Python Web框架Django簡介(python的web框架)
引言
我們都知道,Django是一種基于Python的Web開發(fā)框架。
那么,什么是Web開發(fā)?Web開發(fā)指的是開發(fā)基于B/S架構(gòu),通過前后端的配合,將后臺服務器的數(shù)據(jù)在瀏覽器上展現(xiàn)給前臺用戶的應用。比如將電子購物網(wǎng)站的商品數(shù)據(jù)在瀏覽器上展示給客戶,在基于瀏覽器的學校系統(tǒng)管理平臺上管理學生的數(shù)據(jù),監(jiān)控機房服務器的狀態(tài)并將結(jié)果以圖形化的形式展現(xiàn)出來等等。
使用Python開發(fā)Web應用,最簡單、原始和直接的辦法是使用CGI標準,在二十年前這種方式很流行。它是如何做的呢? 以使用Python CGI腳本顯示數(shù)據(jù)庫中最新添加的10件商品為例:
import pymySQLprint("Content-Type: text/htmln")print("<html><head><title>products</title></head>")print("<body>")print("<h1>products</h1>")print("<ul>")connection = pymysql.connect(user='user', passwd='pwd', db='product_db')cursor = connection.cursor()cursor.execute("SELECT name FROM products ORDER BY create_date DESC LIMIT 10")for row in cursor.fetchall(): print("<li>%s</li>" % row[0])print("</ul>")print("</body></html>")connection.close()
服務過程是這樣的:首先,用戶請求CGI,腳本代碼打印Content-Type行等一些HTML的起始標簽,然后連接數(shù)據(jù)庫并執(zhí)行一些查詢操作,獲取最新的十件商品的相關數(shù)據(jù)。在遍歷這些商品的同時,生成一個商品的HTML列表項,然后輸出HTML的結(jié)束標簽并且關閉數(shù)據(jù)庫連接。將生成的HTML代碼保存到一個.cgi文件中,然后上傳到網(wǎng)絡服務器上,用戶通過瀏覽器即可訪問。
這個流程看起來不錯,簡單易懂,實際有很多問題和不方便的地方,比如:
- 如果應用中有多處需要連接數(shù)據(jù)庫會怎樣呢?每個獨立的CGI腳本,不應該重復編寫數(shù)據(jù)庫連接相關的代碼。
- 前端、后端工程師以及數(shù)據(jù)庫管理員集于一身,無法分工配合。設想一個前端設計師,完全沒有Python開發(fā)經(jīng)驗,但是又需要編寫SQL語句的話,會發(fā)生什么呢?(我有一句話不知當講不當講?)
- 如果代碼被重用到一個復合的環(huán)境中會發(fā)生什么?
- 直接將數(shù)據(jù)庫的密碼寫在代碼里嗎?
- 今天是取十個商品,明天我要刪除十個商品怎么辦?
以上的問題是顯而易見的,聰明的程序員在不斷的碰到問題和解決問題,探索方案和實踐方案中,重復了下面的過程:
- 開始編寫一個新的Web應用
- 開始編寫另一個Web應用
- 從第一步中總結(jié)經(jīng)驗(找出其中通用的代碼),并運用在第二步中
- 重構(gòu)代碼使得能在第二個應用中使用第一個程序中的通用代碼
- 重復2-4步若干次
- 發(fā)明了一個Web框架。
最初的Web開發(fā)框架就是這么來的!
Web框架致力于解決一些共同的問題,為Web應用提供通用的架構(gòu),讓用戶專注于網(wǎng)站應用業(yè)務邏輯的開發(fā),而無須處理網(wǎng)絡應用底層的協(xié)議、線程、進程等方面的問題。這樣能大大提高開發(fā)者的效率和Web應用程序的質(zhì)量。
一般Web框架的架構(gòu)是這樣的:
大多數(shù)基于Python的web框架,如Django、tornado、Flask、webpy都是在這個范圍內(nèi)進行增刪裁剪的。例如Tornado用的是自己的異步非阻塞“WSGI”網(wǎng)關接口,F(xiàn)lask則只提供了最精簡和基本的框架,Django則是直接使用了現(xiàn)成的WSGI,并實現(xiàn)了大部分功能,提供了大量的應用工具。
Django
Django是一個由Python編寫的具有完整架站能力的開源Web框架。使用Django,只要很少的代碼,Python的程序開發(fā)人員就可以輕松地完成一個正式網(wǎng)站所需要的大部分內(nèi)容,并進一步開發(fā)出全功能的Web服務。
Django本身基于MVC模型,即Model(模型) View(視圖) Controller(控制器)設計模式,因此天然具有MVC的出色基因:開發(fā)快捷、部署方便、可重用性高、維護成本低等。Python加Django是快速開發(fā)、設計、部署網(wǎng)站的最佳組合。
Django誕生于2003年,2006年加入了BSD許可證,成為開源的Web框架。Django這一詞語是根據(jù)比利時的爵士音樂家Django Reinhardt命名的,有希望Django能夠優(yōu)雅地演奏(開發(fā))各種樂曲(Web應用)的美好含義。
Django是由美國堪薩斯(Kansas)州Lawrence城中的一個新聞開發(fā)小組開發(fā)出來的。當時Lawrence Journal-World報紙的程序員Adrian Holovaty和Simon Willison用 Python 編寫Web新聞應用,他們的 World Online小組制作并維護了當?shù)氐膸讉€新聞站點。新聞界獨有的特點是快速迭代,從開發(fā)到上線,通常只有幾天或幾個小時的時間。為了能在截止時間前完成工作,Adrian和Simon打算開發(fā)一種通用的高效的網(wǎng)絡應用開發(fā)框架,也就是Django。
2005年的夏天,當這個框架開發(fā)完成時,它已經(jīng)用來制作了很多個World Online的站點。不久,小組中的Jacob Kaplan-Moss決定把這個框架發(fā)布為一個開源軟件,于是短短數(shù)年,Django項目就有著數(shù)以萬計的用戶和貢獻者,在世界范圍內(nèi)廣泛傳播。 原來的World Online的兩個開發(fā)者(Adrian and Jacob)仍然掌握著Django,但是其發(fā)展方向受社區(qū)團隊的影響更大。
Django具有以下特點:
- 功能完善、要素齊全:該有的、可以沒有的都有,常用的、不常用的工具都用。Django提供了大量的特性和工具,無須你自己定義、組合、增刪及修改。但是,在有些人眼里這被認為是‘臃腫’不夠靈活,發(fā)揮不了程序員的主動能力。(一體機和DIY你更喜歡哪個?^-^)
- 完善的文檔:經(jīng)過十多年的發(fā)展和完善,Django有廣泛的實踐經(jīng)驗和完善的在線文檔(可惜大多數(shù)為英文)。開發(fā)者遇到問題時可以搜索在線文檔尋求解決方案。
- 強大的數(shù)據(jù)庫訪問組件:Django的Model層自帶數(shù)據(jù)庫ORM組件,使得開發(fā)者無須學習其他數(shù)據(jù)庫訪問技術(shù)(SQL、pymysql、SQLALchemy等)。當然你也可以不用Django自帶的ORM,而是使用其它訪問技術(shù),比如SQLALchemy。
- 靈活的URL映射:Django使用正則表達式管理URL映射,靈活性高。
- 豐富的Template模板語言:類似jinjia模板語言,不但原生功能豐富,還可以自定義模板標簽。
- 自帶免費的后臺管理系統(tǒng):只需要通過簡單的幾行配置和代碼就可以實現(xiàn)一個完整的后臺數(shù)據(jù)管理控制平臺。
- 完整的錯誤信息提示:在開發(fā)調(diào)試過程中如果出現(xiàn)運行錯誤或者異常,Django可以提供非常完整的錯誤信息幫助定位問題。
MVC及MTV設計模式:
在目前基于Python語言的幾十個Web開發(fā)框架中,幾乎所有的全??蚣芏紡娭苹蛞龑ч_發(fā)者使用MVC設計模式。所謂全??蚣?,是指除了封裝網(wǎng)絡和線程操作,還提供HTTP、數(shù)據(jù)庫讀寫管理、HTML模板引擎等一系列功能的Web框架,比如Django、Tornado和Flask。
MVC設計模式:
最早由Trygve Teenskaug在1978年提出,上世紀80年代是程序語言Smalltalk的一種內(nèi)部架構(gòu)。后來MVC被其他領域借鑒,成為了軟件工程中的一種軟件架構(gòu)模式。MVC把Web框架分為3個基礎部分:
模型(Model):用于封裝與應用程序的業(yè)務邏輯相關的數(shù)據(jù)及對數(shù)據(jù)的處理方法,是Web應用程序中用于處理應用程序的數(shù)據(jù)邏輯的部分,Model只提供功能性的接口,通過這些接口可以獲取Model的所有功能。白話說,這個模塊就是Web框架和數(shù)據(jù)庫的交互層。
視圖(View):負責數(shù)據(jù)的顯示和呈現(xiàn),是對用戶的直接輸出。
控制器(Controller):負責從用戶端收集用戶的輸入,可以看成提供View的反向功能。
這三個部分互相獨立,但又相互聯(lián)系,使得改進和升級界面及用戶交互流程,在Web開發(fā)過程任務分配時,不需要重寫業(yè)務邏輯及數(shù)據(jù)訪問代碼。
MVC在Python之外的語言中也有廣泛應用,例如VC 的MFC,Java的Structs及Spring、C#的.NET開發(fā)框架,都非常有名。
MTV設計模式:
Django對傳統(tǒng)的MVC設計模式進行了修改,將視圖分成View模塊和Template模塊兩部分,將動態(tài)的邏輯處理與靜態(tài)的頁面展現(xiàn)分離開。而Model采用了ORM技術(shù),將關系型數(shù)據(jù)庫表抽象成面向?qū)ο蟮腜ython類,將表操作轉(zhuǎn)換成類操作,避免了復雜的SQL語句編寫。MTV和MVC本質(zhì)上是一樣的。
模型(Model):和MVC中的定義一樣
模板(Template):將數(shù)據(jù)與HTML語言結(jié)合起來的引擎
視圖(View):負責實際的業(yè)務邏輯實現(xiàn)
Django的MTV模型組織可參考下圖所示: