第1章 初识Flask

1.1 虚拟环境

1.1.1 为什么需要虚拟环境

学习Flask之前，我们所有的第三方包安装都是直接通过pip install xx的方式进行安装的，这样安装会将那个包安装到你的系统级的Python环境中。但是这样有一个问题，就是如果你现在用Flask 1.1.x写了个网站，然后你的领导跟你说，之前有一个旧项目是用Flask 1.0.x开发的，让你来维护，但是Flask 1.1不再兼容Flask 1.0的一些语法了。这时候就会碰到一个问题，我如何在我的电脑中同时拥有Flask 1.1和Flask 1.0两套环境呢？这时候我们就可以通过虚拟环境来解决这个问题。

1.1.2 虚拟环境原理介绍

虚拟环境相当于一个抽屉，在这个抽屉中安装的任何软件包都不会影响到其他抽屉。并且在项目中，我可以指定这个项目的虚拟环境来配合我的项目。比如我们现在有一个项目是基于Flask 1.1.x版本，又有一个项目是基于Flask 1.0.x的版本，那么这时候就可以创建两个虚拟环境，在这两个虚拟环境中分别安装Flask 1.1.x和Flask 1.0.x来适配我们的项目。

1.1.3 安装virtualenv

virtualenv是用来创建虚拟环境的软件工具，我们可以通过pip或者pip3来安装：

pip install virtualenv
pip3 install virtualenv

1. 创建虚拟环境

创建虚拟环境非常简单，通过以下命令就可以创建了：

virtualenv [虚拟环境的名字]

如果你当前的Python3/Scripts的查找路径在Python2/Scripts的前面，那么将会使用python3作为这个虚拟环境的解释器。如果python2/Scripts在python3/Scripts前面，那么将会使用Python2来作为这个虚拟环境的解释器。

2. 进入环境

虚拟环境创建好了以后，那么可以进入到这个虚拟环境中，然后安装一些第三方包，进入虚拟环境在不同的操作系统中有不同的方式，一般分为两种，第一种是Windows，第二种是*nix：

  1. windows进入虚拟环境：进入到虚拟环境的Scripts文件夹中，然后执行activate。

  2. *nix进入虚拟环境：source /path/to/virtualenv/bin/activate 一旦你进入到了这个虚拟环境中，你安装包，卸载包都是在这个虚拟环境中，不会影响到外面的环境。

3. 退出虚拟环境

退出虚拟环境很简单，通过一个命令就可以完成：deactivate。

4. 创建虚拟环境的时候指定Python解释器

在电脑的环境变量中，一般是不会去更改一些环境变量的顺序的。也就是说比如你的Python2/Scripts在Python3/Scripts的前面，那么你不会经常去更改他们的位置。但是这时候我确实是想在创建虚拟环境的时候用Python3这个版本，这时候可以通过-p参数来指定具体的Python解释器：

   virtualenv -p C:\Python36\python.exe [virutalenv name]

1.1.4 virtualenvwrapper

virtualenvwrapper这个软件包可以让我们管理虚拟环境变得更加简单。不用再跑到某个目录下通过virtualenv来创建虚拟环境，并且激活的时候也要跑到具体的目录下去激活。

1. 安装 virtualenvwrapper

  1. *nix下安装：pip install virtualenvwrapper

  2. Windows下安装：pip install virtualenvwrapper-win

2. virtualenvwrapper基本使用

  1. 创建虚拟环境：
  mkvirtualenv my_env

那么会在你当前用户下创建一个Env的文件夹，然后将这个虚拟环境安装到这个目录下。 如果你电脑中安装了python2和python3，并且两个版本中都安装了virtualenvwrapper，那么将会使用环境变量中第一个出现的Python版本来作为这个虚拟环境的Python解释器。

  1. 切换到某个虚拟环境：
   workon my_env
  1. 退出当前虚拟环境：
   deactivate
  1. 删除某个虚拟环境：
    rmvirtualenv my_env
  1. 列出所有虚拟环境：
    lsvirtualenv
  1. 进入到虚拟环境所在的目录：
   cdvirtualenv

3. 修改mkvirtualenv的默认路径

在我的电脑->右键->属性->高级系统设置->环境变量->系统变量中添加一个参数WORKON_HOME，将这个参数的值设置为你需要的路径。

4. 创建虚拟环境的时候指定Python版本

在使用mkvirtualenv的时候，可以指定--python的参数来指定具体的python路径：

 mkvirtualenv --python==C:\Python36\python.exe my_env

1.2 认识web

1.2.1 url详解

URL是Uniform Resource Locator的简写，统一资源定位符。

一个URL由以下几部分组成：

 scheme://host:port/path/?query-string=xxx#anchor

  • scheme：代表的是访问的协议，一般为http或者https以及ftp等。

  • host：主机名，域名，比如www.baidu.com。

  • port：端口号。当你访问一个网站的时候，浏览器默认使用80端口。

  • path：查找路径。比如：www.greatytc.com/trending/now，后面的trending/now就是path。

  • query-string：查询字符串，比如：www.baidu.com/s?wd=python，后面的wd=python就是查询字符串。

  • anchor：锚点，后台一般不用管，前端用来做页面定位的。

注意：URL中的所有字符都是ASCII字符集，如果出现非ASCII字符，比如中文，浏览器会进行编码再进行传输。

1.2.2 web服务器和应用服务器以及web应用框架

  • web服务器：负责处理http请求，响应静态文件，常见的有Apache，Nginx以及微软的IIS.

  • 应用服务器：负责处理逻辑的服务器。比如php、python的代码，是不能直接通过nginx这种web服务器来处理的，只能通过应用服务器来处理，常见的应用服务器有uwsgi、tomcat等。

  • web应用框架：一般使用某种语言，封装了常用的web功能的框架就是web应用框架，flask、Django以及Java中的SSH(Structs2+Spring3+Hibernate3)框架都是web应用框架。

1.2.3 Content-type和Mime-type的作用和区别

两者都是指定服务器和客户端之间传输数据的类型，区别如下：

  • Content-type：既可以指定传输数据的类型，也可以指定数据的编码类型，例如：text/html;charset=utf-8
  • Mime-type：不能指定传输的数据编码类型。例如：text/html

常用的数据类型如下：

  • text/html（默认的，html文件）

  • text/plain（纯文本）

  • text/css（css文件）

  • text/javascript（js文件）

  • application/x-www-form-urlencoded（普通的表单提交）

  • multipart/form-data（文件提交）

  • application/json（json传输）

  • application/xml（xml文件）

1.3 Flask简介

Flask是一款非常流行的Python Web框架，出生于2010年，作者是Armin Ronacher,本来这个项目只是作者在愚人节的一个玩笑，后来由于非常受欢迎，进而成为一个正式的项目。目前为止最新的版本是1.1.2。

Flask自2010年发布第一个版本以来，大受欢迎，深得开发者的喜爱，并且在多个公司已经得到了应用，Flask能如此流行的原因，可以分为以下几点：

  • 微框架、简洁、只做他需要做的，给开发者提供了很大的扩展性。

  • Flask和相关的依赖（Jinja2、Werkzeug）设计得非常优秀，用起来很爽。

  • 开发效率非常高，比如使用SQLAlchemy的ORM操作数据库可以节省开发者大量书写sql的时间。

  • 社会活跃度非常高。

Flask的灵活度非常之高，他不会帮你做太多的决策，即使做已经帮你做出选择，你也能非常容易的更换成你需要的，比如：

  • 使用Flask开发数据库的时候，具体是使用SQLAlchemy还是MongoEngine或者是不用ORM而直接基于MySQL-Python这样的底层驱动进行开发都是可以的，选择权完全掌握在你自己的手中。区别于Django，Django内置了非常完善和丰富的功能，并且如果你想替换成你自己想要的，要么不支持，要么非常麻烦。

  • 把默认的Jinija2模板引擎替换成Mako引擎或者是其他模板引擎都是非常容易的。

1.3.1 flask文档

中文文档： https://dormousehole.readthedocs.io/en/latest/

英文文档： https://flask.palletsprojects.com/en/1.1.x/

1.3.2 安装Flask

我们可以通过pip或者pip3来安装Flask：

 # Python2或者Python3安装方式
 pip install flask
# Python3安装方式
 pip3 install flask

执行上面命令后，除了安装Flask包外，同时被安装的还有5个依赖包，它们的介绍如图所示：

Flask安装依赖

1.4 第一个Flask程序

用Pycharm新建一个Flask项目，新建项目的截图如下：

img

点击后创建一个新项目，然后在文件中书写代码：

 #coding: utf8
​
 # 从flask这个包中导入Flask这个类
 # Flask这个类是项目的核心，以后很多操作都是基于这个类的对象
 # 注册url、注册蓝图等都是基于这个类的对象
 from flask import Flask
​
 # 创建一个Flask对象，传递__name__参数进去
 # __name__参数的作用：
 # 1. 可以规定模版和静态文件的查找路径
 # 2. 以后一些Flask插件，比如Flask-migrate、Flask-SQLAlchemy如果报错了，那么Flask
 # 可以通过这个参数找到具体的错误位置
 app = Flask(__name__)
​
 # app.route装饰器映射URL和执行的函数。这个设置将根URL映射到了hello_world函数上
 # @app.route：是一个装饰器
 # @app.route('/')就是将url中的/映射到hello_world这个视图函数上面
 # 以后你访问我这个网站的/目录的时候，会执行hello_world这个函数，然后将这个函数的返回值
 # 返回给浏览器。
 # wwww.baidu.com/ -> hello_world函数
 @app.route('/')
 def hello_world():
 return 'Hello World!'


​  # 如果这个文件是作为一个主文件运行，那么就执行app.run()方法
  # 也就是启动这个网站
 if __name__ == '__main__':
 # app.run()
 # 运行本项目，host=0.0.0.0可以让其他电脑也能访问到该网站，port指定访问的端口。默认的host是127.0.0.1，port为5000
 app.run(host='0.0.0.0',port=9000)

然后点击运行，在浏览器中输入 http://127.0.0.1:9000就能看到hello world了。需要说明一点的是，app.run这种方式只适合于开发，如果在生产环境中，应该使用Gunicorn或者uWSGI来启动。如果是在终端运行的，可以按ctrl+c来让服务停止。

1.4.1 用Flask内置命令行的方式启动Flask

上面例子是通过Pycharm点击运行来启动Flask或者使用cmd来启动Flask(cmd进入项目目录然后输入python app.py)，其实Flask通过依赖包Click内置了一个CLI，我们可以执行Flask内置的命令来启动Flask:

通过Flask内置命令启动Flask服务
flask run命令还可以指定主机和端口，只需要在后面加上--host=0.0.0.0 --port=8000，这两个配置可以指定其中任意一个也可以两个同时指定：
指定主机和端口
需要注意的是因为我们的主模块名为app.py，所以flask run命令会自动寻找程序实例，如果我们的主程序模块是其他名称，比如hello.py，那么需要设置环境变量FLASK_APP，否则运行flask run将找不到主模块，不能启动Flask服务。

# Linux或macOS系统设置FLASK_APP
$ export FLASK_APP=hello
# Windows系统设置FLASK_APP
> set FLASK_APP=hello

1.4.2 Flask依赖包Click内置的其他命令

Flask除了内置flask run和set FLASK_APP命令外还有一些其他命令：

  • set FLASK_ENV：设置运行环境有两个取值development(开发环境)和production(生产环境)，默认是生产环境，设置为开发环境会自动开启debug调试
  • flask shell：类似于Python shell，会打开shell命令模式，自动包含flask程序上下文，以及已经导入的app实例
  • flask --help：查看Flask可用的命令及其说明文档
    设置开发环境
    flask shell命令

1.4.3 自定义Flask命令

除了Flask内置的命令，我们还可以自定义命令，自定义命令分以下几步：

  • 建立任意一个函数
  • 为所建函数添加app.cli.command()装饰器，装饰器里可以添加参数，这个参数会作为运行时的命令名称，不添加参数，默认使用自定义的函数名称为命令名称
  • 然后在CLI下运行flask 自定义函数名
    例如我们自定义一个hello()命令函数，我们运行自定义命令时会在CLI中输出hello world！ 
import click

# 可以在装饰器里添加参数，这个参数会作为运行时的命令名称
# 如@app.cli.command('say-hello')，运行时输入 flask say-hello
@app.cli.command()
def hello():
  # click模块的echo()函数可以在命令界面输出字符
  click.echo('hello world!')
自定义命令

1.5 app初始化参数

app = Flask()的可选参数:
import_name: 导入路径(寻找静态目录与模板目录位置的参数)，一般写__name__。
static_url_path:访问静态资源的前缀，默认static，这个前缀目录下都是静态资源。
static_folder: 静态目录的名字，默认static，其实就是项目中项目目录存放静态资源文件夹的名字。
template_folder: 模板目录的名字，默认templates， 其实就是项目中项目目录存放模板文件文件夹的名字。

from flask import Flask

app = Flask(__name__,static_url_path='data'，static_folder="front",template_folder="html_source" )
""" 
  这样定义后，我们在浏览器访问静态资源就不能使用默认的前缀static(http://127.0.0.1:5000/static/01.jpg)，
  需要加上data前缀，http://127.0.0.1:5000/data/01.jpg，而且我们项目目录中存放静态资源的文件夹的名字
  就不能是默认的static而要用定义了的front，最后我们项目目录中存放模板的文件夹的名字就不能是默认templates，
  而要使用定义的html_source
"""

1.6 配置参数

有5种方式来设置Flask的配置参数，使用app.config.from_pyfile和app.config.from_object，app.config.upgrade()，app.config[key]=value，app.config.from_envvar是从虚拟环境中读取配置参数(一般不用)：

  1. 使用配置文件，项目里新建一个文件(文件可以是.py文件或者.txt文件等)，把相关的配置写到该文件中然后通过app对象的config属性的from_pyfile 方式来导入配置文件。如在项目目录中定义配置文件为"config.cfg"，在程序中引入配置文件方式：app.config.from_pyfile("config.cfg")，路径可以是相对路径或者绝对路径，这种方式，可以传递silent=True，那么这个静态文件没有找到的时候，不会抛出异常，我们在文件中定义的配置参数也不会生效。
app.config.from_pyfile('config.cfg',silent=True)
# silent=True表示如果配置文件不存在的时候不抛出异常，默认是为False，会抛出异常。
  1. 从对象中导入，一般是定义一个配置参数的类(类名可以自定义，一般类名是Config)，再把相关的参数配置以类属性的方式定义，然后通过app对象的config属性的from_ object方式来导入。如定义一个Config类：
class Config(object):  
        DEBUG = True
# 导入方式
app.config.from_object(Config)

导入方式：app.config.from_object(Config),可以不用实例化一个Config对象，因为类也是对象，flask会自动从Config类中读取参数

也可以在项目目录里定义一个.py文件，然后在主app文件中导入，再使用app.config.from_object()的方式来配置，这种方式和使用app.config.from_pyfile()不同在于需要导入.py文件，而且app.config.from_pyfile()方式不要导入但是需要指定配置文件位置及其文件后缀

# 导入项目目录里定义的config.py文件
import config

# 配置config
app.config.from_object(config)
  1. 可以通过app.config[key]=value，类似于字典的方式直接把相关的配置参数加上。如:
app = Flask(__name__)
app.config['DEBUG'] = True
  1. 通过app.config.upgrade()，因为app.config是字典的一个子类，所以它可以类似字典的方式添加配置参数，可以用字典的upgrade()方法，其实第3和第4种方法本质上是一样的，不过upgrade()方法可以一次性添加多个配置参数
app = Flask(__name__)
app.config.upgrade(DEBUG = True)
  1. 通过环境变量的方式来配置参数，然后通过app.config.from_envvar()来读取配置参数
# 在环境变量中设置MyAppConfig，并在其中设置配置参数
app.config.from_envvar('MyAppConfig')

1.6.1 在视图读取配置参数

如果我们需要指定一个配置参数它的值是什么，我们有2种方法：

  • app.config.get()按照字典取值的方法获取配置参数的值或者是先导入current_app再用current_app.config.get()按照字典取值的方法获取配置参数的值，如果没有定义该配置参数将返回None
  • app.config[key]按照字典取值的方式来获取配置参数，如果没有定义该配置参数将返回None

1.6.2 app.run的参数

启动app可以传参数，比如host、port，debug，如果是配置参数，配置参数只能传debug，如果想在同一个局域网下的其他电脑访问自己电脑上的Flask网站，那么可以在app.run()中设置host='0.0.0.0'才能访问得到

app.run(host="0.0.0.0", port=5000,debug=True)

1.7 开启debug模式

1.7.1 为什么需要开启DEBUG模式

  1. 如果开启了DEBUG模式，那么在代码中如果抛出了异常，在浏览器的页面中可以看到具体的错误信息，以及具体的错误代码位置。方便开发者调试。
  2. 如果开启了DEBUG模式，那么以后在Python代码中修改了任何代码，只要按ctrl+s，flask就会自动的重新记载整个网站。不需要手动点击重新运行。

1.7.2 debug配置的7种方式

debug配置的其中5种方式其实就是上面说的如何导入配置参数的那5种方式，还有两种方式也讲到了，就是在命令行使用set FLASK_ENV=development，然后再使用flask run会自动启用debug模式，不过这种配置仅限于flask run启动，还有一种配置方式就是app.run(debug=True)在Pycharm中有些配置方式是没有效果

1.7.3 PIN码

开启了debug模式后，flask会自动生成一个PIN码，PIN码用于页面调试如果想要在网页上调试代码，那么应该输入PIN码。

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