python web应用--web框架（三）

了解了WSGI框架，我们发现：其实一个Web App，就是写一个WSGI的处理函数，针对每个HTTP请求进行响应。

但是如何处理HTTP请求不是问题，问题是如何处理100个不同的URL。

每一个URL可以对应GET和POST请求，当然还有PUT、DELETE等请求，但是我们通常只考虑最常见的GET和POST请求。

一个最简单的想法是从environ变量里取出HTTP请求的信息，然后逐个判断：

 def application(environ, start_response):

     method = environ['REQUEST_METHOD']

     path = environ['PATH_INFO']

     if method=='GET' and path=='/':

         return handle_home(environ, start_response)

     if method=='POST' and path='/signin':

         return handle_signin(environ, start_response)

     ...

只是这么写下去代码是肯定没法维护了。

代码这么写没法维护的原因是因为WSGI提供的接口虽然比HTTP接口高级了不少，但和Web App的处理逻辑比，还是比较低级，我们需要在WSGI接口之上能进一步抽象，让我们专注于用一个函数处理一个URL，至于URL到函数的映射，就交给Web框架来做。

由于用Python开发一个Web框架十分容易，所以Python有上百个开源的Web框架。这里我们先不讨论各种Web框架的优缺点，直接选择一个比较流行的Web框架——Flask来使用。

用Flask编写Web App比WSGI接口简单（这不是废话么，要是比WSGI还复杂，用框架干嘛？），我们先用pip安装Flask：

pip install flask

然后写一个app.py，处理3个URL，分别是：

GET /：首页，返回Home；
GET /signin：登录页，显示登录表单；
POST /signin：处理登录表单，显示登录结果。

注意噢，同一个URL/signin分别有GET和POST两种请求，映射到两个处理函数中。

Flask通过Python的装饰器在内部自动地把URL和函数给关联起来，所以，我们写出来的代码就像这样：

 @app.route('/', methods=['GET', 'POST'])

 def home():

     return '<h1>Home</h1>'

 @app.route('/signin', methods=['GET'])

 def signin_form():

     return '''<form action="/signin" method="post">

               <p><input name="username"></p>

               <p><input name="password" type="password"></p>

               <p><button type="submit">Sign In</button></p>

               </form>'''

 @app.route('/signin', methods=['POST'])

 def signin():

     # 需要从request对象读取表单内容：

     if request.form['username']=='admin' and request.form['password']=='password':

         return '<h3>Hello, admin!</h3>'

     return '<h3>Bad username or password.</h3>'

 if __name__ == '__main__':

     app.run()

运行python app.py，Flask自带的Server在端口5000上监听：

 * Serving Flask app "app" (lazy loading)

 * Environment: production

   WARNING: Do not use the development server in a production environment.

   Use a production WSGI server instead.

 * Debug mode: off

 * Running on http://127.0.0.1:5000/ (Press CTRL+C to quit)

打开浏览器，输入首页地址http://localhost:5000/：

首页显示正确！

再在浏览器地址栏输入http://localhost:5000/signin，会显示登录表单：

输入预设的用户名admin和口令password，登录成功：

输入其他错误的用户名和口令，登录失败：

实际的Web App应该拿到用户名和口令后，去数据库查询再比对，来判断用户是否能登录成功。

除了Flask，常见的Python Web框架还有：

Django：全能型Web框架；
web.py：一个小巧的Web框架；
Bottle：和Flask类似的Web框架；
Tornado：Facebook的开源异步Web框架。

使用模板，我们需要预先准备一个HTML文档，这个HTML文档不是普通的HTML，而是嵌入了一些变量和指令，然后，根据我们传入的数据，替换后，得到最终的HTML，发送给用户：

这就是传说中的MVC：Model-View-Controller，中文名“模型-视图-控制器”。

Python处理URL的函数就是C：Controller，Controller负责业务逻辑，比如检查用户名是否存在，取出用户信息等等；

包含变量{{ name }}的模板就是V：View，View负责显示逻辑，通过简单地替换一些变量，View最终输出的就是用户看到的HTML。

MVC中的Model在哪？Model是用来传给View的，这样View在替换变量的时候，就可以从Model中取出相应的数据。

上面的例子中，Model就是一个dict：

{ 'name': 'Michael' }

只是因为Python支持关键字参数，很多Web框架允许传入关键字参数，然后，在框架内部组装出一个dict作为Model。

现在，我们把上次直接输出字符串作为HTML的例子用高端大气上档次的MVC模式改写一下：

 from flask import Flask, request, render_template

 app = Flask(__name__)

 @app.route('/', methods=['GET', 'POST'])

 def home():

     return render_template('home.html')

 @app.route('/signin', methods=['GET'])

 def signin_form():

     return render_template('form.html')

 @app.route('/signin', methods=['POST'])

 def signin():

     username = request.form['username']

     password = request.form['password']

     if username=='admin' and password=='password':

         return render_template('signin-ok.html', username=username)

     return render_template('form.html', message='Bad username or password', username=username)

 if __name__ == '__main__':

     app.run()

使用模板

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Web框架把我们从WSGI中拯救出来了。现在，我们只需要不断地编写函数，带上URL，就可以继续Web App的开发了。

但是，Web App不仅仅是处理逻辑，展示给用户的页面也非常重要。在函数中返回一个包含HTML的字符串，简单的页面还可以，但是，想想新浪首页的6000多行的HTML，你确信能在Python的字符串中正确地写出来么？反正我是做不到。

俗话说得好，不懂前端的Python工程师不是好的产品经理。有Web开发经验的同学都明白，Web App最复杂的部分就在HTML页面。HTML不仅要正确，还要通过CSS美化，再加上复杂的JavaScript脚本来实现各种交互和动画效果。总之，生成HTML页面的难度很大。

由于在Python代码里拼字符串是不现实的，所以，模板技术出现了。

这就是传说中的MVC：Model-View-Controller，中文名“模型-视图-控制器”。

Python处理URL的函数就是C：Controller，Controller负责业务逻辑，比如检查用户名是否存在，取出用户信息等等；

包含变量{{ name }}的模板就是V：View，View负责显示逻辑，通过简单地替换一些变量，View最终输出的就是用户看到的HTML。

MVC中的Model在哪？Model是用来传给View的，这样View在替换变量的时候，就可以从Model中取出相应的数据。

上面的例子中，Model就是一个dict：

{ 'name': 'Michael' }

只是因为Python支持关键字参数，很多Web框架允许传入关键字参数，然后，在框架内部组装出一个dict作为Model。

现在，我们把上次直接输出字符串作为HTML的例子用高端大气上档次的MVC模式改写一下：

from flask import Flask, request, render_template

app = Flask(__name__)

@app.route('/', methods=['GET', 'POST'])

def home():

    return render_template('home.html')

@app.route('/signin', methods=['GET'])

def signin_form():

    return render_template('form.html')

@app.route('/signin', methods=['POST'])

def signin():

    username = request.form['username']

    password = request.form['password']

    if username=='admin' and password=='password':

        return render_template('signin-ok.html', username=username)

    return render_template('form.html', message='Bad username or password', username=username)

if __name__ == '__main__':

    app.run()

Flask通过render_template()函数来实现模板的渲染。和Web框架类似，Python的模板也有很多种。Flask默认支持的模板是jinja2，所以我们先直接安装jinja2：

$ pip install jinja2

然后，开始编写jinja2模板：

home.html

用来显示首页的模板：

<html>

<head>

  <title>Home</title>

</head>

<body>

  <h1 style="font-style:italic">Home</h1>

</body>

</html>

form.html

用来显示登录表单的模板：

<html>

<head>

  <title>Please Sign In</title>

</head>

<body>

  {% if message %}

  <p style="color:red">{{ message }}</p>

  {% endif %}

  <form action="/signin" method="post">

    <legend>Please sign in:</legend>

    <p><input name="username" placeholder="Username" value="{{ username }}"></p>

    <p><input name="password" placeholder="Password" type="password"></p>

    <p><button type="submit">Sign In</button></p>

  </form>

</body>

</html>

signin-ok.html

登录成功的模板：

<html>

<head>

  <title>Welcome, {{ username }}</title>

</head>

<body>

  <p>Welcome, {{ username }}!</p>

</body>

</html>

登录失败的模板呢？我们在form.html中加了一点条件判断，把form.html重用为登录失败的模板。

最后，一定要把模板放到正确的templates目录下，templates和app.py在同级目录下：

启动python app.py，看看使用模板的页面效果：

通过MVC，我们在Python代码中处理M：Model和C：Controller，而V：View是通过模板处理的，这样，我们就成功地把Python代码和HTML代码最大限度地分离了。

使用模板的另一大好处是，模板改起来很方便，而且，改完保存后，刷新浏览器就能看到最新的效果，这对于调试HTML、CSS和JavaScript的前端工程师来说实在是太重要了。

在Jinja2模板中，我们用{{ name }}表示一个需要替换的变量。很多时候，还需要循环、条件判断等指令语句，在Jinja2中，用{% ... %}表示指令。

比如循环输出页码：

{% for i in page_list %}

    <a href="/page/{{ i }}">{{ i }}</a>

{% endfor %}

如果page_list是一个list：[1, 2, 3, 4, 5]，上面的模板将输出5个超链接。

除了Jinja2，常见的模板还有：

Mako：用<% ... %>和${xxx}的一个模板；
Cheetah：也是用<% ... %>和${xxx}的一个模板；
Django：Django是一站式框架，内置一个用{% ... %}和{{ xxx }}的模板