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flask route對協議作用及設計思路解答

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  小編寫這篇文章的一個主要目的,主要是給大家講解一下flask route,講解的內容是flask route協議的一些相關作用,還有具體的一些設計思路,具體的思路性問題,下面去給大家做一個詳細解答。


  引言


  本文主要梳理了flask源碼中route的設計思路。


  首先,從WSGI協議的角度介紹flask route的作用;


  其次,詳細講解如何借助werkzeug庫的Map、Rule實現route;


  最后,梳理了一次完整的http請求中route的完整流程。


  flask route設計思路


  源碼版本說明


  本文參考的是flask 0.5版本的代碼。


  flask 0.1版本的代碼非常短,只有600多行,但是這個版本缺少blueprint機制。


  因此,我參考的是0.5版本。


  flask route示例


  直接使用flask官方文檔中的例子


  from flask import Flask
  app=Flask(__name__)
  app.route('/')
  def hello_world():
  return'Hello World!'
  app.route('/post/')
  def show_post(post_id):
  #show the post with the given id,the id is an integer
  return'Post%d'%post_id
  if __name__=='__main__':
  app.run()


  此例中,使用app.route裝飾器,完成了以下兩個url與處理函數的route:


  {
  '/':hello_world,
  '/post/':show_post
  }


  這樣做的效果為:


  當http請求的url為'/'時,flask會調用hello_world函數;


  當http請求的url為'/post/<某整數值>'(例如/post/32)時,flask會調用show_post函數;


  flask route的作用


  從上面的示例中其實可以明白:flask route的作用就是建立url與處理函數的映射。


  WSGI協議將處理請求的組件按照功能及調用關系分成了三種:server,middleware,application。


  其中,server可以調用middleware和application,middleware可以調用application。


  符合WSGI的框架對于一次http請求的完整處理過程為:


  server讀取解析請求,生成environ和start_response,然后調用middleware;


  middleware完成自己的處理部分后,可以繼續調用下一個middleware或application,形成一個完整的請求鏈;


  application位于請求鏈的最后一級,其作用就是生成最終的響應。


  http服務器(比如,nginx)-->WSGI server(比如gunicorn,SimpleHttpServer)-->middleware-->
  middleware-->...-->application


  如果接觸過Java Web開發的人可能會立刻發現,這與servlet中的middleware機制是完全一致的。


  特別重要的:


  在上一小節的示例中app=Flask(__name__)創建了一個middleware,


  而這個middleware的核心作用是進行請求轉發(request dispatch)。


  上面這句話非常重要,請在心里重復一百遍。


  上面這句話非常重要,請在心里重復一百遍。


  上面這句話非常重要,請在心里重復一百遍。


  進行請求轉發的前提就是能夠建立url與處理函數之間的映射關系,即route功能。


  因此,在flask中,route是Flask類的一個裝飾器。


  flask route的實現思路


  通過上一小節,我們知道以下兩點:


  flask route是url與處理函數的映射關系;


  在http請求時,Flask這個middleware負責完成對url對應的處理函數的調用;


  那么,如果是我們自己來實現route,思路也很簡單:


  建立一個類Flask,這個類是一個middleware,并且有一個字典型的成員變量url_map;


  url_map={url:function}


  當http請求時,進行request dispatch:根據url,從url_map中找到function,然后調用function;


  調用后續的middleware或application,并把function的結果傳遞下去。


  flask的實現思路也是這樣的。


  class Flask(object):
  def __init__(self):
  self.url_map={}#此處定義保存url與處理函數的映射關系
  def __call__(self,environ,start_response):#根據WSGI協議,middleware必須是可調用對象
  self.dispatch_request()#Flask的核心功能request dispatch
  return application(environ,start_response)#最后調用下一級的application
  def route(self,rule):#Flask使用裝飾器來完成url與處理函數的映射關系建立
  def decorator(f):#簡單,侵入小,優雅
  self.url_map[rule]=f
  return f
  return decorator
  def dispath_request(self):
  url=get_url_from_environ()#解析environ獲得url
  return self.url_map[url]()#從url_map中找到對應的處理函數,并調用


  至此,一個簡單的Flaskmiddleware的骨架就完成了。


  上面的Flask類主要功能包括:


  符合WSGI協議的middleware:可被調用,并且可以調用application


  能夠保存url與處理函數的映射信息


  能夠根據url找到處理函數并調用(即,request dispatch)


  當然,在實際中,不可能這么簡單,但是基本思路是一致的。


  werkzeug庫中的Map與Rule在Flask中的應用


  需要指出,上面實現的最簡單的Flask類還是有很多問題的。


  比如,HTTP請求中相同的url,不同的請求方法,比如GET,POST如果對應不同的處理函數,該如何處理?


  flask使用了werkzeug庫中的Map和Rule來管理url與處理函數映射關系。


  首先需要簡單了解一下Map和Rule的作用:


  在werkzeug中,Rule的主要作用是保存了一組url,endpoint,methods關系:


  每個(url,endpoint,methods)都有一個對應的Rule對象:


  其實現如下:


  class Rule(object):
  def __init__(self,url,endpoint,methods):
  self.rule=url
  self.endpoint=endpoint
  self.methods=methods


  這里需要解釋一下endpoint:


  前面說過:url與其處理函數可以使用一個字典來實現:{url:function}


  flask在實現的時候,在中間加了一個中介endpoint,于是,url與處理函數的映射變成了這樣:


  url-->endpoint-->function#一個url對應一個endpoint,一個endpoint對應一個function
  {url:endpoint}#保存url與endpoint之間的關系
  {endpoint:function}#保存endpoint與function之間的關系


  于是,剛才我們實現的簡單的flask骨架中{url:function}的字典,就變成了{endpoint:function},而{url:endpoint}這個映射關系就需要借助Map和Rule這兩個類來完成。


  可以發現:endpoint就是url和處理函數映射關系中的一個中介,所以,它可以是任何可以用作字典鍵的值,比如字符串。


  但是在實際使用中endpoint,一般endpoint均為字符串,并且默認情況下:


  如果是通過Flask.route裝飾器建立的映射關系,那么endpoint就是處理函數的函數名;


  如果是通過blueprint建立的映射關系,那么endpoint是blueprint名.處理函數名;


  因為,每建立一個url-->endpoint-->function關系就會創建一個Rule對象,所以,會有很多Rule對象存在。


  Map的作用則是保存所有Rule對象。


  所以,一般情況下Map的用法如下:


  m=Map([
  Rule('/',endpoint='index'),
  Rule('/downloads/',endpoint='downloads/index'),
  Rule('/downloads/',endpoint='downloads/show')
  ])


  在flask的源碼中


  class Flask(object):
  def __init__(self):
  self.url_map=Map()#url_map為保存所有Rule關系的容器Map
  self.view_functions={}#view_functions保存endpoint-->function


  成員變量url_map保存所有的(url,endpoint,method)關系


  成員變量view_functions保存所有的{endpoint,function}關系


  所以,對于一個url,只要能找到(url,endpoint,method),就能根據endpoint找到對應的function。


  route的完整流程


  首先,建立Flask對象:


 app=Flask(__name__)


  然后,建立url與function之間的映射關系:


  app.route('/')
  def hello_world():
  return'Hello World!'


  在裝飾器route中,創建(url,endpoint,method)和{endpoint:function}兩組映射關系:


  if endpoint is None:
  endpoint=view_func.__name__#默認使用響應函數名作為endpoint
  self.url_map.add(Rule(url,endpoint,method))#保存(url,endpoint,method)映射關系
  self.view_functions[endpoint]=view_func#保存{endpoint:function}映射關系


  這樣,就完成了對url和響應函數的映射關系。


  下一步,調用WSGI server響應http請求,在文章開始的示例中使用:

  app.run()


  調用python標準庫提供的WSGI server,在實際使用時,可能是gunicorn或uwsgi。


  不論server是什么,最終都會調用Flask.__call__函數。這個函數完成request dispatch的任務。


  對于request dispatch而言,首先根據請求,解析environ,得到url,然后調用Map.match函數,這個函數會最終找到預先保存的(url,endpoint,method)映射,然后返回(endpoint,url請求參數),由于得到了endpoint,然后,可以從Flask.view_functions中直接取到對應的響應函數,所以,可以直接進行函數調用


  self.view_functions[endpoint](url請求參數)


  至此,就完成了完整的route。


  總結


  flask的Flask類是WSGI的dispatch middleware;
  Flask的url_map保存所有的(url,endpoint,method)映射關系;
  Flask的view_functions保存所有的{endpoint:function}映射關系;
  dispath request就是根據url找到endpoint,再根據endpoint找到function,最后調用function的過程


  綜上所述,這篇文章就給大家介紹到這里了,希望可以給大家帶來幫助。

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