相信用过python的人都听过Django的大名,知道它是一个web框架,用来支持动态网站、网络应用程序以及网络服务的开发。那么为什么我们需要一个web框架,而不是直接用python来写web应用呢?其实简单来说,就是为了偷懒。

如果不用框架的话,你可能需要连接数据库、查询数据库、关闭数据库,在python代码文件里掺杂html标签、css样式等。并且每次开始一个web应用,你都要从头开始写起,重复许多枯燥无味的代码。

而web框架提供了通用web开发模式的高度抽象,使我们可以专注于编写清晰、易维护的代码。Django作为python下的web框架,从诞生到现在有着数以万计的用户和贡献者,有着丰富的文档,活跃的社区,是web开发很好的选择。

本文结合 Django 官方文档 First steps 中的6个小教程,帮你了解Django。一共分上、下两篇文章,上篇主要来分析Django处理Http Request的机制,下篇来介绍下Django提供的后台管理,以及单元测试等强大的功能。

Django 工作流程

在开始具体的代码之旅前,先来宏观地看下Django是如何处理Http Resquest的,如下图:

Django工作流程

假设你已经在浏览器输入了 http://127.0.0.1:8000/polls/,接下来浏览器会把请求交给Django处理。根据上图,我们知道Django需要根据url来决定交给谁来处理请求,那么Django是如何完成这项工作呢?很简单,Django要求程序员提供urls.py文件,并且在该类文件中指定请求链接与处理函数之间的一一对应关系。

这里请求链接是以正则表达式的方式指定,并且不用指定域名,比如说要精确匹配上面的例子, 只需要指定正则表达式为 ^polls/$ 即可。要匹配 http://127.0.0.1:8000/polls/12/(这里polls后面只要是数字即可),那么只需要 ^polls/\d+/$ 即可。回到上面的例子,Django中只需要在urls.py添加以下语句即可。

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urlpatterns = patterns(
'',
url(r'^polls/$', views.index),
)

这样当请求链接为http://127.0.0.1:8000/polls/时,就会用views.py中的函数index()来处理请求。现在Django知道由index来处理请求了,那么index需要做哪些工作呢?

它需要加载返回内容的模板,这里比如说是index.html

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def index(request):
template = loader.get_template('polls/index.html')

模板文件就是返回页面的一个骨架,我们可以在模板中指定需要的静态文件,也可以在模板中使用一些参数和简单的逻辑语句,这样就可以将其变为用户最终看到的丰满的页面了。

要使用静态文件,比如说css、javascript等,只需要用 `{% load staticfiles %}`来声明一下,然后直接引用即可,比如说:

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<link rel="stylesheet" type="text/css" href="{% raw %}{% static 'polls/style.css' %}{% endraw %}" />

参数和逻辑语句也很简单,比如说以下语句:

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{% raw %}{% for question in latest_question_list %}{% endraw %}
<li>{{ question.question_text }}</a></li>
{% raw %}{% endfor %}{% endraw %}
```
用for循环遍历latest_question_list,逐个输出内容question_text。这里我们用到了参数latest_question_list,它的值其实是在views.py中计算出来给模板文件的,我们这里假设是从数据库中取出最新的5个question,如下:

latest_question_list = Question.objects.order_by(‘-pub_date’)[:5]

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这里用到了数据库,其实Django给我们封装了数据库的读写操作,我们不需要用SQL语句去查询、更新数据库等,我们要做的是用python的方式定义数据库结构(在model.py里面定义数据库),然后用python的方式去读写内容。至于连接数据库、关闭数据库这些工作交给Django去替你完成吧。上面例子中,Question数据库结构的定义如下:
```python
class Question(models.Model):
question_text = models.CharField(max_length=200)
pub_date = models.DateTimeField('date published')
def __str__(self):
return self.question_text

好了,现在有了模板文件这个骨架,又有参数、逻辑语句、静态文件等血肉,一个丰满的页面就诞生了,来看一下完整的index函数吧:

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def index(request):
latest_question_list = Question.objects.order_by('-pub_date')[:5]
template = loader.get_template('polls/index.html')
context = RequestContext(request, {
'latest_question_list': latest_question_list,
})
return HttpResponse(template.render(context))

第一个Django项目

前面为了使大家了解Django处理HTTP Request的过程,我们简化了一些内容,下面我们将尽量还原Django真实的面貌。在开始具体的技术细节前,我们先来搞清楚Django中projects和apps的区别。App是专注于做某件事的web应用,比如说一个用户认证系统,或者是公开投票系统;而project则是一个web站点,可能包括许多app和一些配置。一个project可以包含许多app,一个app可以用于许多project中

使用Django时一般会先创建一个project,比如说是mysite,如下:

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$ django-admin.py startproject mysite
$ tree -L 2 mysite
mysite
├── manage.py
└── mysite
├── __init__.py
├── settings.py
├── urls.py
└── wsgi.py
1 directory, 5 files

然后我们可以在 mysite/settings.py 中进行项目的一些配置,比如配置时区,数据库连接的相关信息,或者是应用的添加、删除等。这里需要特别注意的是数据库设置,Django支持sqlite、mysql、oracle等数据库,使用前必须安装、启动相应的数据库,并建立相应的账户。这里为了简单,我们使用python内置的sqlite,settings里面的数据库配置不需要更改即可。

项目创建成功之后,可以运行

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$ python manage.py migrate

生成相应的数据库表(migrate是Django 1.7引入的命令,较早的版本可以用其他的命令代替)。为什么新建的空项目里就会有数据库表呢?这是因为默认情况下,项目配置文件settings.py里面已经配置有Django自带的应用,如下:

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INSTALLED_APPS = (
'django.contrib.admin',
'django.contrib.auth',
'django.contrib.contenttypes',
'django.contrib.sessions',
'django.contrib.messages',
'django.contrib.staticfiles',
)

这些应用需要和数据库交互。(通常情况下默认的应用很有用,不过你可以根据需求删减)

到这里为止,我们的Django项目已经可以运行了,用下面简单的命令开启Django自带的开发环境web服务

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$ python manage.py runserver

接下来,试试在浏览器打开 http://127.0.0.1:8000/,看看Django的 It worked! 页面吧。

Django 欢迎页面

现在我们的项目初具雏形,并且运行良好,这是个好的开端,不过我们可以让它变的更加实用,就让她完成以下任务吧:

  • 在一个问答系统中添加问题;
  • 显示所有已经添加的问题。

听起来很简单,不是吗?不过这个任务已经涉及到向后台写数据,从后台读取数据,作为一个例子而言,足够用了。就让我们新建一个名为questions的app来完成这项任务吧:

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$ python manage.py startapp questions

首先我们得设计好数据库字段,用来存储问题。上面的任务设计起来很简单,只需要建立一个名为Question的表格,然后里面有context字段。Django提供了models来方便我们设计数据库,因此我们的questions/models.py看起来可能是这样的:

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from django.db import models
class Question(models.Model):
context = models.CharField(max_length=200)

现在将questions应用添加进项目的配置文件mysite/settings中:

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INSTALLED_APPS = (
'django.contrib.admin',
...,
'questions',
)

然后通过以下命令来生成Question数据库表格:

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$ python manage.py makemigrations questions
$ python manage.py migrate

接下来设计三个URL地址add/, add_done/, index/(这里的地址并不包含域名) 分别用来展示填写问题页面,添加成功后页面,显示所有问题页面。然后在mysite/urls.py中指定相应的处理函数,如下:

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from django.conf.urls import patterns, include, url
from questions import views
urlpatterns = patterns(
'',
url(r'^add/$', views.add),
url(r'^index/$', views.index),
url(r'^add_done/$', views.add_done),
)

当然了,我们需要在questions/views.py中实现 index, add 和 add_done:

  • index: 获取当前所有问题,传给模板文件,返回Response;
  • add: 直接返回添加问题表单页面即可;
  • add_done: 获取POST得到的问题,将其添加到数据库,返回Response;

代码如下:

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def index(request):
question_list = Question.objects.all()
return render(
request,
"questions/index.html",
{'question_list': question_list},
)
def add_done(request):
add_question = Question()
content = request.POST['content']
add_question.context = content
add_question.save()
return render(
request,
"questions/add_done.html",
{'question': content},
)
def add(request):
return render(request, "questions/add.html")

这里render函数加载模板,并且以字典的形式传递参数,返回Response页面。模板文件内容不在这里给出,运行结果截图如下:

添加问题
添加成功
列出问题

如果你读到这里,那么应该会知道Django处理Http Request的过程,并且能动手写一个简单的Django小项目了。不过Django作为一个优秀的Web框架,还提供了诸如后台管理,单元测试等强大的功能,我们会在下一篇文章来共同学习。