【python】网页开发——Flask基础（一）介绍、安装、版本、入门程序、网页相关知识、项目配置

Flask介绍

Flask官方文档：

https://flask.palletsprojects.com

中文文档：

https://dormousehole.readthedocs.io/en/latest/

Flask 是一个使用 Python 编写的轻量级 Web 开发框架。它被设计成简单、易用，并且具有灵活性，可以帮助开发者快速搭建 Web 应用程序。

以下是 Flask 的一些主要特点和优势：

1. 简单易用：Flask 的设计哲学是简单而优雅，让开发者能够快速入门并构建 Web 应用。它的 API 直观易懂，文档丰富详细，使得开发流程更加高效。
2. 灵活性：Flask 不会对开发者强加太多限制，它提供了基本的工具和组件，但允许开发者根据自己的需求进行定制。开发者可以按照自己的喜好选择数据库、模板引擎以及其他扩展插件。
3. 路由和视图：Flask 使用装饰器来定义 URL 路由规则，将不同的 URL 映射到相应的视图函数上。这种简单有效的方式使得开发者能够清晰地组织和管理代码。
4. 模板引擎：Flask 默认支持 Jinja2 模板引擎，允许开发者将动态内容与静态 HTML 页面分离，提高代码的可维护性和复用性。
5. 集成测试：Flask 提供了内置的测试工具和对单元测试、功能测试的支持，简化了开发过程中的测试工作。
6. 扩展性：Flask 有丰富的扩展库生态系统，提供了许多方便的第三方扩展，如 SQLAlchemy（数据库访问）、WTForms（表单处理）、Flask-RESTful（构建 RESTful API）等，可帮助开发者快速实现常见的功能。
7. 轻量级：由于 Flask 的核心设计简单而精练，它的代码量相对较小，运行效率高，适合用于轻量级的应用程序和原型开发。

安装Flask

pip install flask -i https://pypi.tuna.tsinghua.edu.cn/simple

Flask版本

import flask
print(flask.__version__)	#2.3.3

Flask入门程序

from flask import Flask

# 创建一个 Flask 应用程序实例。__name__ 是一个特殊变量，表示当前模块的名称
app = Flask(__name__)


@app.route('/')  # 使用修饰器指定 URL 路由规则，将根路径 / 映射到下面定义的 hello_world 函数
def hello_world():  # 路由处理函数
    return 'Helllo World'


if __name__ == '__main__':
    # 调用 Flask 应用程序实例的 run 方法，启动 Web 服务器，开始监听来自客户端的请求
    app.run()

运行这段代码时，Flask 会启动一个本地的 Web 服务器，在默认的 http://127.0.0.1:5000/ 地址上监听请求。当访问该地址时，Flask 会将请求映射到 hello_world 函数，并返回 'Hello World' 字符串作为响应内容。

Flask常见警告

WARNING: This is a development server. Do not use it in a production deployment. Use a production WSGI server instead.

这个开发服务器仅适用于开发环境，并不适合在生产环境中使用，而应该使用专门的生产级 WSGI 服务器。

网页相关知识

输入url到显示网页的主要流程

1. 用户操作操作浏览器发送请求
2. 请求转发至对应的web服务器
3. web服务器将请求转交给web应用程序，web应用程序处理请求
4. web应用将请求结果返回给web服务器，由web服务器返回用户响应结果
5. 浏览器收到响应，向用户展示

web服务器

是连接用户浏览器与WSGI和我们使用Flask开发的应用程序的中间节点

常见的 Web 服务器有以下几种：

1. Apache HTTP Server：Apache 是一个免费开源的跨平台 Web 服务器软件。它是最流行的 Web 服务器之一，具有稳定性和可靠性，并且支持动态模块扩展。
2. Nginx：Nginx 是一个高性能、轻量级的开源 Web 服务器和反向代理服务器。它可以处理大量并发连接，具有低内存消耗和高效请求处理能力。
3. Microsoft IIS：Internet Information Services (IIS) 是由微软公司开发的用于 Windows 操作系统的 Web 服务器软件。它提供了丰富的功能和易用的管理工具，广泛用于 Windows 环境下的 Web 应用程序部署。
4. Node.js：Node.js 是一个基于 Chrome V8 引擎构建的 JavaScript 运行时环境，可以用于构建高度可伸缩的网络应用程序。通过使用 Node.js 提供的 HTTP 模块，可以创建自己的 Web 服务器。
5. Lighttpd：Lighttpd（也称为 Lighty）是一个开源的轻量级 Web 服务器，专注于高性能和低内存消耗。它适用于各种规模的网站和应用程序。
6. Caddy：Caddy 是一个现代化的 Web 服务器，具有自动 HTTPS、易用性和快速部署的特点。它使用 Go 语言开发，支持虚拟主机、反向代理和静态文件服务等功能。

WSGI (Web Server Gateway Interface)

WSGI (Web Server Gateway Interface) 是 Python Web 应用程序和 Web 服务器之间的一种标准接口。它定义了一个简单而通用的方式，使得 Python Web 应用程序可以与各种符合 WSGI 标准的 Web 服务器进行交互。

WSGI 的主要目的是实现 Web 应用程序与 Web 服务器之间的解耦。通过遵循 WSGI 接口，Web 应用程序可以独立于特定的 Web 服务器进行开发和测试，并且可以在不同的服务器环境中运行。

在一个典型的 WSGI 应用程序中，有两个主要的组件：

1. 应用程序：WSGI 应用程序是一个可调用的对象，通常是一个函数或者一个类的实例。它接收两个参数：一个是包含请求信息的字典（environ），另一个是用于发送响应的回调函数（start_response）。
2. Web 服务器网关：Web 服务器网关是一个符合 WSGI 标准的服务器组件，它负责接收客户端的请求并将其转发给 WSGI 应用程序。网关还负责调用应用程序，并将应用程序返回的响应发送给客户端。

WSGI 实现了一种简单的协议，使得 Web 应用程序和服务器之间可以通过一套统一的接口进行交互。这样的设计使得开发和部署 Web 应用程序变得更加灵活和可扩展。许多 Python Web 框架都是基于 WSGI 标准构建的，例如 Flask、Django 等。

实现简单WSGI服务器

my_webserver.py

""" 简单WSGI服务器实现 """
from wsgiref.simple_server import make_server


# make_server 函数是 wsgiref 模块中提供的用于创建 WSGI 服务器的函数


def main():  # main 函数用于启动服务器
    # 创建一个 WSGI 服务器实例，并将其赋值给变量 server。
    # 指定服务器的主机名为 'localhost'，端口号为 8001，处理请求的 WSGI 应用程序为 hello_world 函数。
    server = make_server('localhost', 8001, hello_world)
    print('Serving HTTP on port8001...')
    # 阻塞调用，使得服务器一直运行，直到接收到停止服务器的信号
    server.serve_forever()


def hello_world(environ, start_response):  # 作为 WSGI 应用程序。environ 是包含请求信息的字典，start_response 是用于发送响应的回调函数。
    status = "200 OK"
    response_headers = [('Content-Type', 'text/html')]  # 表示响应头部分的 Content-Type 属性为 'text/html'
    start_response(status, response_headers)
    path = environ['PATH_INFO'][1:] or 'hello world'
    return [b'
 %s 
' % path.encode()]   # 构建一个包含 HTML 标签的响应内容，并将其作为字节类型的列表返回


if __name__ == '__main__':
    main()

在浏览器中通过访问 http://localhost:8001 查看到 “hello world” 的标题。

项目配置

Debug模式

在 Flask 中，调试模式（debug mode）是一个开关，用于在开发过程中启用一些有用的调试功能。当调试模式处于启用状态时，如果出现错误，Flask 会提供详细的错误信息，以帮助开发者进行调试。

要启用调试模式，可以在应用程序的 app.run() 函数中设置 debug=True。例如：

from flask import Flask

app = Flask(__name__)

# 应用程序代码

if __name__ == '__main__':
    app.run(debug=True)

在上面的示例中，debug=True 将调试模式启用。当应用程序运行时，如果发生错误，将显示详细的错误信息，并提供交互式调试器。

调试模式提供以下功能：

1. 错误消息：当发生错误时，将显示详细的错误消息，包括堆栈跟踪信息和源代码位置，有助于快速定位和修复问题。
2. 自动重载：如果应用程序的源代码发生更改，Flask 会自动重新加载应用程序，而无需手动重启服务器。
3. 交互式调试器：当发生错误时，Flask 提供一个交互式调试工具，可以在错误发生的位置进行代码调试。

需要注意的是，调试模式不应该在生产环境中使用，因为它可以暴露应用程序的敏感信息和漏洞。在发布应用程序之前，请确保将调试模式禁用或删除 debug=True。

设置Host和Port

在 Flask 中，可以使用 app.run() 方法来启动一个本地服务器。这个方法可以接受一些可选的参数，例如 host 和 port，用于指定服务器的主机名和端口号。

以下是如何设置 host 和 port 的示例代码：

from flask import Flask

app = Flask(__name__)

# 应用程序代码

if __name__ == '__main__':
    app.run(host='0.0.0.0', port=5000)

在上面的示例中，host='0.0.0.0' 表示监听所有网络接口上的请求，而 port=5000 表示使用端口号 5000。

如果想要在本地访问应用程序，可以在浏览器中输入地址：http://localhost:5000。

需要注意的是，在生产环境中，应该将 host 设置为应用程序所在服务器的 IP 地址或域名，并将 port 设置为合适的端口号。另外，如果将应用程序部署到云服务提供商（如 Amazon Web Services 或 Microsoft Azure）中，则通常需要配置防火墙和网络安全组，以确保只有经过授权的用户可以访问应用程序。

app.config配置

在 Flask 中，可以使用 app.config 对象来配置应用程序的各种参数和设置。这个对象实际上是一个字典，可以通过键值对的方式来设置和获取配置项。

以下是如何使用 app.config 配置应用程序的示例代码：

from flask import Flask

app = Flask(__name__)

# 设置配置项
app.config['DEBUG'] = True
app.config['SECRET_KEY'] = 'mysecretkey'
app.config['DATABASE_URI'] = 'sqlite:///database.db'

# 应用程序代码

在上面的示例中，通过 app.config['配置项名称'] = 值 的方式来设置配置项。你可以根据需要设置任意数量的配置项。

常见的 Flask 配置项包括：

• DEBUG：调试模式的开关，True 表示启用调试模式，默认为 False。
• SECRET_KEY：用于加密会话数据的密钥，需使用安全的随机字符串进行设置。
• DATABASE_URI：数据库的连接字符串，用于连接数据库。
• TEMPLATES_AUTO_RELOAD：模板自动重新加载的开关，True 表示在模板文件修改后自动重新加载，默认为 True。
• 其他自定义的配置项。

你可以根据应用程序的需求自由设置和使用配置项。

使用Python配置文件

在 Flask 中，可以使用 Python 的配置文件来管理应用程序的配置项。通过使用配置文件，将不同环境下的配置分开管理，并根据需要加载相应的配置。

以下是如何使用 Python 配置文件的示例代码：

1. 创建一个名为 config.py 的 Python 配置文件，定义配置项和对应的值：

# config.py

class Config:
    DEBUG = False
    SECRET_KEY = 'mysecretkey'
    DATABASE_URI = 'sqlite:///database.db'

class DevelopmentConfig(Config):
    DEBUG = True

class ProductionConfig(Config):
    DEBUG = False
    DATABASE_URI = 'mysql://user:password@localhost/dbname'

2. 在 Flask 应用程序中加载配置：

from flask import Flask

app = Flask(__name__)

# 导入配置文件
app.config.from_object('config.DevelopmentConfig')
# 或者使用下面的方式
# app.config.from_envvar('APP_CONFIG')

# 应用程序代码

以上示例中，使用 app.config.from_object() 方法加载配置文件，并指定要使用的配置子类（例如 DevelopmentConfig）。这样，应用程序将使用 DevelopmentConfig 类中的配置项。

也可以使用 app.config.from_envvar() 方法从环境变量加载配置文件路径，这样可以根据不同的环境设置不同的配置文件。

3. 使用配置项：

# 获取配置项的值
debug_mode = app.config['DEBUG']
secret_key = app.config['SECRET_KEY']
database_uri = app.config['DATABASE_URI']

在应用程序的其他地方，可以使用 app.config['配置项名称'] 来获取配置项的值。