Django框架之python后端框架介绍

server/2024/9/19 14:01:25/ 标签: python, django, 后端

一、网络框架及MVC、MTV模型

1、网络框架

网络框架(Web framework)是一种软件框架,用于帮助开发人员构建Web应用程序和Web服务。它提供了一系列预先编写好的代码和工具,以简化开发过程并提高开发效率。网络框架通常包括以下功能和特点:

  1. 路由处理(Routing): 网络框架定义了URL与处理程序之间的映射关系,即路由,以确定请求应该由哪个处理程序处理。

  2. 模板引擎(Template Engine): 提供了模板系统,用于动态生成HTML、XML或其他文档。开发人员可以在模板中插入变量、逻辑和数据,以生成最终的页面内容。

  3. 数据访问和ORM(Object-Relational Mapping): 网络框架通常提供简化数据库访问的工具,包括ORM库,使开发人员能够使用面向对象的方式操作数据库。

  4. 安全性功能: 提供了一些安全功能,如用户认证、授权、CSRF(Cross-Site Request Forgery)保护等,以帮助开发人员构建安全的Web应用程序。

  5. 会话管理(Session Management): 提供了会话管理功能,用于跟踪用户的状态和数据,以便在请求之间保持用户的身份和状态信息。

  6. 错误处理: 网络框架通常提供了统一的错误处理机制,以便开发人员能够捕获和处理应用程序中的错误。

  7. 中间件支持: 允许开发人员通过中间件来扩展框架的功能,例如添加日志记录、缓存、性能监控等功能。

  8. RESTful支持: 一些网络框架提供了对RESTful架构风格的支持,使开发人员能够更轻松地构建RESTful API。

常见的网络框架包括Django(Python)、Flask(Python)、Ruby on Rails(Ruby)、Express.js(Node.js)、Spring MVC(Java)等。这些框架使开发人员能够专注于业务逻辑的实现,而无需从头开始构建Web应用程序的基本功能。

2、MTV与MVC模型

MTV(Model-Template-View)和MVC(Model-View-Controller)是两种常见的软件架构模式,通常用于组织和管理Web应用程序中的代码和逻辑。下面是它们的简要介绍:

(1)MVC(Model-View-Controller)模式:

  1. Model(模型):
    • 模型表示应用程序的数据结构和业务逻辑。
    • 它负责处理数据的存储、检索、更新和删除等操作。
  2. View(视图):
    • 视图是用户界面的表示,负责将数据呈现给用户。
    • 视图通常从模型中获取数据,并将其展示给用户。
  3. Controller(控制器):
    • 控制器充当模型和视图之间的中介,处理用户输入和应用程序逻辑。
    • 控制器接收用户的请求,更新模型的状态,并选择合适的视图来展示给用户。
  4. 简易图

在这里插入图片描述

  1. 用户操作流程图

在这里插入图片描述

在MVC模式中,模型、视图和控制器之间有明确的分离,每个部分都有其特定的责任,这样有助于代码的组织、维护和扩展。

(2)MTV(Model-Template-View)模式:

  1. Model(模型):

    • MTV模式中的模型与MVC中的模型类似,负责处理应用程序的数据逻辑。
  2. Template(模板):

    • 模板类似于MVC中的视图,负责定义应用程序的用户界面。
    • 模板通常包含静态内容和动态数据的插值。
  3. View(视图):

    • 视图在MTV中扮演控制器的角色,负责处理用户请求和业务逻辑。
    • 视图接收用户的输入,从模型中检索数据,并将数据传递给模板进行呈现。
  4. 简易图

在这里插入图片描述

  1. 用户操作流程图

在这里插入图片描述

(3)区别与联系:

  • 联系: MTV模式是Django Web框架中采用的架构模式,与传统的MVC模式有一些区别,但基本概念相似,都旨在实现代码的分离和组织。

  • 区别: 主要区别在于模板(Template)的引入,MTV将视图(View)和模板(Template)分开,使得视图负责处理业务逻辑,而模板专注于呈现数据。

无论选择MVC还是MTV,都旨在帮助开发者更好地组织和管理其代码,提高代码的可维护性和可扩展性。

pythonweb_85">二、python主流的web框架

1、Django框架

Django是一个流行的Python网络框架,具有以下特点和组成结构:

(1)特点:

  1. 全功能性: Django是一个全功能的网络框架,提供了许多内置功能,如认证系统、管理界面、表单处理、会话管理等,使开发人员能够快速构建复杂的Web应用程序。

  2. MVC架构: Django遵循MVC(Model-View-Controller)架构模式,但稍有不同,它使用MTV(Model-Template-View)模式。这种模式将应用程序的逻辑分为模型(Model)、模板(Template)和视图(View),使代码更易于组织和维护。

  3. ORM支持: Django提供了强大的ORM(Object-Relational Mapping)系统,使开发人员能够使用Python代码而不是SQL语句来操作数据库,从而简化了数据访问层的开发。

  4. 自动化管理界面: Django自带一个自动生成的管理界面,开发人员无需编写额外的代码即可管理应用程序的数据模型,包括添加、编辑和删除数据。

  5. 安全性: Django具有内置的安全功能,如跨站点请求伪造(CSRF)保护、XSS(跨站脚本攻击)保护、点击劫持保护等,帮助开发人员构建安全的Web应用程序。

  6. 灵活性和可扩展性: Django提供了许多可插拔的应用程序,使开发人员能够根据需求选择性地扩展框架的功能,同时保持灵活性。

(2)组成结构:

  1. 模型(Model): 模型定义了应用程序的数据结构,以及与数据库的交互方式。开发人员使用Django的ORM系统定义模型,无需直接编写SQL语句。

  2. 模板(Template): 模板负责生成最终的用户界面,通常包含HTML和模板语言(如Django模板语言)的混合。开发人员可以在模板中插入动态数据,以呈现最终的页面。

  3. 视图(View): 视图处理用户请求并返回响应,通常包括业务逻辑和数据处理。视图从模型中检索数据,将其传递给模板进行渲染,并返回最终的响应。

  4. 路由(URLconf): 路由将URL映射到相应的视图函数,以确定哪个视图应该处理特定的请求。开发人员在URLconf中定义URL模式和相应的处理视图。

  5. 管理界面: Django自动生成的管理界面允许开发人员轻松管理应用程序的数据模型,包括添加、编辑和删除数据,而无需编写额外的代码。

总的来说,Django是一个功能强大且易于使用的网络框架,适用于构建各种规模的Web应用程序。

2、flask框架

Flask是另一个流行的Python网络框架,具有以下特点和组成结构:

(1)特点:

  1. 轻量级: Flask是一个轻量级的网络框架,具有简单的核心,但可以通过扩展来添加所需的功能,使其适用于小型到中型的Web应用程序。

  2. 灵活性: Flask提供了灵活的核心,允许开发人员根据需要选择适合其项目的扩展,从而定制框架以满足特定需求。

  3. 简单易用: Flask的API设计简单易懂,使得快速上手和快速开发成为可能,适合初学者和有经验的开发人员。

  4. WSGI兼容: Flask完全兼容WSGI(Web Server Gateway Interface),可以与各种WSGI兼容的Web服务器(如Gunicorn、uWSGI等)配合使用。

  5. 扩展性: Flask提供了大量的扩展,涵盖了各种功能,如表单验证、ORM、认证等,开发人员可以根据需要选择并集成这些扩展。

  6. Jinja2模板引擎: Flask使用Jinja2作为默认的模板引擎,使开发人员能够轻松地在应用程序中编写动态内容。

(2)组成结构:

  1. 应用对象: Flask应用程序的核心是Flask类的实例,它充当应用程序的中心控制器。开发人员通过创建Flask应用对象来构建Web应用程序。

  2. 路由: 路由是URL与视图函数之间的映射关系,定义了不同URL请求应该由哪个视图函数处理。在Flask中,使用装饰器来定义路由。

  3. 视图函数: 视图函数是处理Web请求的Python函数,接收请求并返回响应。在Flask中,每个视图函数都与一个特定的URL路由关联。

  4. 模板: Flask使用Jinja2模板引擎来生成动态内容,开发人员可以创建包含动态数据和逻辑的模板文件,然后在视图函数中渲染这些模板。

  5. 扩展: Flask提供了许多扩展,如Flask-SQLAlchemy(ORM库)、Flask-WTF(表单验证)、Flask-Login(用户认证)等,开发人员可以根据需要选择并集成这些扩展。

  6. 上下文: Flask使用上下文来在请求处理过程中共享数据,包括应用上下文和请求上下文,使开发人员能够方便地访问请求相关的信息。

总的来说,Flask是一个灵活、轻量级且易于使用的网络框架,适用于快速开发小型到中型的Web应用程序。通过选择合适的扩展和组件,开发人员可以定制和扩展Flask以满足其特定需求。

3、tornado框架

Tornado是另一个流行的Python网络框架,主要用于构建高性能的异步Web应用程序。以下是Tornado框架的特点和组成结构:

(1)特点:

  1. 异步IO: Tornado是基于异步IO的网络框架,采用非阻塞IO模型,能够处理大量并发连接而不会阻塞整个应用程序。

  2. 高性能: 由于其异步IO模型和事件驱动的设计,Tornado在处理大量并发连接时表现出色,适用于需要高性能的Web应用程序。

  3. 长连接支持: Tornado对长轮询、WebSockets等长连接协议提供了良好的支持,适用于实时通讯和推送类应用。

  4. 轻量级: Tornado的设计简单而轻量,专注于网络应用程序的开发,使其易于学习和使用。

  5. 内置协程支持: Tornado内置了协程库,使开发人员能够编写使用协程的异步代码,简化了异步编程的复杂性。

  6. 安全性: Tornado具有一些内置的安全功能,如防止跨站点请求伪造(CSRF)攻击等,有助于保护Web应用程序的安全性。

(2)组成结构:

  1. 应用对象: Tornado应用程序的核心是Application类的实例,它充当应用程序的中心控制器,负责处理HTTP请求和调度处理程序。

  2. 路由: 路由是URL与处理程序之间的映射关系,定义了不同URL请求应该由哪个处理程序处理。在Tornado中,使用路由表来配置URL路由。

  3. 处理程序: 处理程序是用于处理HTTP请求的Python类或函数,开发人员可以编写处理程序来处理不同类型的请求,如GET、POST等。

  4. 模板: Tornado提供了模板系统,允许开发人员创建包含动态内容的HTML模板,然后在处理程序中渲染这些模板以生成最终的响应。

  5. 异步IO循环: Tornado框架通过事件循环来管理异步IO操作,确保在处理大量并发连接时能够高效地执行异步操作。

  6. WebSocket支持: Tornado提供了对WebSocket协议的原生支持,使开发人员能够轻松地构建实时通讯和推送类应用。

  7. 安全性机制: Tornado提供了一些内置的安全性机制,如XSRF防护、安全Cookie等,有助于保护Web应用程序免受常见的Web安全威胁。

总的来说,Tornado是一个高性能的异步网络框架,适用于需要处理大量并发连接和实时通讯的Web应用程序。其简单的设计和强大的异步IO支持使其成为构建高性能网络应用程序的理想选择。

4、fastapi框架

FastAPI是一个现代的Python Web框架,它结合了快速(Fast)和API构建(API)的特点。以下是FastAPI框架的特点和组成结构:

(1)特点:

  1. 快速: FastAPI被设计为一个高性能的框架,利用Python类型提示(Type Hints)和Pydantic库的数据验证功能,实现了快速的请求处理和响应生成。

  2. 易用性: FastAPI提供了简洁的API设计方式,开发人员可以使用Python类型提示来定义API的输入和输出,从而提高了代码的可读性和可维护性。

  3. 自动文档生成: FastAPI可以自动生成交互式API文档(Swagger UI和Redoc),开发人员可以通过浏览器直观地查看API的各种端点、参数和响应。

  4. 数据验证: 基于Pydantic库,FastAPI可以自动验证请求数据的结构和类型,并在必要时进行数据转换,从而减少了开发人员处理数据验证的工作量。

  5. 异步支持: FastAPI原生支持异步编程,可以利用Python的async/await语法来处理异步请求,提高了处理并发请求的效率。

  6. 依赖注入: FastAPI内置了依赖注入系统,可以方便地管理应用程序的依赖关系,使代码更加模块化和可测试。

  7. 安全性: FastAPI提供了一些内置的安全功能,如API密钥认证、OAuth2认证等,有助于保护API免受恶意访问。

(2)组成结构:

  1. 应用对象: FastAPI应用程序的核心是一个FastAPI实例,它包含了所有的路由和处理程序,负责处理HTTP请求并生成响应。

  2. 路由: 路由定义了URL路径与处理程序之间的映射关系,开发人员可以使用装饰器来定义不同URL路径的处理程序。

  3. 请求处理程序: 请求处理程序是用于处理HTTP请求的Python函数,可以使用async/await语法来处理异步请求,从而提高性能。

  4. 响应模型: FastAPI通过Pydantic模型来定义API的请求和响应数据结构,确保数据的类型和结构符合预期。

  5. 依赖注入: FastAPI使用依赖注入系统来管理应用程序的依赖关系,可以将依赖项注入到处理程序中,使代码更加模块化和可测试。

  6. 自动文档生成: FastAPI可以自动生成交互式API文档,展示API的端点、参数、请求和响应数据结构,帮助开发人员快速了解和测试API。

  7. 安全性功能: FastAPI提供了一些内置的安全功能,如API密钥认证、OAuth2认证等,帮助开发人员保护API免受恶意访问。

总的来说,FastAPI是一个现代化、高性能的Python Web框架,具有简洁的API设计、自动生成文档和数据验证等特点,适用于构建快速、安全且易维护的API应用程序。

三、总结

python_237">1、python四大主流框架小结

(1)Django

  • 特点: 大而全,自带的功能特别特别特别的多,类似于百科全书
  • 不足之处:
    • 有时候过于笨重

(2)flask

  • 特点: 小而精,自带的功能特别特别特别的少,类似于游骑兵,单兵作战
    • 但是第三方的模块特别特别的多,如果将flask第三方的模块加起来完全可以盖过Django并且也越来越像Django
  • 不足之处:
    • 比较依赖于第三方的开发者

(3)tornado

  • 特点: 异步非阻塞,支持高并发。可以开发游戏服务器

(4)fastapi

  • 特点: 支持异步,比较快。内置了很多高级的功能

2、web框架三部分

  • A:socket部分
  • B:路由与视图函数对应关系(路由匹配)
  • C:模版语法

3、三种主流框架三部分的使用情况

(1)Django

  • A用的是别人的 wsgiref模块
  • B用的是自己的
  • C用的是自己的(没有jinja2好用,但是也很方便)

(2)flask

  • A用的是别人的 werkzeug(内部还是wsgiref模块)
  • B自己写的
  • C用的是别人的(jinja2)

(3)tornado

  • A、B、C都是自己写的

四、Python框架官网(部分)

框架的核心逻辑几乎是一致的 我们在学习的时候只需要先学会一种之后就可以触类旁通

  • Django框架官网:https://www.djangoproject.com/
  • Flask框架官网:https://flask.palletsprojects.com/en/3.0.x/
  • Fastapi框架官网:https://fastapi.tiangolo.com/
  • Pyramind框架官网:https://trypyramid.com/
  • Tornado框架官网:https://www.tornadoweb.org/en/stable/
  • Sanic框架官网:https://github.com/sanic-org/sanic
  • Fastapi框架官网:https://fastapi.tiangolo.com/
  • Aiohttp框架官网:https://docs.aiohttp.org/en/stable/
    .com/en/3.0.x/
  • Fastapi框架官网:https://fastapi.tiangolo.com/
  • Pyramind框架官网:https://trypyramid.com/
  • Tornado框架官网:https://www.tornadoweb.org/en/stable/
  • Sanic框架官网:https://github.com/sanic-org/sanic
  • Fastapi框架官网:https://fastapi.tiangolo.com/
  • Aiohttp框架官网:https://docs.aiohttp.org/en/stable/

http://www.ppmy.cn/server/18021.html

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