Django簡介

寧靜致遠oj1kn5 2019-05-17

展開全文

該系列教程系個人原創(chuàng)，并完整發(fā)布在個人官網(wǎng)劉江的博客和教程

所有轉載本文者，需在頂部顯著位置注明原作者及www.官網(wǎng)地址。

教程環(huán)境：Win7/10 + Python3.6 + pip + Pycharm + Django1.11

引言

我們都知道，Django是一種基于Python的Web開發(fā)框架。

那么，什么是Web開發(fā)？Web開發(fā)指的是開發(fā)基于B/S架構，通過前后端的配合，將后臺服務器的數(shù)據(jù)在瀏覽器上展現(xiàn)給前臺用戶的應用。比如將電子購物網(wǎng)站的商品數(shù)據(jù)在瀏覽器上展示給客戶，在基于瀏覽器的學校系統(tǒng)管理平臺上管理學生的數(shù)據(jù)，監(jiān)控機房服務器的狀態(tài)并將結果以圖形化的形式展現(xiàn)出來等等。

使用Python開發(fā)Web應用，最簡單、原始和直接的辦法是使用CGI標準，在二十年前這種方式很流行。它是如何做的呢？以使用Python CGI腳本顯示數(shù)據(jù)庫中最新添加的10件商品為例：

import pymysql

print("Content-Type: text/html\n")
print("<html><head><title>products</title></head>")
print("<body>")
print("<h1>products</h1>")
print("<ul>")

connection = pymysql.connect(user='user', passwd='pwd', db='product_db')
cursor = connection.cursor()
cursor.execute("SELECT name FROM products ORDER BY create_date DESC LIMIT 10")

for row in cursor.fetchall():
    print("<li>%s</li>" % row[0])

print("</ul>")
print("</body></html>")

connection.close()

服務過程是這樣的：首先，用戶請求CGI，腳本代碼打印Content-Type行等一些HTML的起始標簽，然后連接數(shù)據(jù)庫并執(zhí)行一些查詢操作，獲取最新的十件商品的相關數(shù)據(jù)。在遍歷這些商品的同時，生成一個商品的HTML列表項，然后輸出HTML的結束標簽并且關閉數(shù)據(jù)庫連接。將生成的HTML代碼保存到一個.cgi文件中，然后上傳到網(wǎng)絡服務器上，用戶通過瀏覽器即可訪問。

這個流程看起來不錯，簡單易懂，實際有很多問題和不方便的地方，比如：

如果應用中有多處需要連接數(shù)據(jù)庫會怎樣呢？每個獨立的CGI腳本，不應該重復編寫數(shù)據(jù)庫連接相關的代碼。
前端、后端工程師以及數(shù)據(jù)庫管理員集于一身，無法分工配合。設想一個前端設計師，完全沒有Python開發(fā)經(jīng)驗，但是又需要編寫SQL語句的話，會發(fā)生什么呢？（我有一句話不知當講不當講？）
如果代碼被重用到一個復合的環(huán)境中會發(fā)生什么？
直接將數(shù)據(jù)庫的密碼寫在代碼里嗎？
今天是取十個商品，明天我要刪除十個商品怎么辦？

以上的問題是顯而易見的，聰明的程序員在不斷的碰到問題和解決問題，探索方案和實踐方案中，重復了下面的過程：

開始編寫一個新的Web應用
開始編寫另一個Web應用
從第一步中總結經(jīng)驗（找出其中通用的代碼），并運用在第二步中
重構代碼使得能在第二個應用中使用第一個程序中的通用代碼
重復2-4步若干次
發(fā)明了一個Web框架。

最初的Web開發(fā)框架就是這么來的！

Web框架致力于解決一些共同的問題，為Web應用提供通用的架構，讓用戶專注于網(wǎng)站應用業(yè)務邏輯的開發(fā)，而無須處理網(wǎng)絡應用底層的協(xié)議、線程、進程等方面的問題。這樣能大大提高開發(fā)者的效率和Web應用程序的質量。

一般Web框架的架構是這樣的：

image.png-111.7kB

大多數(shù)基于Python的web框架，如Django、tornado、flask、webpy都是在這個范圍內進行增刪裁剪的。例如Tornado用的是自己的異步非阻塞“WSGI”網(wǎng)關接口，F(xiàn)lask則只提供了最精簡和基本的框架，Django則是直接使用了現(xiàn)成的WSGI，并實現(xiàn)了大部分功能，提供了大量的應用工具。

Django

image.png-11.5kB

Django是一個由Python編寫的具有完整架站能力的開源Web框架。使用Django，只要很少的代碼，Python的程序開發(fā)人員就可以輕松地完成一個正式網(wǎng)站所需要的大部分內容，并進一步開發(fā)出全功能的Web服務。

Django本身基于MVC模型，即Model（模型）+View（視圖）+ Controller（控制器）設計模式，因此天然具有MVC的出色基因：開發(fā)快捷、部署方便、可重用性高、維護成本低等。Python加Django是快速開發(fā)、設計、部署網(wǎng)站的最佳組合。

Django誕生于2003年，2006年加入了BSD許可證，成為開源的Web框架。Django這一詞語是根據(jù)比利時的爵士音樂家Django Reinhardt命名的，有希望Django能夠優(yōu)雅地演奏（開發(fā)）各種樂曲（Web應用）的美好含義。

Django是由美國堪薩斯（Kansas）州Lawrence城中的一個新聞開發(fā)小組開發(fā)出來的。當時Lawrence Journal-World報紙的程序員Adrian Holovaty和Simon Willison用 Python 編寫Web新聞應用，他們的 World Online小組制作并維護了當?shù)氐膸讉€新聞站點。新聞界獨有的特點是快速迭代，從開發(fā)到上線，通常只有幾天或幾個小時的時間。為了能在截止時間前完成工作，Adrian和Simon打算開發(fā)一種通用的高效的網(wǎng)絡應用開發(fā)框架，也就是Django。

2005年的夏天，當這個框架開發(fā)完成時，它已經(jīng)用來制作了很多個World Online的站點。不久，小組中的Jacob Kaplan-Moss決定把這個框架發(fā)布為一個開源軟件，于是短短數(shù)年，Django項目就有著數(shù)以萬計的用戶和貢獻者，在世界范圍內廣泛傳播。原來的World Online的兩個開發(fā)者（Adrian and Jacob）仍然掌握著Django，但是其發(fā)展方向受社區(qū)團隊的影響更大。

Django具有以下特點：

功能完善、要素齊全：該有的、可以沒有的都有，常用的、不常用的工具都用。Django提供了大量的特性和工具，無須你自己定義、組合、增刪及修改。但是，在有些人眼里這被認為是‘臃腫’不夠靈活，發(fā)揮不了程序員的主動能力。（一體機和DIY你更喜歡哪個？^-^）
完善的文檔：經(jīng)過十多年的發(fā)展和完善，Django有廣泛的實踐經(jīng)驗和完善的在線文檔（可惜大多數(shù)為英文）。開發(fā)者遇到問題時可以搜索在線文檔尋求解決方案。
強大的數(shù)據(jù)庫訪問組件：Django的Model層自帶數(shù)據(jù)庫ORM組件，使得開發(fā)者無須學習其他數(shù)據(jù)庫訪問技術（SQL、pymysql、SQLALchemy等）。當然你也可以不用Django自帶的ORM，而是使用其它訪問技術，比如SQLALchemy。
靈活的URL映射：Django使用正則表達式管理URL映射，靈活性高。
豐富的Template模板語言：類似jinjia模板語言，不但原生功能豐富，還可以自定義模板標簽。
自帶免費的后臺管理系統(tǒng)：只需要通過簡單的幾行配置和代碼就可以實現(xiàn)一個完整的后臺數(shù)據(jù)管理控制平臺。
完整的錯誤信息提示：在開發(fā)調試過程中如果出現(xiàn)運行錯誤或者異常，Django可以提供非常完整的錯誤信息幫助定位問題。

MVC及MTV設計模式：

在目前基于Python語言的幾十個Web開發(fā)框架中，幾乎所有的全?？蚣芏紡娭苹蛞龑ч_發(fā)者使用MVC設計模式。所謂全?？蚣?，是指除了封裝網(wǎng)絡和線程操作，還提供HTTP、數(shù)據(jù)庫讀寫管理、HTML模板引擎等一系列功能的Web框架，比如Django、Tornado和Flask。

MVC設計模式：

最早由Trygve Teenskaug在1978年提出，上世紀80年代是程序語言Smalltalk的一種內部架構。后來MVC被其他領域借鑒，成為了軟件工程中的一種軟件架構模式。MVC把Web框架分為3個基礎部分：

模型(Model)：用于封裝與應用程序的業(yè)務邏輯相關的數(shù)據(jù)及對數(shù)據(jù)的處理方法，是Web應用程序中用于處理應用程序的數(shù)據(jù)邏輯的部分，Model只提供功能性的接口，通過這些接口可以獲取Model的所有功能。白話說，這個模塊就是Web框架和數(shù)據(jù)庫的交互層。

視圖(View)：負責數(shù)據(jù)的顯示和呈現(xiàn)，是對用戶的直接輸出。

控制器(Controller)：負責從用戶端收集用戶的輸入，可以看成提供View的反向功能。

這三個部分互相獨立，但又相互聯(lián)系，使得改進和升級界面及用戶交互流程，在Web開發(fā)過程任務分配時，不需要重寫業(yè)務邏輯及數(shù)據(jù)訪問代碼。

MVC在Python之外的語言中也有廣泛應用，例如VC++的MFC，Java的Structs及Spring、C#的.NET開發(fā)框架，都非常有名。

MTV設計模式：

Django對傳統(tǒng)的MVC設計模式進行了修改，將視圖分成View模塊和Template模塊兩部分，將動態(tài)的邏輯處理與靜態(tài)的頁面展現(xiàn)分離開。而Model采用了ORM技術，將關系型數(shù)據(jù)庫表抽象成面向對象的Python類，將表操作轉換成類操作，避免了復雜的SQL語句編寫。MTV和MVC本質上是一樣的。

模型(Model)：和MVC中的定義一樣

模板(Template)：將數(shù)據(jù)與HTML語言結合起來的引擎

視圖(View)：負責實際的業(yè)務邏輯實現(xiàn)

Django的MTV模型組織可參考下圖所示：

image.png-75.4kB