Flask狼书笔记 | 01_初识Flask,02_Flask与HTTP

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前言

2023-8-11

以前对网站开发萌生了想法,又有些急于求成,在B站照着视频敲了一个基于flask的博客系统。但对于程序的代码难免有些囫囵吞枣,存在许多模糊或不太理解的地方,只会照葫芦画瓢。

而当自己想开发一个什么网站的时,就如同摸着石头过河,常在许多小问题上卡住,不知怎么实现,也不知道需要去学习什么才能实现。例如,要做一个聊天室程序,我却不知道在一方发出消息时,如何在另一方实时地显示出来,思虑许久而终归于放弃。

学习系统且详细的知识有其好处,它可以冲退我那种徒手在黑暗中摸索的感觉。读了“狼书”的两个章节,自觉很有收获,此前的许多疑惑也得到了解答。然凡事各有弊益,啃书不是易事,还需下苦功夫。

曾有人对我说,看视频会更有效率。也许他是对的?但我好像更喜欢书籍给我的感觉。但有些讽刺的是,大学至今,我却也没看下来多少书,而时间在我休息的时候,它仍努力奔跑,两载一晃而过。而不少人,也是这相似的困境吧?

回到本文,它是一篇读书笔记,参杂少许个人想法但含量不高,所记零散,主要是作为个人提纲备忘,或许对诸位而言阅读价值不高。若想学习 Flask 框架,我还是很推荐去读“狼书”原著的。


开始

5个难度递增的案例:留言板SayHello,个人博客Bluelog,图片社交网站Albumy,待办事项程序Todoism,聊天室CatChat。

前端学习

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Web很多程序离不开javascript,它可以方便、简洁地实现很多页面按逻辑和功能。

了解Git:https://try.github.io/

文本编辑器

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作者的博客:http://greyli.com

Git使用

克隆本书代码仓库:

git clone https://github.com/greyli/helloflask.git

查看当前项目仓库中包含的所有标签:

git tag -n

签出对应标签版本的代码:

git checkout foo

签出前对文件做了修改,需要撤销:

git reset --hard

使用diff命令比较两个标签对应版本之间的变化:

git diff foo bar

使用git客户端直观查看版本变化:

gitk

定期使用git fetch命令来更新本地仓库:

git fetch --all
git fetch --tags
git reset --hard origin/master

在本地复制新的派生仓库,后可以在本地自由修改其中的代码:

git clone https://github.com/你的用户名/helloflask.git

1 初识Flask

Web框架可以让我们不用关心底层的请求响应处理,更方便地编写Web程序。

两个主要依赖:(p3)

  • WSGI(Web Server Gateway Interface,Web服务器网关接口)的工具集——Werkzeug(http://werkzeug.pocoo.org/)
  • Jinja2模板引擎

1.1 搭建开发环境

Pipenv:pip的加强版,让包安装、包依赖管理、虚拟环境管理更加方便。

创建虚拟环境:在项目根目录(即helloflask文件夹中),使用pipenv install命令。Pipfile文件列出的依赖包也会一并被安装。

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显示激活虚拟环境:Pipenv会自动从项目目录下的.env文件中加载环境变量。

# 激活
pipenv shell
# 退出
exit

临时使用虚拟环境中的python解释器:(更推荐)

pipenv run python hello.py

查看当前环境下的依赖情况

pipenv graph

关于Pipfile项目的更多情况,请访问其主页。

使用pipenv install命令安装包时,都是安装到虚拟环境中。相当于使用pip在激活虚拟环境的情况下安装包。

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更新flask版本:(书中为flask-1.0.2)

pipenv update flask

集成开发环境:pycharm专业版提供了更多针对Flask开发的功能,比如创建Flask项目模板,Jinja2语法高亮,与Flask命令行功能集成等。

设置Python解释器(好像已经不需要了):因为PyCharm未集成支持Pipenv。(p10)

1.2 简单示例

from flask import Flask
app = Flask(__name__)

@app.route('/')
def index():
    return '<h1>Hello Flask!</h1>'

Flask类表示一个Flask程序,实例化这个类就得到了我们的程序实例app。__name__对于文件app.py而言,值即为“app”,它帮助Flask在相应的文件夹里找到需要的资源,比如模板和静态文件。(p12)

注册路由:路由负责管理URL和函数之间的映射。

  • 一个视图函数可以绑定多个路由。
  • 动态路由:可以传递参数,并可设置默认参数。

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:Flask内置一个开发服务器,但在实际生产环境中需要使用性能更好的生产服务器。

启动开发服务器

# 未启动虚拟环境下使用
pipenv run flask run
# 在虚拟环境中
flask run
# 命令未找到
python -m flask run

app.run()方法也可启动开发服务器,已经不推荐使用。

flask寻找程序实例

  • 在当前目录下,名为app.pywsgi.py的文件中寻找名为app的程序实例。
  • 根据环境变量FLASK_APP寻找。
# 在linux
$ export FLASK_APP=hello
# 在windows
> set FLASK_APP=hello

管理环境变量:使用python-dotenv包,从.env.flaskenv文件加载。其中.env文件存放一些敏感数据。

pipenv install python-dotenv

可在.flaskenv写入:

# 默认为production(生产环境),开发模式将打开调试器和重载器。
FLASK_ENV=development

使用Pycharm的运行配置(而不使用命令行):在Run --> Edit Configurations(p19)

使服务器外部可见:让局域网用户可以通过你的内网IP进行访问。想要公网访问,可以考虑内网穿透工具、端口转发工具等,如 ngrok、Localtunnel。

flask run --host=0.0.0.0

flask的环境变量:可通过FLASK_<COMMAND>_<OPTION>设置各种选项。

重载器:安装 Watchdog。Werkzeug内置有stat重载器,但耗电严重且准确性一般。

# dev: 开发依赖的包
pipenv install watchdog --dev

打开PythonShell:使用flask打开的shell自动包含程序上下文,并且已经导入了app实例。

flask shell

Flask扩展:使用Flask提供的接口编写的Python库。扩展可以加速开发,但也会降低灵活性,并可能存在bug。

Flask项目配置:可能用到Flask提供的配置、扩展提供的、程序特定的配置。它们用Flask对象的app.config属性作为统一的接口。

  • Flask配置章节:https://flask.pocoo.org/docs/latest/config/
app.config['ADMIN_NAME'] = 'Peter'
# 一次加载多个值
app.config.update()方法

URL:使用url_for(),方便url规则的修改。

  • 相对url与绝对url(p24)

自定义Flask命令

  • Click官方文档(自定义命令):http://click.pocoo.org/6/
@app.cli.command()
def hello():
    click.echo('Hello, Human!')
> flask hello
Hello, Human!

视图函数之名:可以溯源至MVC架构,即”模型 - 视图 - 控制器”。但flask并不是MVC架构的框架,因为没有内置数据模型的功能(需使用扩展),视图函数成为控制器函数才更加合适。(p28)

2 Flask与HTTP

request对象常用的属性和方法:(p43)

Response类常用属性和方法:(p48)

查看路由列表:这个列表由app.url_map解析得到。其中static为Flask添加的特殊路由,用来访问静态文件。

> flask routes

Flask内置的URL变量转换器:(p37)

URL规则中的转换器<转换器:变量名>

@app.route('goback/<int:year>')
def go_back(year):
    return '<p>Welcome to %d!</p>' % (2018 - year)

请求钩子:也称回调函数,可以用来注册在请求处理的不同阶段执行的处理函数,如预处理后处理,它们使用装饰器 实现。(p58)

响应:大多数情况下,我们只负责返回响应的主体内容(而不负责首部及各种字段)。Flask会调用make_response()方法将视图函数返回值转换为响应对象。当然,响应也可以包含响应主体、状态码、首部字段 三个部分内容。

可使用redirect(<url字符串>)方法重定向。

@app.route('/')
def hello_flask():
    return '', 302, {'Location':'https://www.baidu.com'}

:状态码不可儿戏,如将上面的302改为202,则重定向会失效。

错误响应:在视图函数中使用abort(<状态码>),例如:

@app.route('/404')
def not_found():
    abort(404)

响应格式:在 HTTP 响应中,数据可以通过多种格式传输,默认为 HTML。可以设置不同的 MIME 类型来标识不同的数据格式,MIME 类型在 Content-Type 字段中定义。

# method 1 - 修改响应对象的属性
# @plain 纯文本
from flask import make_response
...
response = make_response("hello")
response.mimetype = 'text/plain'
# method 2 - 设置首部字段
response.headers['Content-Type'] = 'text/html; charset=utf-8'
  • XMLapplication/xml,一般作为 AJAX 请求的响应格式,或是 Web API 的响应格式。

  • JSONapplication/json,指 JavaScript Object Notation(JavaScript对象表示法),更轻量、易解析。

    json模块的dumps()方法,可以将python中的字典、列表、元组数据序列化为json字符串。

# 1 - python标准库的json模块
response = make_response(json.dumps(data))
response.mimetype = 'application/json'
return response
# 2 - 使用flask包装的jsonify()函数
return jsonify(data)

Cookie:HTTP 是无状态协议。Cookie是保存在浏览器上的小型文本数据,保存一定时间,在下一次向同一个服务器发送请求时附带这些数据。但明文存储存在安全隐患。

使用set_cookie()方法设置(参数见p68),从cookies属性获取。

Session:在Flask中,session对象用来存储加密的cookie。

  • 设置程序密钥:通过Flask.secret_key属性;或环境变量SECRET_KEY(可保存在.env文件),在脚本中通过getenv()方法获取。
import os
app.secret_key = os.getenv('SECRET_KEY', 'secret string')

疑问:写进了环境变量还需再脚本中手动获取?那我随便用个环境变量名称是不是也可以?

疑问:看不懂:使用session对象存储的Cookie,用户可以看到其加密后的值,但无法修改它。因为session中的内容使用密钥进行签名,一旦数据被修改,签名的值也会变化。这样再读取时,就会验证失败,对应的session值也会失效。 (p51)

  • session cookie的保存时间

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上下文:Flask中有两种上下文:程序上下文请求上下文

两种上下文在视图函数中都会自动激活,这也意味折一些依赖于上下文的函数只能在视图函数中使用,如url_for()jsonify()等。

也可手动激活程序上下文:

>>> from app import app
>>> from flask import current_app

# 方法1
>>> with app.app_context():
    ... current_app.name
   
# 方法2
>>> app_ctx = app.app_context()
>>> app_ctx.push()
>>> current_app.name
>>> app_ctx.pop()

# 激活请求上下文类似
>>> from app import app
>>> from flask import request
>>> with app.test_request_context('/hello'):
    ...

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疑惑:g、request等对象如何区分不同的客户端?

上下文钩子:使用它注册的回调函数会在程序上下文被销毁时调用。

@app.teardown_appcontext
def teardown_db(exception):
    ...
    db.close()

2.1 重定向回上一个页面

利用referrerURL的查询参数。(p59)

referrer:即访问来源。当用户在某个站点单击链接,浏览器向新链接所在的服务器发起请求,请求的数据中包含的HTTP_REFERER字段记录了用户所在的原站点URL。

疑惑:书中判断url是否安全的代码(如下)使我困惑了许久:既然test_url中也与request.host_url做了拼接,那最后的netloc不是必然相同吗?

后来我查找了urljoin(base, url)函数的处理机制:

  • 如果url是一个相对URL,那么urljoin会从url中获取路径部分,并于base中获取的部分合并;
  • 如果url是一个绝对URL,则urljoin会直接返回url

那么在什么情况下,is_safe_url函数的返回值才为False呢?

  • 首先,target是一个绝对URL。
  • 同时,该绝对URL的协议或主机不是本机。

综上,还是感觉该函数的逻辑写得有些隐晦了,不便于理解(肯定不能是我太笨)。

def is_safe_url(target):
    ref_url = urlparse(request.host_url)
    test_url = urlparse(urljoin(request.host_url, target))
    return test_url.scheme in ('http', 'https') and \
           ref_url.netloc == test_url.netloc

2.2 使用AJAX技术发送异步请求

jQuery中和AJAX相关的方法和具体用法:http://api.jquery.com/category/ajax/

前言

在传统的Web应用中,程序的操作都是基于请求响应循环来实现的。每当页面状态需要变动,或是需要更新数据时,都伴随折一个发向服务器的请求。当服务器响应时,整个页面会重载,并渲染新页面

频繁更新页面会牺牲性能,且影响用户体验。

AJAX是指异步Javascript和XML(Asynchronous JavaScript And XML),是一系列技术的组合体,如XMLHttpRequest、JavaScript、DOM。它让Web程序更像是程序,而非一堆用链接和按钮链接起来的网页资源

可以使用 jQuery 实现AJAX操作:函数ajax()可以发送AJAX请求。

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2.3 HTTP服务器推送

推送技术对比:https://stackoverflow.com/a/12855533/5511489

  • 传统轮询
  • 长轮询
  • SSE(Server-Sent Events)
  • Websocket

2.4 Web安全防范

OWASP(Open Web Application Security Project,开放式Web程序安全项目):https://www.owasp.org 。(p66)

常见攻击方式

  • 注入攻击
  • XSS攻击(Cross-Site Scripting,跨站脚本):将代码注入被攻击者的网站
  • CSRF攻击:(Cross Site Request Forgery,跨站请求伪造):伪造用户的登陆状态。

提示:虽然在实际开发中,通过在”删除“按钮中加入链接来删除资源非常方便,但安全问题应该作为编写代码时的第一考量,应该将这些按钮内嵌在使用了POST方法的form元素中。攻击者就无法通过GET请求来修改用户的数据。

疑惑:未理解csrf攻击的防御原理。文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-669302.html


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