Django--中间件

一、什么是中间件

Django 中间件是是介于request与response处理之间的一道处理过程，是修改 Django request 或者 response 对象的钩子，相对比较轻量级，并且在全局上改变django的输入与输出。
django中间价官网定义：

Middleware is a framework of hooks into Django’s request/response processing. 
It’s a light, low-level “plugin” system for globally altering Django’s input or output.

浏览器从请求到响应的过程中，Django 需要通过很多中间件来处理，可以看如下图所示：


中间件.png

二、中间件的作用

如果你想修改请求，例如被传送到view中的HttpRequest对象。 或者你想修改view返回的HttpResponse对象，这些都可以通过中间件来实现。

可能你还想在view执行之前做一些操作，这种情况就可以用 middleware来实现。

Django默认的中间件：（在django项目的settings模块中，有一个 MIDDLEWARE变量，其中每一个元素就是一个中间件，如下）

MIDDLEWARE = [
    'django.middleware.security.SecurityMiddleware',
    'django.contrib.sessions.middleware.SessionMiddleware',
    # 需要添加在CommonMiddleware中间件之前
    'corsheaders.middleware.CorsMiddleware',
    'django.middleware.common.CommonMiddleware',
    # 'django.middleware.csrf.CsrfViewMiddleware',
    'django.contrib.auth.middleware.AuthenticationMiddleware',
    'django.contrib.messages.middleware.MessageMiddleware',
    'django.middleware.clickjacking.XFrameOptionsMiddleware',
]

请求进来是自上而下，通过反射找到类，用for循环来执行，可以自定义中间件，但是也要写在MIDDLEWARE中，可以在app01下创建一个mymid.py文件来写我们自定义的中间件

每一个中间件都有具体的功能

django自带的中间件

中间件可以定义五个方法（主要的是process_request和process_response），分别是：

a.def process_request(self, request):
    在请求之前会自动执行
b.def process_view(self, request, callback, callback_args, callback_kwargs):
    在执行视图函数或者视图方法之前会自动执行
c.def process_template_response(self, request, response):
    在模板渲染之前（前后端不分离）会自动执行
d.def process_response(self, request, response):
    在执行视图函数或者视图方法之后会自动执行
e.def process_exception(self, request, exception):
    在执行视图函数或者视图方法中间，出现异常时会自动执行

以上方法的返回值可以是None或一个HttpResponse对象，如果是None，则继续按照django定义的规则向后继续执行，如果是HttpResponse对象，则直接将该对象返回给用户。

中间件执行过程：

在request请求执行之前，执行process_request中间件，在view视图函数执行之前，执行process_view中间件，如果是前后端不分离的项目模板渲染之前会自动执行process_template_response中间件，前后端分离项目在view视图函数执行之后，会执行process_response中间件，如果在执行视图函数中间出现异常时，会自动执行process_exception中间件。

image.png

三、自定义中间件

1、process_request和process_response

1.1 自定义handle_middilewares.py

我们也可以自己定义一个中间件，自己写一个类，但是必须继承MiddlewareMixin

#file:handle_middilewares.py
from django.utils.deprecation import MiddlewareMixin
from django.shortcuts import HttpResponse

class Md1(MiddlewareMixin):

    def process_request(self,request):
        print("Md1请求")
 
    def process_response(self,request,response):
        print("Md1返回")
        return response

class Md2(MiddlewareMixin):

    def process_request(self,request):
        print("Md2请求")
        #return HttpResponse("Md2中断")
    def process_response(self,request,response):#
        print("Md2返回")
        return response
1.2、django中创建一个视图函数或者视图类

此处操作略过，用已有项目演示

1.3、在settings.py的MIDDLEWARE里注册自己定义的中间件
image.png

调用项目的视图函数（调用项目接口）,后台打印内容：

Md1请求
Md2请求
此处已调用视图函数
Md2返回
Md1返回
[20/Oct/2020 11:44:49] "GET /projects/?page=1&size=3 HTTP/1.1" 200 965

注意：如果当请求到达请求2的时候直接不符合条件返回，即return HttpResponse("Md2中断")，程序将把请求直接发给中间件2返回，然后依次返回到请求者，不会执行view函数

返回Md2中断的页面，后台打印如下：

Md1请求
Md2请求
Md2返回
Md1返回
[20/Oct/2020 11:47:52] "GET /projects/?page=1&size=3 HTTP/1.1" 200 9

接口调用结果


image.png

流程图如下：


image.png

由此总结一下：

  • 中间件的process_request方法是在执行视图函数之前执行的。
  • 当配置多个中间件时，会按照MIDDLEWARE中的注册顺序，也就是列表的索引值，从前到后依次执行的。
  • 不同中间件之间传递的request都是同一个对象
  • 多个中间件中的process_response方法是按照MIDDLEWARE中的注册顺序倒序执行的，也就是说第一个中间件的process_request方法首先执行，而它的process_response方法最后执行，最后一个中间件的process_request方法最后一个执行，它的process_response方法是最先执行。

2、process_view

process_view(self, request, view_func, view_args, view_kwargs)
该方法有四个参数

  • request是HttpRequest对象。

  • view_func是Django即将使用的视图函数。 （它是实际的函数对象，而不是函数的名称作为字符串。）

  • view_args是将传递给视图的位置参数的列表（无名分组分过来的值）.

  • view_kwargs是将传递给视图的关键字参数的字典（有名分组分过来的值）。 view_args和view_kwargs都不包含第一个视图参数（request）。

Django会在调用视图函数之前调用process_view方法。

它应该返回None或一个HttpResponse对象。 如果返回None，Django将继续处理这个请求，执行任何其他中间件的process_view方法，然后在执行相应的视图。 如果它返回一个HttpResponse对象，Django不会调用适当的视图函数。 它将执行中间件的process_response方法并将应用到该HttpResponse并返回结果。

class Md1(MiddlewareMixin):

    def process_request(self,request):
        print("Md1请求")
        #return HttpResponse("Md1中断")
    def process_response(self,request,response):
        print("Md1返回")
        return response

    def process_view(self, request, callback, callback_args, callback_kwargs):
        print("Md1view")


class Md2(MiddlewareMixin):

    def process_request(self,request):
        print("Md2请求")
        # return HttpResponse("Md2中断")
    def process_response(self,request,response):
        print("Md2返回")
        return response

    def process_view(self, request, callback, callback_args, callback_kwargs):
        print("Md2view")

调用项目的视图函数（调用项目接口）,后台打印内容：

Md1请求
Md2请求
Md1view
Md2view
此处已调用视图函数
Md2返回
Md1返回
[20/Oct/2020 14:15:00] "GET /projects/?page=1&size=3 HTTP/1.1" 200 965

下图进行分析上面的过程：


2.png

当最后一个中间的process_request到达路由关系映射之后，返回到中间件1的process_view，然后依次往下，到达views函数，最后通过process_response依次返回到达用户。

注意：process_view如果有返回值，会越过其他的process_view以及视图函数，返回process_view的返回值，但是所有的process_response都还会执行。

class Md1(MiddlewareMixin):

    def process_request(self,request):
        print("Md1请求")
        #return HttpResponse("Md1中断")
    def process_response(self,request,response):
        print("Md1返回")
        return response

    def process_view(self, request, callback, callback_args, callback_kwargs):

        return HttpResponse("hello")

        # response=callback(request,*callback_args,**callback_kwargs)
        # return response


class Md2(MiddlewareMixin):

    def process_request(self,request):
        print("Md2请求")
        
    def process_response(self,request,response):
        print("Md2返回")
        return response
    
    def process_view(self, request, callback, callback_args, callback_kwargs):
        print("Md2view")

执行结果

Md1请求
Md2请求
Md2返回
Md1返回
[20/Oct/2020 14:29:33] "GET /projects/?page=1&size=3 HTTP/1.1" 200 5

3、process_exception

process_exception(self, request, exception)

该方法两个参数:

  • 一个HttpRequest对象
  • 一个exception是视图函数异常产生的Exception对象。

这个方法只有在视图函数中出现异常了才执行，它返回的值可以是一个None也可以是一个HttpResponse对象。如果是HttpResponse对象，Django将调用模板和中间件中的process_response方法，并返回给浏览器，否则将默认处理异常。

class Md1(MiddlewareMixin):

    def process_request(self,request):
        print("Md1请求")
        #return HttpResponse("Md1中断")
    def process_response(self,request,response):
        print("Md1返回")
        return response

    def process_view(self, request, callback, callback_args, callback_kwargs):
        print("Md1view")

    def process_exception(self, request, exception):
        print("md1 process_exception...")
        return HttpResponse("VIEW异常")


class Md2(MiddlewareMixin):

    def process_request(self,request):
        print("Md2请求")

    def process_response(self,request,response):
        print("Md2返回")
        return response

    def process_view(self, request, callback, callback_args, callback_kwargs):

        print("Md2view")

    def process_exception(self, request, exception):  # 只有报错了才会执行exception
        print("md2 process_exception...")

执行后：

Md1请求
Md2请求
Md1view
Md2view
此处已调用视图函数[20/Oct/2020 14:43:53] "GET /projects/?page=1&size=3 HTTP/1.1" 200 10

md2 process_exception...
md1 process_exception...
Md2返回
Md1返回
image.png

如果第一个process_exception返回一个None（或者没有return），则交给下一个中间件的process_exception方法来处理异常。它的执行顺序也是按照中间件注册顺序的倒序执行。
例：

class Md1(MiddlewareMixin):

    def process_request(self,request):
        print("Md1请求")
        #return HttpResponse("Md1中断")
    def process_response(self,request,response):
        print("Md1返回")
        return response

    def process_view(self, request, callback, callback_args, callback_kwargs):
        print("Md1view")

    def process_exception(self, request, exception):
        print("md1 process_exception...")


class Md2(MiddlewareMixin):

    def process_request(self,request):
        print("Md2请求")

    def process_response(self,request,response):
        print("Md2返回")
        return response

    def process_view(self, request, callback, callback_args, callback_kwargs):

        print("Md2view")

    def process_exception(self, request, exception):  # 只有报错了才会执行exception
        print("md2 process_exception...")
        return HttpResponse("VIEW异常--md2")

执行结果：

Md1请求
Md2请求
Md1view
Md2view
此处已调用视图函数
md2 process_exception...
Md2返回
Md1返回
image.png

当views出现错误时,流程图如下：


3.png

4、process_template_response(self,request,response)

该方法对视图函数返回值有要求，必须是一个含有render方法类的对象，才会执行此方法

四 中间件应用场景

1、做IP访问频率限制

某些IP访问服务器的频率过高，进行拦截，比如限制每分钟不能超过20次。

2、URL访问过滤

如果用户访问的是login视图（放过）

如果访问其他视图，需要检测是不是有session认证，已经有了放行，没有返回login，这样就不需要在多个视图函数上写验证登录状态的装饰器了！

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