是一个Python类，它定义了以下一个或多个方法：

• init(self, get_response)：在中间件实例化时调用一次，其中get_response是一个用于获取视图响应的回调函数。
• call(self, request)：处理每个请求时都会调用，你可以在这里改变请求或响应。

中间件的执行顺序在Django设置中的MIDDLEWARE列表中定义，这个列表的顺序非常重要。在处理请求时，Django会按照MIDDLEWARE列表从上到下的顺序应用每个中间件，然后在处理响应时，Django会按照从下到上的顺序应用每个中间件。