1 初识Flask

1.1 搭建开发环境

  1. 用pip+virtualenv管理包和虚拟环境
  2. 这里个人推荐使用conda环境和包管理工具（MiniConda）
  3. Pipenv
    一个程序通常会使用很多的Python包，即依赖（dependency）。而程序不仅仅会在一台电脑上运行，程序部署上线时需要安装到远程服务 器上，而你也许会把它分享给朋友。如果你打算开源的话，就可能会有 更多的人需要在他们的电脑上运行。为了能顺利运行程序，他们不得不记下所有依赖包，然后使用pip、conda或Pipenv安装，这些重复无用的工作当然应该避免。在以前我们通常使用pip搭配一个requirements.txt文件来记录依赖。但requirements.txt需要手动维护，在使用上不够灵活。Pipfile的出现就是为了替代难于管理的requirements.txt。

安装flask,这些包管理工具同时也会安装flask的相关依赖包

1.2.1 创建程序实例

以下app.py脚本中包含一个最小的Flask程序
对于简单的的程序来说，程序的主模块一般命令为app.py。你也可以 使用其他名称，比如hello.py，但是要避免使用flask.py，因为这和Flask 本身冲突。

#app.py
from flask import Flask 
app = Flask(__name__)  #创建Flask程序实例
#Flask类是Flask的核心类，它提供了很多与程序相关的属性和方法。

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

传入Flask类构造方法的第一个参数是模块或包的名称，我们应该使用特殊变量name。Python会根据所处的模块来赋予name变量相应的值，对于我们的程序来说（app.py），这个值为app。除此之外，这也会帮助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。

1.2.2 注册路由

在一个Web应用里，客户端和服务器上的Flask程序的交互可以简单 概括为以下几步：
1）用户在浏览器输入URL访问某个资源。
2）Flask接收用户请求并分析请求的URL。
3）为这个URL找到对应的处理函数。
4）执行函数并生成响应，返回给浏览器。
5）浏览器接收并解析响应，将信息显示在页面中。

上面这些步骤大部分都由Flask完成，我们要做的是建立处理请求的函数，并为其定义对应的URL规则。只需为函数附加 app.route（）装饰器，并传入URL规则作为参数，我们就可以让URL与函数建立关联。这个过程我们称为注册路由（route），路由负责管理 URL和函数之间的映射，而这个函数则被称为视图函数（view function）。

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

在这个程序里，app.route（）装饰器把根地址/和index（）函数绑定起来，当用户访问这个URL时就会触发index（）函数。这个视图函数可以像其他普通函数一样执行任意操作，比如从数据库中获取信息， 获取请求信息，对用户输入的数据进行计算和处理等。最后，视图函数 返回的值将作为响应的主体，一般来说，响应的主体就是呈现在浏览器窗口的HTML页面。

虽然这个程序相当简单，但它却是大部分Flask程序的基本模式。在复杂的程序中，我们会有许多个视图函数分别处理不同URL的请求，在视图函数中会完成更多的工作，并且返回包含各种链接、表单、图片的 HTML文件，而不仅仅是一行字符串。返回的页面中的链接又会指向其 他URL，被单击后触发对应的视图函数，获得不同的返回值，从而显示 不同的页面，这就是我们浏览网页时的体验。

route（）装饰器的第一个参数是URL规则，用字符串表示，必须以 斜杠（/）开始。这里的URL是相对URL（又称为内部URL），即不包含域名的URL

1 为视图绑定多个URL：
一个视图函数可以绑定多个URL，比如下面的代码把/hi和/hello都 绑定到say_hello（）函数上，这就会为say_hello视图注册两个路由，用 户访问这两个URL均会触发say_hello（）函数，获得相同的响应

@app.route('/hi') 
@app.route('/hello') 
def say_hello():    
    return '<h1>Hello, Flask!</h1>'

**2 动态URL **

我们不仅可以为视图函数绑定多个URL，还可以在URL规则中添加变量部分，使用“<变量名>”的形式表示。Flask处理请求时会把变量传入视图函数，所以我们可以添加参数获取这个变量值

@app.route('/greet/<name>') 
def greet(name):    
    return '<h1>Hello, %s!</h1>' % name
  《多个参数怎么操作呢？？？》

因为URL中可以包含变量，所以我们将传入app.route（）的字符串称为URL规则而不是URL。Flask会解析请求并把请求的URL与视图函数的URL规则进行匹配。比如，这个greet视图的URL规则 为/greet/<name>，那么类似/greet/foo、/greet/bar的请求都会触发这个视 图函数。

当URL规则中包含变量时，如果用户访问的URL中没有添加变量， 比如/greet，那么Flask在匹配失败后会返回一个404错误响应。一个很常见的行为是在app.route（）装饰器里使用defaults参数设置URL变量的默 认值，这个参数接收字典作为输入，存储URL变量和默认值的映射。在下面的代码中，我们为greet视图新添加了一个app.route（）装饰器，

  @app.route('/greet', defaults={'name': 'Programmer'}) 
  @app.route('/greet/<name>') 
  def greet(name):    
    return '<h1>Hello, %s!</h1>' % name

这时如果用户访问/greet，那么变量name会使用默认值 Programmer，视图函数返回<h1>Hello，Programmer！</h1>。上面的用 法实际效果等同于：

@app.route('/greet') 
@app.route('/greet/<name>') 
def greet(name='Programmer'):   
    return '<h1>Hello, %s!</h1>' % name

1.3 启动开发服务器

Flask内置了一个简单的开发服务器（由依赖包Werkzeug提供）， 足够在开发和测试阶段使用。在生产环境需要使用性能够好的生产服务器，以提升安全和性能。

Flask通过依赖包Click内置了一个CLI（Command Line Interface，命 令行交互界面）系统。当我们安装Flask后，会自动添加一个flask命令脚本，我们可以通过flask命令执行内置命令、扩展提供的命令或是我们自己定义的命令。其中，flask run命令用来启动内置的开发服务器。启动时确保执行命令前激活了虚拟环境。

flask run命令运行的开发服务器默认会监听http://127.0.0.1:5000/地址（按Crtl+C退出），并开启多线程支持。http://localhost::5000/与http://127.0.0.1:5000/除了地址不同外，两者没有实际区别，即域名和IP地址的映射关系。

旧的启动开发服务器的方式是使用app.run（）方法，目前已不推荐 使用（deprecated）。

一般来说，在执行flask run命令运行程序前，我们需要提供程序实例所在模块的位置。我们在上面可以直接运行程序，是因为Flask会自动 探测程序实例，自动探测存在下面这些规则：
·从当前目录寻找app.py和wsgi.py模块，并从中寻找名为app或application的程序实例。
·从环境变量FLASK_APP对应的值寻找名为app或application的程序实例。

因为我们的程序主模块命名为app.py，所以flask run命令会自动在 其中寻找程序实例。如果你的程序主模块是其他名称，比如hello.py， 那么需要设置环境变量FLASK_APP，将包含程序实例的模块名赋值给这个变量。

#Linux或macOS系统使用export命令
 export FLASK_APP=hello
 
 #在Windows系统中使用set命令：
set FLASK_APP=hello

我们在上面启动的Web服务器默认是对外不可见的，可以在run命 令后添加--host选项将主机地址设为0.0.0.0使其对外可见：

 flask run --host=0.0.0.0

这会让服务器监听所有外部请求。个人计算机（主机）一般没有公 网IP（公有地址），所以你的程序只能被局域网内的其他用户通过你的 个人计算机的内网IP（私有地址）访问，比如你的内网IP为 192.168.191.1。当局域网内的其他用户访问http://192.168.191.1:5000时， 也会看到浏览器里显示一行“Hello，Flask！”。要让互联网上的所有人都可访问，可以考虑使用ngrok（https://ngrok.com/）Localtunnel（https://localtunnel.github.io/www/）等内网穿透/端口转发工 具。

Flask提供的Web服务器默认监听5000端口，你可以在启动时传入参数来改变它：

 flask run --port=8000

执行flask run命令时的host和port选项也可以通过环境变量 FLASK_RUN_HOST和FLASK_RUN_PORT设置。事实上，Flask内置的
命令都可以使用这种模式定义默认选项值， 即“FLASK_<COMMAND>_<OPTION>”，你可以使用flask--help命令查 看所有可用的命令。

** 设置运行环境**

开发环境是指我们在本地编写和测试程序时的计算机环境，而生产环境与开发环境相对，它指的是网站部署上线供用户访问时的服务器环境。
根据运行环境的不同，Flask程序、扩展以及其他程序会改变相应的行为和设置。为了区分程序运行环境，Flask提供了一个FLASK_ENV环境变量用来设置环境，默认为production（生产）。在开发时，我们可 以将其设为development（开发），这会开启所有支持开发的特性

在开发环境下，调试模式（Debug Mode）将被开启，这时执行flask run启动程序会自动激活Werkzeug内置的调试器（debugger）和重载器 （reloader），它们会为开发带来很大的帮助。如果你想单独控制调试模式的开关，可以通过FLASK_DEBUG环境 变量设置，设为1则开启，设为0则关闭，不过通常不推荐手动设置这个
值。

在生产环境中部署程序时，绝不能开启调试模式。尽管PIN码可以 避免用户任意执行代码，提高攻击者利用调试器的难度，但并不能确保 调试器完全安全，会带来巨大的安全隐患。而且攻击者可能会通过调试 信息获取你的数据库结构等容易带来安全问题的信息。另一方面，调试 界面显示的错误信息也会让普通用户感到困惑。

1.调试器
Werkzeug提供的调试器非常强大，当程序出错时，我们可以在网页 上看到详细的错误追踪信息，这在调试错误时非常有用。

2.重载器
当我们对代码做了修改后，期望的行为是这些改动立刻作用到程序 上。重载器的作用就是监测文件变动，然后重新启动开发服务器。默认会使用Werkzeug内置的stat重载器，它的缺点是耗电较严重， 而且准确性一般。为了获得更优秀的体验，我们可以安装另一个用于监 测文件变动的Python库Watchdog，安装后Werkzeug会自动使用它来监测 文件变动

此外如果项目中使用了单独的CSS或JavaScript文件时，那么浏览器可能会缓存这些文件，从而导致对文件做出的修改不能立刻生效。在浏览器中，我们可以按下Crtl+F5或Shift+F5执行硬重载（hard reload），即忽略缓存并重载（刷新）页面。

1.5　Flask扩展

我们将会接触到很多Flask扩展。扩展（extension）即使用 Flask提供的API接口编写的Python库，可以为Flask程序添加各种各样的功能。大部分Flask扩展用来集成其他库，作为Flask和其他库之间的薄薄一层胶水。因为Flask扩展的编写有一些约定，所以初始化的过程大致相似。大部分扩展都会提供一个扩展类，实例化这个类，并传入我们创建的程序实例app作为参数，即可完成初始化过程。通常，扩展会在传 入的程序实例上注册一些处理函数，并加载一些配置。

在日常开发中，大多数情况下，我们没有必要重复制造轮子，所以选用扩展可以避免让项目变得臃肿和复杂。尽管使用扩展可以简化操作，快速集成某个功能，但同时也会降低灵活性。如果过度使用扩展， 在不需要的地方引入，那么相应也会导致代码不容易维护。更糟糕的是，质量差的扩展可能还会带来潜在的Bug，而不同扩展之间也可能会出现冲突。因此，在编写程序时，应该尽量从实际需求出发，只在需要的时候使用扩展，并把扩展的质量和兼容性作为考虑因素，尽量在效率和灵活性之间达到平衡。

1.6　项目配置

在很多情况下，你需要设置程序的某些行为，这时你就需要使用配置变量。在Flask中，配置变量就是一些大写形式的Python变量，你也可 以称之为配置参数或配置键。使用统一的配置变量可以避免在程序中以硬编码（hard coded）的形式设置程序。

在一个项目中，你会用到许多配置：Flask提供的配置，扩展提供的配置，还有程序特定的配置。和平时使用变量不同，这些配置变量都通过Flask对象的app.config属性作为统一的接口来设置和获取，它指向的 Config类实际上是字典的子类，所以你可以像操作其他字典一样操作 它。
Flask提供了很多种方式来加载配置。比如，你可以像在字典中添加 一个键值对一样来设置一个配置：

app.config['ADMIN_NAME'] = 'Peter'
#配置的名称必须是全大写形式，小写的变量将不会被读取。

使用update（）方法则可以一次加载多个值：
app.config.update(    TESTING=True, 
                            SECRET_KEY='_5#yF4Q8z\n\xec]/' )

除此之外，你还可以把配置变量存储在单独的Python脚本、JSON 格式的文件或是Python类中，config对象提供了相应的方法来导入配 置，具体我们会在后面了解。

#和操作字典一样，读取一个配置就是从config字典里通过将配置变 量的名称作为键读取对应的值：
value = app.config['ADMIN_NAME']

1.7　URL与端点

在Web程序中，URL无处不在。如果程序中的URL都是以硬编码的方式写出，那么将会大大降低代码的易用性。比如，当你修改了某个路由的URL规则，那么程序里对应的URL都要一个一个进行修改。更好的解决办法是使用Flask提供的url_for（）函数获取URL，当路由中定义的 URL规则被修改时，这个函数总会返回正确的URL。

调用url_for（）函数时，第一个参数为端点（endpoint）值。在Flask中，端点用来标记一个视图函数以及对应的URL规则。端点的默认值为视图函数的名称。

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

这个路由的端点即视图函数的名称index，调用url_for（'index'）即 可获取对应的URL，即“/”。

如果URL含有动态部分，那么我们需要在url_for（）函数里传入相 应的参数，以下面的视图函数为例：

@app.route('/hello/<name>') 
def greet(name):    
    return 'Hello %s!' % name

这时使用url_for（'say_hello'，name='Jack'）得到的URL为“/hello/Jack”。

我们使用url_for（）函数生成的URL是相对URL（即内部URL）， 即URL中的path部分，比如“/hello”，不包含根URL。相对URL只能在程序内部使用。如果你想要生成供外部使用的绝对URL，可以在使用 url_for（）函数时，将_external参数设为True，这会生成完整的URL，在本地运行程序时则会获得 http://localhost:5000/hello。

1.8　Flask命令

除了Flask内置的flask run等命令，我们也可以自定义命令。在虚拟环境安装Flask后，包含许多内置命令的flask脚本就可以使用了。在前面 我们已经接触了很多flask命令，比如运行服务器的flask run，启动shell 的flask shell。

通过创建任意一个函数，并为其添加app.cli.command（）装饰器， 我们就可以注册一个flask命令。下面创建了一个自定义的 hello（）命令函数，在函数中我们仍然只是打印一行问候。

#创建自定义命令

@app.cli.command() 
def hello():   
    click.echo('Hello, Human!')

函数的名称即为命令名称，这里注册的命令即hello，你可以使用 flask hello命令来触发函数。作为替代，你也可以在app.cli.command（） 装饰器中传入参数来设置命令名称，比如app.cli.command（'say-hello'） 会把命令名称设置为say-hello，完整的命令即flask say-hello。

1.9　模板与静态文件

一个完整的网站需要使用模板（template）和静态文件（static file）来生成内容丰富的网页。 模板即包含程序页面的HTML文件，静态文件则是需要在HTML文件中加载的CSS、JavaScript文件，以及图片、字体文件等资源文件。默认情况下，模板文件存放在项目根目录中的templates文件夹中，静态文件存放在static文件夹下，这两个文件夹需要和包含程序实例的模块处于同一个目录下，对应的项目结构示例如下所示：

hello/   
    - templates/   
    - static/    
    - app.py

在开发Flask程序时，使用CSS框架和JavaScript库是很常见的需求，一般会直接从CDN加载资源或者下载至本地作为本地资源使用。建议在开发环境下自己下载到static目录下使用本地资源，这样可以提高加载速度，方便统一管理，出于方便的考虑也可以使用扩展内置的本地资源。在过渡到生产环境时，自己手动管理所有本地资源或自己设置CDN，避免使用扩展内置的资源。这个建议主要基于如下考虑因素：
·鉴于国内的网络状况，扩展默认使用的国外CDN可能会无法访问或访问过慢。
·不同扩展内置的加载方法可能会加载重复的依赖资源，比如 jQuery。
·在生产环境下，将静态文件集中在一起更方便管理。
·扩展内置的资源可能会出现版本过旧的情况。
·也存在资源链接失效的情况

CDN指分布式服务器系统。服务商把你需要的资源存储在分布于不 同地理位置的多个服务器，它会根据用户的地理位置来就近分配服务器 提供服务（服务器越近，资源传送就越快）。使用CDN服务可以加快网页资源的加载速度，从而优化用户体验。对于开源的CSS和JavaScript 库，CDN提供商通常会免费提供服务。

1.10 Flask与MVC架构

MVC架构最初是用来设计桌面程序的，后来也被用于Web程序，应 用了这种架构的Web框架有Django、Ruby on Rails等。在MVC架构中， 程序被分为三个组件：数据处理（Model）、用户界面（View）、交互逻辑（Controller）。如果套用MVC架构的内容，那么Flask中视图函数的名称其实并不严谨，使用控制器函数（Controller Function）似乎更合适些，虽然它也附带处理用户界面。严格来说，Flask并不是MVC架构的框架，因为它没有内置数据模型支持。
粗略归类，如果想要使用Flask来编写一个MVC架构的程序，那么视图函数可以作为控制器（Controller），视图（View）则是使用Jinja2渲染的HTML模板，而模型（Model）可以使用其他库来实现，比如SQLAlchemy来创建数据库模型。

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