Python 小而精Web开发框架Flask精通指南，Python Flask框架，精通Web开发指南

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摘要：本指南介绍了Python中小而精的Web开发框架Flask，包括其特点、安装和使用方法。本指南详细阐述了Flask的核心概念，如路由、视图函数、模板等，并提供了丰富的示例代码。通过学习本指南，读者可以熟练掌握Flask框架的使用，并能够快速开发出功能强大、性能稳定的Web应用程序。

文章目录

Flask 简介说明
Flask 核心依赖
Flask 常用扩展
Flask 快速启动

工作流程
代码示例
Flask 快速启动控制台
Flask 快速启动效果
Flask 启动参数
Flask 路由定义

Flask 支持的 HTTP 请求方式：
路由装饰器中的参数
Flask 路由参数
Flask 路由蓝图

路由蓝图的优点
路由蓝图的参数
Flask 请求对象
Flask 响应对象
Flask 会话保持

Cookie 简介
Cookie使用示例代码
Session 简介
Session使用示例代码
Flask 异常处理

abort函数（主动抛出）
errorhandler 装饰器
Flask 钩子函数

常用钩子函数
示例代码
示例代码说明
钩子函数工作流程
Flask 模板语言
Flask 模版渲染

概念
示例代码
Flask Web表单

Web表单创建流程
WTForms支持字段
WTForms常用验证函数
Web表单示例代码
Flask 跨域资源共享

1. 安装 Flask-CORS
2. 导入并使用 Flask-CORS
3. 自定义 CORS 配置

Flask 数据库操作

Flask 简介说明

Python 小而精Web开发框架Flask精通指南，Python Flask框架，精通Web开发指南第1张

Flask 是一个用 Python 编写的轻量级 Web 应用框架。

它的核心非常简单，但是可以通过各种插件来扩展，使其可以用来构建复杂的 Web 应用。

Flask 的设计目标是保持核心简单且易于使用，同时能够被扩展以适应不同的应用需求。

Flask框架主要特点：

轻量级：Flask 本身只提供了最基础的 Web 功能，如URL路由、请求和响应处理等。这使得 Flask 非常轻量，易于学习和使用。
易于扩展：虽然 Flask 本身功能有限，但是它可以通过各种插件来扩展，如数据库操作（Flask-SQLAlchemy）、表单处理（Flask-WTF）、用户认证（Flask-Login）等。

模板引擎：Flask 使用 Jinja2 作为其模板引擎，可以方便地生成动态 HTML 内容。

Flask 核心依赖

Flask框架的核心依赖是Werkzeug和Jinja2。

Werkzeug是一个遵循WSGI协议的Python函数库，提供了许多用于构建Web应用程序的工具，包括路由、调试、表单处理、会话管理、文件上传、JSON处理、安全性等。

Jinja2是一个Python的模板引擎，常与Flask一起使用来渲染HTML页面，它允许在HTML文件中使用变量和逻辑控制结构来动态生成内容。

Flask本身相当于一个内核，其他的功能都通过扩展来实现，如邮件扩展Flask-Mail、用户认证Flask-Login、数据库Flask-SQLAlchemy等。

Flask 常用扩展

这种设计理念使得Flask保持了其核心的简单性，同时鼓励开发者根据项目的具体需求，通过集成各种第三方扩展来丰富和扩展其功能。

这种灵活性使得Flask能够应对各种复杂的Web开发场景，同时保持代码的清晰和可维护性。

Flask的插件库是其强大功能的重要来源，允许你根据自己的需求，选择适合的插件来扩展Flask的功能，从而实现网站的个性化定制。

例如，对于数据库操作，Flask-SQLAlchemy插件提供了对SQLAlchemy的集成，使得数据库操作变得更加简单和直观；对于邮件处理，Flask-Mail插件则提供了对SMTP服务器的支持，使得发送邮件变得轻而易举。

用途	插件名称	安装方法
数据库操作	Flask-SQLAlchemy	pip install flask-sqlalchemy
数据库迁移	Flask-Migrate	pip install flask-migrate
表单处理	Flask-WTF	pip install flask-wtf
邮件处理	Flask-Mail	pip install flask-mail
后台管理	Flask-Admin	pip install flask-admin
用户认证	Flask-Login	pip install flask-login
Token认证	Flask-JWT-Extended	pip install flask-jwt-extended
接口频率限制	Flask-Limiter	pip install flask-limiter
Session管理	Flask-Session	pip install flask-session
密码生成	Flask-Bcypt	pip install flask-bcypt
缓存	FLask-Caching	pip intall flask-caching
页面调试	Flask-DebugToobar	pip install flask-debugtoolbar
静态文静缓存	Flask-Static-Digest	pip install flask-static-digest
本地化日期时间	Flask-Moment	pip install flask-moment
集成BootStrap框架	Flask-Bootstrp	pip install flask-bootstrap
开发REST风格根据	Flask-RESTful	pip install flask-restful

Flask 快速启动

工作流程

Flask 请求-响应工作流程

Python 小而精Web开发框架Flask精通指南，Python Flask框架，精通Web开发指南第2张

代码示例

# 导入类flask.Flask
from flask import Flask
# 实例化创建一个Flask应用，app为应用的名称，__name__是一个标识Python模块的名字的变量
# 若当前模块是主模块，那么此模块的名字就是__main__
# 若当前模块是被import的，则此模块名字为文件名
app = Flask(__name__)
# app.route('/')返回一个装饰器，为函数index()绑定对应的URL，当用户访问这个URL时就会触发这个函数
@app.route("/")
def hello():
    # 响应：返回给浏览器的数据
    return "Hello Flask"
# 再添加一个路由和视图函数
@app.route("/index")
def index():
    return "Index Test 首页测试..."
if __name__ == '__main__':
    # run() 启动的时候可以添加参数
    # debug 是开启调试牧师，开启后修改过python代码会自动重启服务
    # port  启动指定服务器的端口号，默认5000
    # host  启动指定主机IP地址，默认是128.0.0.1，指定为0.0.0.0代表本机所有IP
    app.run(debug=True)

Flask 快速启动控制台

Python 小而精Web开发框架Flask精通指南，Python Flask框架，精通Web开发指南第3张

Flask 快速启动效果

访问网址"http://127.0.0.1:5000/"

Python 小而精Web开发框架Flask精通指南，Python Flask框架，精通Web开发指南第4张

Flask 启动参数

在 Flask 中，**app.run()**方法用于启动服务器；

它有几个参数，可以用来配置服务器的行为。

下面是 app.run()方法的参数及其含义：

**host：**指定服务器监听的主机地址，默认值：'127.0.0.1'也就是只在本机上可访问
**port：**指定服务器监听的端口号，默认值： 5000。
**debug：**如果设置为 True，服务器将运行在调试模式下。在调试模式下，服务器会在发生错误时显示详细的错误页面，而不是简单的错误消息。这对于开发和调试非常有用，但在生产环境中应该禁用调试模式。
**load_dotenv：**如果设置为 True，Flask 将在启动时加载 .env 文件中的环境变量。这通常用于存储敏感信息，如数据库密码或 API 密钥。
**threaded：**如果设置为 True，服务器将使用多线程来处理请求。这可以提高并发性能，但可能会增加资源消耗。
**processes：**指定服务器应该使用多少个进程来处理请求。通常，这个参数只在多线程模式下有效。增加进程数可以提高并发性能，但也会增加资源消耗。

**passthrough_errors：**如果设置为 True，服务器将不会捕获异常，而是将它们直接传递给 WSGI 应用程序。这通常用于在应用程序中自定义错误处理。

Flask 路由定义

在Flask中，@app.route() 装饰器发挥着至关重要的作用；

它负责定义和映射应用程序的URL规则；

在Flask中，支持多种HTTP请求方法，如GET、POST、PUT、DELETE等；

并且允许为每种请求方法定义不同的处理函数，以及使用 methods参数为同一个 URL 路径定义多个请求方法。

Flask 支持的 HTTP 请求方式：

GET: 用于请求数据。
POST: 用于提交数据，通常用于表单提交。
PUT: 用于更新资源。
DELETE: 用于删除资源。
HEAD: 与 GET 类似，但服务器只返回 HTTP 头部信息，不返回实际内容。
OPTIONS: 用于获取目标资源所支持的通信选项。

PATCH: 用于对资源进行部分更新。

from flask import Flask
app = Flask(__name__)
# 可以使用 methods 参数在路由装饰器中指定多个请求方法
@app.route('/example', methods=['GET', 'POST'])
def example():
    if request.method == 'GET':
        # 处理 GET 请求
        return 'This is a GET request'
    elif request.method == 'POST':
        # 处理 POST 请求
        return 'This is a POST request'
    
if __name__ == '__main__':
    app.run(debug=True)

路由装饰器中的参数

Flask 的路由装饰器 @app.route() 和 @blueprint.route()路由蓝图有几个常用的参数：

rule: 指定路由规则的字符串，通常是路径模板，例如 '/hello'。
methods: 一个包含所支持 HTTP 请求方法的列表，如 ['GET', 'POST']。
endpoint: 指定路由的端点名称，用于在程序中唯一标识这个路由。如果不指定，Flask 会自动为路由生成一个端点名称。
strict_slashes: 如果设置为 True，则要求 URL 必须与规则完全匹配。例如，如果规则是 '/foo'，那么 /foo/ 将不会匹配这个规则。默认为 False。
redirect_to: 如果提供了这个参数，当路由被访问时，将会重定向到指定的 URL。这通常用于旧 URL 的重定向。

subdomain: 指定子域名，例如 '.example.com'。这样，当访问 user.example.com 时，可以匹配到这个路由。

from flask import Flask
app = Flask(__name__)
@app.route('/users/', methods=['GET'], strict_slashes=True, endpoint='user_profile')
def show_user_profile(username):
    # 显示用户资料
    return f'User Profile for {username}'
@app.route('/old-url', redirect_to='/new-url')
def redirect_old_url():
    # 重定向旧 URL 到新 URL
    pass
@app.route('/new-url')
def redirect_new_url():
    # 返回新视图函数的处理结果
    return f"new url return"
if __name__ == '__main__':
    app.run(debug=True)

Flask 路由参数

类型	说明
string	（默认）仅可接受任何不包含斜杠的文本
int	仅可接受任何不包含斜杠的整数
float	仅可接受任何不包含斜杠的浮点数
path	类似string，但可以接受文件路径（包含斜杠）
uuid	仅可接受任何不包含斜杠的uuid字符串
any	可以同时指定多种路径进行限定
re	通过继承BaseConverter实现自定义转换器实现正则匹配

from flask import Flask
app = Flask(__name__)
@app.route("/")
def index():
    return "Flask 路由参数"
@app.route("/string//")
# 声明了一个string类型的路由参数，这也是Flask中路由参数的默认类型
# 需要注意，视图函数中的参数需要和路由参数一致
def get_string(username):
    print(type(username), username)
    return f"姓名：{username}"
@app.route("/int//")
# 声明了一个int类型的路由参数，仅接受整数类型，传递其他类型时会抛出异常，哪怕传递是float类型
def get_int(age):
    print(type(age), age)
    return f"年龄：{age}"
@app.route("/float//")
def get_float(money):
    print(type(money), money)
    return f"存款：{money}"
@app.route("/path//")
def get_path(address):
    print(type(address), address)
    return f"地址：{address}"
@app.route("/any//")
def get_any(city):
    print(type(city), city)
    return f"城市：{city}"
# 导入转换器基类
from werkzeug.routing import BaseConverter
# 自定义转换器
class RegexConverter(BaseConverter):
    def __init__(self, url_map, *args):
        super(RegexConverter, self).__init__(url_map)
        # 将接受的第1个参数当作匹配规则进行保存
        self.regex = args[0]
# 添加转换器到默认的转换器字典中，并指定转换器使用时名字为：re
app.url_map.converters['re'] = RegexConverter
# 使用转换器去实现自定义匹配规则（当前此处定义的规则为：3位数字）
@app.route('/user/')
def user_info(user_id):
    return f"用户ID：{user_id}"
if __name__ == '__main__':
    app.run(debug=True)

其实，Flask中内的的路由参数类型也是不同的转换器

# 系统自带的转换器具体使用方式在每种转换器的注释代码中有写，请留意每种转换器初始化的参数。
DEFAULT_CONVERTERS = {
    'default':          UnicodeConverter,
    'string':           UnicodeConverter,
    'any':              AnyConverter,
    'path':             PathConverter,
    'int':              IntegerConverter,
    'float':            FloatConverter,
    'uuid':             UUIDConverter,
}

Flask 路由蓝图

Flask的路由蓝图（Blueprint）是一种组织和管理Flask应用中的路由和视图的方式。

它允许将相关的路由和视图分组到一个单独的模块或蓝图中，然后在主应用中注册这个蓝图。

这样可以使代码更加模块化和可维护。

路由蓝图的优点

模块化：通过将相关的路由和视图组织到一个蓝图中，可以将应用程序拆分成多个独立的模块，每个模块都有自己的路由和视图。这有助于保持代码的清晰和可维护性。
避免命名冲突：在Flask应用中，路由和视图的名称必须是唯一的。通过使用蓝图，可以在不同的蓝图中使用相同的路由和视图名称，而不会发生冲突。
注册蓝图：在主应用中，可以使用app.register_blueprint()方法将蓝图注册到应用中。注册时，你可以指定蓝图的前缀、子域名等参数，以便在应用中定位到该蓝图。
分组路由：在蓝图中，可以使用@blueprint.route()装饰器来定义路由。这样，所有在该蓝图下定义的路由都会自动带上蓝图的前缀。

路由蓝图的参数

name：蓝图的名称。这个名称必须是唯一的，并且在 Flask 应用中用于标识这个蓝图。它通常是一个字符串，表示蓝图的名字。例如，'main' 或 'user'。
import_name：蓝图所在的模块或包的名称。这个参数用于在蓝图内部查找资源和函数。通常，这个参数设置为 __name__，即当前模块的名称。
static_folder：一个可选参数，指定静态文件文件夹的名称（默认为 'static'）。这个文件夹通常包含 CSS、JavaScript 和图像文件等静态资源。
static_url_path：一个可选参数，指定静态文件的 URL 路径（默认为 '/static'）。这个路径用于生成静态文件的 URL。
template_folder：一个可选参数，指定模板文件夹的名称（默认为 'templates'）。这个文件夹通常包含 Flask 应用的 HTML 模板。
url_prefix：一个可选参数，为蓝图中的所有路由添加前缀。例如，如果 url_prefix 设置为 '/api'，那么蓝图中的路由 /hello 将被映射到 /api/hello。
subdomain：一个可选参数，指定蓝图的子域名。例如，如果 subdomain 设置为 'admin'，那么蓝图中的路由将只响应子域名为 admin 的请求。

Flask 路由蓝图结构

Python 小而精Web开发框架Flask精通指南，Python Flask框架，精通Web开发指南第5张

Flask 请求对象

在 Flask 框架中，Request对象是一个非常重要的全局对象；

它封装了来自客户端的 HTTP 请求的所有信息。

这个对象允许你访问请求的各个方面，如查询参数、表单数据、JSON 数据、头部信息、cookies 等。

属性	说明
url	当前请求的完整路径
method	当前请求的方法
headers	当前请求的http协议头部
form	当前请求的表单参数及其值的字典对象
args	当前请求的查询字符串的字典对象
values	当前请求包含所有数据的字典对象
json	如果mimetype是application/json，这个参数将会解析json数据，否则返回None
cookies	当前请求的cookie名称和值的字典对象
files	当前请求与上传文件有关的数据
user_agent	当前请求的用户代理信息
remote_addr	当前请求的来源

from flask import Flask
app = Flask(__name__)
@app.route("/request", methods=["GET", "POST"])
def get_request():
    print("请求体：", request)
    print("请求方法：", request.method)
    
    # GET请求的参数
    print("请求参数：", type(request.args), request.args)    # 类字典
    # print("取参1个：", request.args.get("name"))
    # print("取参N个：", request.args.getlist("name"))
    # POST请求的参数
    # print("请求参数：", request.form)
    # print("取参1个：", request.form.get("name"))
    # COOKIE
    # print("获取Cookies：", request.cookies)
    print("完整URL：", request.url)
    print("基础URL：", request.base_url)
    print("主机URL：", request.host_url)
    print("请求路径：", request.path)
    print("请求的客户端地址：", request.remote_addr)
    print("上传的文件：", request.files)
    print("请求头部：", request.headers)
    print("用户代理：", request.user_agent)  # 包括浏览器和操作系统信息
    return "request ok!"
if __name__ == '__main__':
    app.run(debug=True)

Flask 响应对象

在 Flask 框架中，响应对象（Response Object）代表了一个 HTTP 响应；

这是 Flask 应用发送回客户端（通常是浏览器）的数据。

Flask 使用 Werkzeug 库来处理 HTTP 请求和响应，因此 Flask 的响应对象基于 Werkzeug 的 Response 类。

响应对象通常包含以下内容：

状态码：HTTP 响应的状态码，如 200（OK）、404（Not Found）等。
响应头：HTTP 响应头，如 Content-Type、Content-Length、Set-Cookie 等。
响应体：响应的正文内容，这可以是字符串、字节、文件对象、生成器或迭代器。
MIME 类型：指定响应体的 MIME 类型，例如 text/html 或 application/json。

Flask 应用中的视图函数通常会返回一个字符串或一个元组，但 Flask 会自动将这个返回值转换成一个响应对象。

如果视图函数返回一个字符串，Flask 会创建一个包含该字符串的响应对象，并设置正确的 MIME 类型。

除了字符串，视图函数还可以返回以下几种类型的响应对象：

Response 对象：可以直接返回一个 Werkzeug 的 Response 对象。
元组：返回一个包含响应体和状态码的元组 (response_body, status_code)。
元组（包含响应体、状态码和响应头）：返回一个包含响应体、状态码和响应头的元组 (response_body, status_code, headers)。
生成器：返回一个生成器，Flask 会将生成器的内容作为响应体发送。
文件对象：返回一个文件对象，Flask 会将该文件的内容作为响应体发送。
重定向：使用 redirect() 函数可以返回一个重定向响应，将客户端重定向到另一个 URL。

JSON 响应：使用 jsonify() 函数可以返回一个包含 JSON 数据的响应。

from flask import Flask, jsonify, redirect, Response, send_file
app = Flask(__name__)
@app.route('/')
def index():
    # 返回字符串
    return 'Hello, World!'
@app.route('/json')
def json_response():
    # 返回 JSON 响应
    return jsonify({'message': 'Hello, JSON!'})
@app.route('/redirect')
def redirect_response():
    # 返回重定向响应
    return redirect('/')
@app.route('/file')
def file_response():
    # 返回文件响应
    return send_file('example.txt', as_attachment=True)
@app.route('/custom')
def custom_response():
    # 返回自定义的 Response 对象
    response = Response('Custom Response', status=200, mimetype='text/plain')
    return response
if __name__ == '__main__':
    app.run()

在Flask中的Response对象是用来处理和发送HTTP响应的关键组件，它允许设置响应的内容、状态码、头部信息等，也可以使用make_response函数来创建一个Response对象

Flask 会话保持

HTTP协议的两大特性：

1.无连接

HTTP协议每次连接只处理一个HTTP请求，服务器处理完客户端的请求并且得到客户端的应答后，就会断开连接；

2.无状态

每次浏览器向服务器发送请求时，服务器不会记住之前的交互，每次请求都是独立且全新的，与前后请求无直接上下文联系。

状态保持的需求

然而，在现实生活中，许多应用都需要知道用户的浏览状态。
例如，一个在线购物网站可能需要知道用户是否已经登录，或者他们之前浏览过哪些商品。

这些信息对于提供个性化的体验、维护用户的会话或确保数据的安全性都至关重要。

状态保持的方法

为了满足这种需求，开发者采用了两种主要的方法来实现状态保持：

使用Cookie在客户端存储信息：Cookie是一种小型的文本文件，可以存储在用户的浏览器上。当浏览器再次请求同一个网站时，它会发送之前存储的Cookie，使服务器能够识别用户并恢复其状态。
使用Session在服务端存储信息：与Cookie不同，Session状态是存储在服务器端的。当用户首次访问时，服务器会为其创建一个唯一的Session ID，并将其发送到用户的浏览器，通常是作为Cookie。随后，浏览器在每次请求时都会带上这个ID，使服务器能够识别并恢复用户的状态。

Cookie 简介

Cookie概念

Cookie是由服务器端创建并管理的，随后被发送给客户端（通常是用户的浏览器）。
浏览器一旦接收到这些Cookie，会在本地存储一段时间，通常是基于Cookie中设置的过期时间。
在此期间，每当浏览器向同一服务器发起请求时，它都会自动附带这些Cookie。

这些Cookie的目的是帮助服务器识别并跟踪用户的会话，从而提供个性化的服务或记住用户之前的操作，如登录状态、购物车内容等。

Cookie使用

在Flask中，可以通过直接操作响应对象（Response object）来设置Cookie；
response.set_cookie()方法允许你为特定的响应对象设置Cookie；

当你调用response.set_cookie()时，你实际上是在告诉浏览器：“请存储这个信息，并在未来的请求中发送给我。这样，服务器就能够识别出用户。

这个方法接收多个参数，允许定义Cookie的名称、值、过期时间等属性，如下所示。

属性	描述
key	Cookie的键名
value	Cookie值
max_age	cookie保存时间(秒), 关闭浏览器也会过期
expires	具体过期时间, 一个datetime对象
domain	设置Cookie可用域
secure	如果设置为True,仅HTTPS可用
httponly	禁止客户端的javascript读取Cookie

Cookie使用示例代码

这段代码是一个简单的登录/注销系统的实现，它使用 cookie 来跟踪用户的登录状态。

当用户登录时，他们的用户名会被存储在一个 cookie 中，当用户访问首页时，这个用户名会被从 cookie 中取出并显示。

当用户注销时，cookie 会被删除，这样用户的登录状态就会失效。

main.py

import datetime
from flask import Flask, render_template, request, redirect
app = Flask(__name__)
# 首页
@app.route("/home")
def home():
    # 4.获取cookie
    username = request.cookies.get("user")
    return render_template("home.html", username=username)
# 登录
@app.route("/login", methods=["GET", "POST"])
def login():
    if request.method == "GET":
        return render_template("login.html")
    elif request.method == "POST":
        pass
        # 1.获取前段提交过来的数据
        username = request.form.get("username")
        password = request.form.get("password")
        # 2.模拟登录：账号密码验证
        if username == "admin" and password == "123456":
            # 登录成功
            response = redirect("/home")
            # 3.设置cookie（确保set_cookie方法调用是在返回响应对象response之前进行）
            # 默认关闭浏览器，cookie失效
            # response.set_cookie("user", username)
            # 设置过期时间：
            # max_age(秒) = 3600秒 = 1小时 * 24 * 7 = 7天
            # response.set_cookie("user", username, max_age=3600 * 24 * 7)
            # expires 指定日期
            # 确保expires参数设置的日期是在未来
            # 确保max_age和expires 参数没有同时被设置，因为同时设置可能会导致冲突
            response.set_cookie("user", username, expires=datetime.datetime(2024, 12, 12))
            return response
        else:
            return "账号或密码错误，请重试！"
# 注销
@app.route("/logout")
def logout():
    response = redirect("/home")
    # 5.删除cookie
    response.delete_cookie("user")
    return response
if __name__ == '__main__':
    app.run(debug=True)

home.py



    
    首页


    首页
    
    {% if username %}
        当前登录账号：{{ username }}
        退出
    {% else %}
        登录
    {% endif %}

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