Flask的上下文源码剖析

先写一段Flask程序

from flask import Flask

app = Flask(__name__)

@app.route('/')
def hello_world():
    return 'Hello World!'

if __name__ == '__main__':
    app.__call__  # 不加括号就不会调用，看源码方便
    app.run()  # 请求一旦到来，就执行app.__call__()方法

请求一旦到来，就会执行app.__call__()方法，我们先看__call__的源码。

    def __call__(self, environ, start_response):
        """The WSGI server calls the Flask application object as the
        WSGI application. This calls :meth:`wsgi_app` which can be
        wrapped to applying middleware."""
        return self.wsgi_app(environ, start_response)

这段代码中的注释翻译过来是这样的：WSGI服务器调用Flask应用程序对象作为WSGI应用程序。这就叫: meth : ` wsgi _ app '，它可以打包应用中间件。"

这里面有envirron和start_response参数，是WSGI传过来的，传过来就处理好。然后看下一步，点击wsgi_app看源码

def wsgi_app(self, environ, start_response):
    ctx = self.request_context(environ)  # 这里又处理一次environ
    error = None
    try:
        try:
            ctx.push()  # 这里就是打包起来
            response = self.full_dispatch_request()  # 打包之后，要通过路由去找视图函数
        except Exception as e:
            error = e
            response = self.handle_exception(e)
        except:
            error = sys.exc_info()[1]
            raise
        return response(environ, start_response)
    finally:
        if self.should_ignore_error(error):
            error = None
        ctx.auto_pop(error)

wsgi_app方法里面有一个ctx变量，这里面的request_context里面封装了很多方法，里面一个是处理request，一个处理session的。并且又处理了一次environ。

看request_context的源码。

    def request_context(self, environ):

        return RequestContext(self, environ)

它里面返回了一个RequestContext(self, enveron)对象。

看RequestContext源码

class RequestContext(object):

    def __init__(self, app, environ, request=None):  # 这里面的envieon是不太彻底的请求
        self.app = app
        if request is None:  # 看着一句条件，看参数request=None，满足条件
            request = app.request_class(environ)  # 如果request=None就走这一行，把原生的请求给它，让他继续加工
        self.request = request  # 看到这就知道了前面的ctx.request就等于Request(environ)这个对象
        self.url_adapter = app.create_url_adapter(self.request)
        self.flashes = None
        self.session = None  # ctx.session = None

        self._implicit_app_ctx_stack = []
        self.preserved = False
        self._preserved_exc = None
        self._after_request_functions = []
        self.match_request()

它里面有environ参数和request参数。看里面的if语句，如果参数request是空，就把原生的请求给request_class这个类继续加工。里面还有一个self.session，并且是空的。所以ctx.request就等于Request(environ)这个对象，ctx.session = None。并且ctx = self.request_context(environ)这一行代码不仅创建了一个对象，还实现了一个路由匹配，因为init里面还有一行代码self.match_request()，这个就是通过路由来找视图函数，这里就不多说了。综上所述request.context也就是ctx封装了处理request和session的方法。

再看wsgi_app方法里面有ctx.push()，这里就是打包。点击puth看源码

    def push(self):
        top = _request_ctx_stack.top
        if top is not None and top.preserved:
            top.pop(top._preserved_exc)

        app_ctx = _app_ctx_stack.top
        if app_ctx is None or app_ctx.app != self.app:
            app_ctx = self.app.app_context()
            app_ctx.push()
            self._implicit_app_ctx_stack.append(app_ctx)
        else:
            self._implicit_app_ctx_stack.append(None)

        if hasattr(sys, 'exc_clear'):
            sys.exc_clear()

        _request_ctx_stack.push(self)  # 这就是往里放

        if self.session is None:  # 打包之后，这时的session还是空的，满足条件，就给session重新赋值
            session_interface = self.app.session_interface
            self.session = session_interface.open_session(
                self.app, self.request
            )

            if self.session is None:
                self.session = session_interface.make_null_session(self.app)

_request_ctx_stack.push(self)这一行代码就是往里放，放的时候如果遇到多线程肯定有隔离处理，所以它里面肯定有类似threading.local()方法，local对象它自动就帮你进行数据隔离了。

点击_request_ctx_stack看源码。

_request_ctx_stack = LocalStack()

点击LocalStack看源码

class LocalStack(object):

    def __init__(self):
        self._local = Local()

    def __release_local__(self):
        self._local.__release_local__()

    def _get__ident_func__(self):
        return self._local.__ident_func__

    def _set__ident_func__(self, value):...

    def __call__(self):...

    def push(self, obj):
        """Pushes a new item to the stack"""
        rv = getattr(self._local, 'stack', None)
        if rv is None:
            self._local.stack = rv = []  # 如果没有，就给stack创建一个空列表
        rv.append(obj)
        return rv

    def pop(self):...

可以看到它里面又Local()对象，再看它的push方法，rv = getattr(self._local, 'stack', None)可以看到要执行这个push方法的时候要去它的self._local对象找它的stack。这就相当于，当线程进来的时候，会先拿到它的唯一标识，然后找它的stack，如果有就使用，没有就给它的stack创建一个空列表,把ctx放到列表里面，ctx里面有他自己的request和sesson，这就是打包放在这了。

# 结构就是这个形式
{
    线程一的唯一标识: {stack: [ctx(request, session), ]},
    线程二的唯一标识: {stack: [ctx(request, session), ]},
}

打包完之后，session还是空的，接下来就是给session重新赋值了。

        _request_ctx_stack.push(self)  # 这就是往里放

        if self.session is None:  # 打包之后，这时的session还是空的，满足条件，就给session重新赋值
            session_interface = self.app.session_interface
            self.session = session_interface.open_session(
                self.app, self.request
            )

            if self.session is None:
                self.session = session_interface.make_null_session(self.app)

打包之后，session也赋值了，接下来继续看源码。

def wsgi_app(self, environ, start_response):
    ctx = self.request_context(environ)  # 这里又处理一次environ
    error = None
    try:
        try:
            ctx.push()  # 这里就是打包起来
            response = self.full_dispatch_request()  # 打包之后，要通过路由去找视图函数

在wsgi_app方法里面就该通过路由去找视图函数了，点击full_dispatch_request看它里面封装了什么方法。

def full_dispatch_request(self):

    self.try_trigger_before_first_request_functions()
    try:
        request_started.send(self)
        rv = self.preprocess_request()  # 这个就是来执行before_request1的
        if rv is None:  # 如果执行之后，没有结果，就来执行我们的视图函数
            rv = self.dispatch_request()
    except Exception as e:
        rv = self.handle_user_exception(e)
    return self.finalize_request(rv)

其他的先不看，先看它的preprocess_request，看它里面封装了什么。

    def preprocess_request(self):

        bp = _request_ctx_stack.top.request.blueprint

        funcs = self.url_value_preprocessors.get(None, ())
        if bp is not None and bp in self.url_value_preprocessors:
            funcs = chain(funcs, self.url_value_preprocessors[bp])
        for func in funcs:
            func(request.endpoint, request.view_args)

        funcs = self.before_request_funcs.get(None, ())  # 在Flask函数执行之前，会执行一些特殊的装饰器before_request
        if bp is not None and bp in self.before_request_funcs:
            funcs = chain(funcs, self.before_request_funcs[bp])
        for func in funcs:
            rv = func()
            if rv is not None:
                return rv

所以preprocess_request就是来执行before_request的。

def full_dispatch_request(self):

    self.try_trigger_before_first_request_functions()
    try:
        request_started.send(self)
        rv = self.preprocess_request()  # 这个就是来执行before_request1的
        if rv is None:  # 如果执行之后，没有结果，就来执行我们的视图函数
            rv = self.dispatch_request()  # 执行视图函数
    except Exception as e:
        rv = self.handle_user_exception(e)
    return self.finalize_request(rv)  # 函数处理完，就该回去了，那么接下来做什么？看下面源码流程

如果执行之后没什么结果，就去执行我们的视图函数。

不管函数执行结果怎样，我们都会拿到一个rv。函数执行之后，会有一个返回值，那我们点击self.finalize_request来看返回什么。

    def finalize_request(self, rv, from_error_handler=False):

        response = self.make_response(rv)
        try:
            response = self.process_response(response)
            request_finished.send(self, response=response)
        except Exception:
            if not from_error_handler:
                raise
            self.logger.exception('Request finalizing failed with an '
                                  'error while handling an error')
        return response

里面有一个process_response，这里面返回的是一个实例。那我们来看看这个实例里面帮我们做了什么

    def process_response(self, response):
        ctx = _request_ctx_stack.top
        bp = ctx.request.blueprint
        funcs = ctx._after_request_functions
        if bp is not None and bp in self.after_request_funcs:
            funcs = chain(funcs, reversed(self.after_request_funcs[bp]))
        if None in self.after_request_funcs:
            funcs = chain(funcs, reversed(self.after_request_funcs[None]))
        for handler in funcs:
            response = handler(response)
        if not self.session_interface.is_null_session(ctx.session):
            self.session_interface.save_session(self, ctx.session, response)
        return response

里面有after_request和save_session，原来我们已经存了用户的数据，这里是拿到数据返回给用户浏览器。

def full_dispatch_request(self):

    self.try_trigger_before_first_request_functions()
    try:
        request_started.send(self)
        rv = self.preprocess_request()  # 这个就是来执行before_request1的
        if rv is None:  # 如果执行之后，没有结果，就来执行我们的视图函数
            rv = self.dispatch_request()  # 执行视图函数
    except Exception as e:
        rv = self.handle_user_exception(e)
    return self.finalize_request(rv)  # 函数处理完，就该回去了，这里面做的就是执行了after、_request和save_session，把手里现有的值返回就行了

接下来我们需要往回看。

def wsgi_app(self, environ, start_response):
    ctx = self.request_context(environ)  # 这里又处理一次environ
    error = None
    try:
        try:
            ctx.push()  # 这里就是打包起来
            response = self.full_dispatch_request()  # 打包之后，要通过路由去找视图函数
        except Exception as e:
            error = e
            response = self.handle_exception(e)
        except:
            error = sys.exc_info()[1]
            raise
        return response(environ, start_response)
    finally:  # 给用户浏览器返回完数据之后，执行这一行
        if self.should_ignore_error(error):
            error = None
        ctx.auto_pop(error)  # 这里面有一个ctx.auto_pop

给用户返回数据后有个finally，里面还有个ctx.auto_pop我们进去看看它做了什么

    def auto_pop(self, exc):
        if self.request.environ.get('flask._preserve_context') or \
           (exc is not None and self.app.preserve_context_on_exception):
            self.preserved = True
            self._preserved_exc = exc
        else:
            self.pop(exc)

里面有个self.pop，继续看里面的源码。

class RequestContext(object):

    def __init__(self, app, environ, request=None):......

    def copy(self):......

    def match_request(self):......

    def push(self):......  # 刚开始传入数据就是通过push

    def pop(self, exc=_sentinel):......  # 这个pop就是删掉用户请求进来的信息

就是把线程一的信息删掉，接下来执行线程二，这样用户请求进来的数据就不会混到一块了。

# 结构就是这个形式
{
    线程二的唯一标识: {stack: [ctx(request, session), ]},
}

综上，可以总结为三个阶段：

第一阶段：将ctx(request/session)放到Local对象里面(Local()会给每一个线程开辟一个空间来存数据)

第二阶段：视图函数导入，处理request和session

第三阶段：请求处理完毕，获取session保存到cookie里面，然后删掉ctx