一、概要

Django（維基百科） Django是一個(gè)開(kāi)放源代碼的Web應(yīng)用框架，由Python寫(xiě)成。采用了MVC的軟件設(shè)計(jì)模式，即模型M，視圖V和控制器C。它最初是被開(kāi)發(fā)來(lái)用于管理勞倫斯出版集團(tuán)旗下的一些以新聞內(nèi)容為主的網(wǎng)站的。并于2005年7月在BSD許可證下發(fā)布。這套框架是以比利時(shí)的吉普賽爵士吉他手Django Reinhardt來(lái)命名的。

Django的主要目標(biāo)是使得開(kāi)發(fā)復(fù)雜的、數(shù)據(jù)庫(kù)驅(qū)動(dòng)的網(wǎng)站變得簡(jiǎn)單。Django注重組件的重用性和“可插拔性”，敏捷開(kāi)發(fā)和DRY法則（Don't Repeat Yourself）。在Django中Python被普遍使用，甚至包括配置文件和數(shù)據(jù)模型。

Django 于 2008年6月17日正式成立基金會(huì)。

Django吸引人的特點(diǎn)

在Python各種web框架中，Django的文檔最完善、市場(chǎng)占有率最高、招聘職位最多！

二、特點(diǎn)

1. Django是走大而全的方向，它最出名的是其全自動(dòng)化的管理后臺(tái)：只需要使用起ORM，做簡(jiǎn)單的對(duì)象定義，它就能自動(dòng)生成數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)、以及全功能的管理后臺(tái)。
2. Django內(nèi)置的ORM跟框架內(nèi)的其他模塊耦合程度高。應(yīng)用程序必須使用Django內(nèi)置的ORM，否則就不能享受到框架內(nèi)提供的種種基于其ORM的便利；理論上可以切換掉其ORM模塊，但這就相當(dāng)于要把裝修完畢的房子拆除重新裝修，倒不如一開(kāi)始就去毛胚房做全新的裝修。
3. Django的賣(mài)點(diǎn)是超高的開(kāi)發(fā)效率，其性能擴(kuò)展有限；采用Django的項(xiàng)目，在流量達(dá)到一定規(guī)模后，都需要對(duì)其進(jìn)行重構(gòu)，才能滿(mǎn)足性能的要求。
4. Django適用的是中小型的網(wǎng)站，或者是作為大型網(wǎng)站快速實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品雛形的工具。
5. Django模板的設(shè)計(jì)哲學(xué)是徹底的將代碼、樣式分離； Django從根本上杜絕在模板中進(jìn)行編碼、處理數(shù)據(jù)的可能。

三 Django 、Flask、Tornado的對(duì)比

1. Django是大而全的方向,開(kāi)發(fā)效率高。它的MTV框架,自帶的ORM,admin后臺(tái)管理,自帶的sqlite數(shù)據(jù)庫(kù)和開(kāi)發(fā)測(cè)試用的服務(wù)器 給開(kāi)發(fā)者提高了超高的開(kāi)發(fā)效率
2. Flask是輕量級(jí)的框架,自由,靈活,可擴(kuò)展性很強(qiáng),核心基于Werkzeug WSGI工具和jinja2模板引擎
3. Tornado走的是少而精的方向,性能優(yōu)越。它最出名的是異步非阻塞的設(shè)計(jì)方式,Tornado的兩大核心模塊：
   1. iostraem：對(duì)非阻塞式的socket進(jìn)行簡(jiǎn)單的封裝,
   2. ioloop：對(duì)I/O多路復(fù)用的封裝，它實(shí)現(xiàn)了一個(gè)單例

四、Django版本介紹

1、Django對(duì)Python版本的依賴(lài)關(guān)系

2、Django版本支持路線(xiàn)圖

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三、什么是WSGI

1、WSGI

首先我們來(lái)寫(xiě)一段通過(guò)編寫(xiě)標(biāo)準(zhǔn)的WSGI程序

from wsgiref.simple_server import make_server

def wsgi_app(environ, start_response):
     # 調(diào)用服務(wù)器程序提供的 start_response，填入兩個(gè)參數(shù) 狀態(tài)碼 跟返回頭部的信息
    start_response('200 OK', [('Content-Type', 'text/html')])
    db= pymysql.connect(host="localhost",user="root",
  password="root",db="test",port=3306)
  cur = db.cursor() 
  sql = "select name,password from user where id=1"
  result = cur.fetchone()
    # 必須返回可迭代對(duì)象,并指定編碼
    text = r'<h1>' + result[0] + '</h1>'
    return [.encode('utf8')]
  
if __name__ == '__main__':
    # 創(chuàng)建一個(gè)服務(wù)器，IP127.0.0.1，端口是8000，處理函數(shù)是application
    httpd = make_server('127.0.0.1', 8000, wsgi_app)
    # 監(jiān)聽(tīng)HTTP請(qǐng)求:
    httpd.serve_forever()

通過(guò)上面的代碼我們發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)的WSG編程有一下幾個(gè)不足

• 應(yīng)用中有多處需要連接數(shù)據(jù)庫(kù)會(huì)怎樣呢？ 每個(gè)獨(dú)立的WSG腳本，不應(yīng)該重復(fù)寫(xiě)數(shù)據(jù)庫(kù)連接的代碼。 比較實(shí)用的辦法是寫(xiě)一個(gè)共享函數(shù)，可被多個(gè)代碼調(diào)用。

• 一個(gè)開(kāi)發(fā)人員 確實(shí) 需要去關(guān)注如何輸出Content-Type以及完成所有操作后去關(guān)閉數(shù)據(jù)庫(kù)么？ 此類(lèi)問(wèn)題只會(huì)降低開(kāi)發(fā)人員的工作效率，增加犯錯(cuò)誤的幾率。 那些初始化和釋放 相關(guān)的工作應(yīng)該交給一些通用的框架來(lái)完成。

• 如果這樣的代碼被重用到一個(gè)復(fù)合的環(huán)境中會(huì)發(fā)生什么？ 每個(gè)頁(yè)面都分別對(duì)應(yīng)獨(dú)立的數(shù)據(jù)庫(kù)和密碼嗎？

• 如果一個(gè)Web設(shè)計(jì)師，完全沒(méi)有Python開(kāi)發(fā)經(jīng)驗(yàn)，但是又需要重新設(shè)計(jì)頁(yè)面的話(huà)，又將發(fā)生什么呢？ 一個(gè)字符寫(xiě)錯(cuò)了，可能導(dǎo)致整個(gè)應(yīng)用崩潰。 理想的情況是，頁(yè)面顯示的邏輯與從數(shù)據(jù)庫(kù)中讀取記錄分隔開(kāi)，這樣 Web設(shè)計(jì)師的重新設(shè)計(jì)不會(huì)影響到之前的業(yè)務(wù)邏輯(可跳過(guò)直接看四MVC設(shè)計(jì)模式)

2、WSGI介紹

1. 概要
   WSGI (Python Web Server Gateway Interface, Python Web服務(wù)器網(wǎng)關(guān)接口)是一個(gè)Web服務(wù)器和Web應(yīng)用程序之間的標(biāo)準(zhǔn)化接口，用于增進(jìn)應(yīng)用程序在不同的Web服務(wù)器和框架之間的可移植性。關(guān)于該標(biāo)準(zhǔn)的官方說(shuō)明可以參考PEP333。
2. WSGI規(guī)范如下：
   服務(wù)器的請(qǐng)求處理程序中要調(diào)用符合WSGI規(guī)范的網(wǎng)關(guān)接口；
   網(wǎng)關(guān)接口調(diào)用應(yīng)用程序，并且要定義start_response(status, headers)函數(shù)，用于返回響應(yīng)；
   應(yīng)用程序中實(shí)現(xiàn)一個(gè)函數(shù)或者一個(gè)可調(diào)用對(duì)象webapp(environ, start_response)。其中environ是環(huán)境設(shè)置的字典，由服務(wù)器和WSGI網(wǎng)關(guān)接口設(shè)置，start_response是由網(wǎng)關(guān)接口定義的函數(shù)。

3、uwsgi

1. 說(shuō)明
   與WSGI一樣是一種通信協(xié)議，是uWSGI服務(wù)器的獨(dú)占協(xié)議，用于定義傳輸信息的類(lèi)型(type of information)，每一個(gè)uwsgi packet前4byte為傳輸信息類(lèi)型的描述，與WSGI協(xié)議是兩種東西，據(jù)說(shuō)該協(xié)議是fcgi協(xié)議的10倍快。

4、uWSGI

1. 說(shuō)明
   是一個(gè)web服務(wù)器，實(shí)現(xiàn)了WSGI協(xié)議、uwsgi協(xié)議、http協(xié)議等

5、Django框架分析WSGI

1、WSGI

1. django WSGI application

   class WSGIHandler(base.BaseHandler): 
      initLock = Lock() 
      request_class = WSGIRequest 
      def __call__(self, environ, start_response): 
      # 1.加載中間件 
       if self._request_middleware is None: 
      ...  
        # 2. 處理請(qǐng)求
        request = self.request_class(environ)  
       # 3. 處理響應(yīng)
        response = self.get_response(request) 
        # 設(shè)置響應(yīng)頭部
        response_headers = [(str(k), str(v)) for k, v in response.items()] for c in response.cookies.values(): 
        response_headers.append((str('Set-Cookie'), str(c.output(header='')))) 
        # 4. server提供的回調(diào)方法，將響應(yīng)的header和status返回給server     
        start_response(force_str(status), response_headers) 
        if getattr(response, 'file_to_stream', None) is not None and environ.get('wsgi.file_wrapper'): 
             response = environ['wsgi.file_wrapper'](response.file_to_stream) 
        return response
   

2. 說(shuō)明
   • 加載所有中間件，以及執(zhí)行框架相關(guān)的操作，設(shè)置當(dāng)前線(xiàn)程腳本前綴，發(fā)送請(qǐng)求開(kāi)始信號(hào)；
   • 處理請(qǐng)求，調(diào)用get_response()方法處理當(dāng)前請(qǐng)求，該方法的的主要邏輯是通過(guò)urlconf找到對(duì)應(yīng)的view和callback，按順序執(zhí)行各種middleware和callback。
   • 調(diào)用由server傳入的start_response()方法將響應(yīng)header與status返回給server。返回響應(yīng)正文

2、WSGI Server

1. 作用
   負(fù)責(zé)獲取http請(qǐng)求，將請(qǐng)求傳遞給WSGI application，由application處理請(qǐng)求后返回response。以Django內(nèi)建server為例看一下具體實(shí)現(xiàn)。通過(guò)runserver運(yùn)行django 項(xiàng)目，在啟動(dòng)時(shí)都會(huì)調(diào)用下面的run方法，創(chuàng)建一個(gè)WSGIServer的實(shí)例，之后再調(diào)用其serve_forever()方法啟動(dòng)服務(wù)
2. 源碼

   def run(addr, port, wsgi_handler, ipv6=False, threading=False): 
      server_address = (addr, port) 
      if threading: 
           httpd_cls = type(str('WSGIServer'), (socketserver.ThreadingMixIn, WSGIServer), {}) 
      else: 
           httpd_cls = WSGIServer # 這里的wsgi_handler就是WSGIApplication 
      httpd = httpd_cls(server_address, WSGIRequestHandler, ipv6=ipv6) 
       if threading: 
           httpd.daemon_threads = True httpd.set_app(wsgi_handler)    
        httpd.serve_forever()
   

四、MVC設(shè)計(jì)模式

1、說(shuō)明

MVC 是一種使用 MVC（Model View Controller 模型-視圖-控制器）Web 應(yīng)用程序的軟件設(shè)計(jì)模式

框架模式是指針對(duì)于某一特定領(lǐng)域，可以適用于各種應(yīng)用的模式，即為專(zhuān)用領(lǐng)域提供通用的或現(xiàn)成的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，以獲得最高級(jí)別的重用性

最高級(jí)別，那么比它更低級(jí)別的還有什么？

軟件生產(chǎn)中有三種級(jí)別的重用：

內(nèi)部重用，即在同一應(yīng)用中能公共使用的抽象塊；

代碼重用，即將通用模塊組合成庫(kù)或工具集，以便在多個(gè)應(yīng)用和領(lǐng)域都能使用；

應(yīng)用框架的重用，即為專(zhuān)用領(lǐng)域提供通用的或現(xiàn)成的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，以獲得最高級(jí)別的重用性。

2、模型（Model）

1. 說(shuō)明
   管理應(yīng)用程序的狀態(tài)（通常是數(shù)據(jù)庫(kù)操作），并約束改變狀態(tài)的行為（或者叫做“業(yè)務(wù)規(guī)則”）。
2. 作用
   是應(yīng)用程序中用于處理應(yīng)用程序數(shù)據(jù)邏輯的部分。通常模型對(duì)象主要封裝對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)層的訪問(wèn)，對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行增、刪、改、查操作，

3、視圖（View）

1. 說(shuō)明
   顯示數(shù)據(jù)（數(shù)據(jù)庫(kù)記錄）
2. 作用
   是應(yīng)用程序中處理數(shù)據(jù)顯示的部分。通常視圖是依據(jù)模型數(shù)據(jù)創(chuàng)建的前端網(wǎng)頁(yè)。生成頁(yè)面展示的html內(nèi)容。

4、控制器（Controller）

1. 說(shuō)明
   處理輸入輸出
2. 作用
   是應(yīng)用程序中處理用戶(hù)交互的部分。接受外部用戶(hù)的操作，根據(jù)操作訪問(wèn)模型獲取數(shù)據(jù)，并調(diào)用“視圖”顯示這些數(shù)據(jù)?？刂破魇菍ⅰ澳Ｐ汀焙汀耙晥D”隔離，并成為二者之間的聯(lián)系紐帶

5、交互示例圖

1. 示例圖

   
   
   image
2. 說(shuō)明
   1. 用戶(hù)首先在界面中進(jìn)行人機(jī)交互，例如在瀏覽器地址欄輸入地址
   2. 然后請(qǐng)求發(fā)送到控制器，控制器根據(jù)請(qǐng)求類(lèi)型和請(qǐng)求的指令發(fā)送到相應(yīng)的模型，
   3. 模型可以與數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行交互，進(jìn)行增刪改查操作
   4. 完成之后，根據(jù)業(yè)務(wù)的邏輯選擇相應(yīng)的視圖進(jìn)行顯示，
   5. 此時(shí)用戶(hù)獲得此次交互的反饋信息，用戶(hù)可以進(jìn)行下一步交互，如此循環(huán)

6、MVC的特性

1. 耦合性低：
   利用MVC可以實(shí)現(xiàn)視圖層和控制層分離，允許視圖層與控制層的分離開(kāi)發(fā)，允許更改視圖層代碼而不用重新編譯模型和控制器代碼；模型是自包含的，并且與控制器和視圖相分離，所以很容易進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)的遷移
2. 重用性高：
   對(duì)于不同網(wǎng)站和應(yīng)用，由于視圖層、控制層和模型層的低耦合性，同一模塊代碼往往可以重復(fù)使用
   決定了MVC在大型網(wǎng)站開(kāi)發(fā)和多人協(xié)作時(shí)的代碼的易集成和可維護(hù)，這也是當(dāng)今MVC較為流行的原因。
3. 能使網(wǎng)站程序結(jié)構(gòu)更合理
   當(dāng)我們?nèi)ラ_(kāi)發(fā)網(wǎng)站的時(shí)候，最笨的方法，你可能把每個(gè)頁(yè)面建成一個(gè)python文件。如果你的網(wǎng)站只有兩三個(gè)頁(yè)面，那你可以不用MVC，但我們做一般的網(wǎng)站的時(shí)候，動(dòng)輒幾十個(gè)頁(yè)面，把所有頁(yè)面放在一個(gè)文件中顯然不是我們所能接受的，于是你需要一個(gè)合理的思想去將你的代碼分類(lèi)，按功能把他們分成不同的目錄，且由程序智能的載入調(diào)用，這就是MVC要幫助你做的
4. 有利于團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)
   在開(kāi)發(fā)過(guò)程中，可以更好的分工，更好的協(xié)作。有利于開(kāi)發(fā)出高質(zhì)量的軟件。良好的項(xiàng) 目架構(gòu)設(shè)計(jì)，將減少編碼工作量

五、Django框架MTV

1、說(shuō)明

Django的MTV模式本質(zhì)上和MVC是一樣的，也是為了各組件間保持松耦合關(guān)系，只是定義上有些許不同，

Django 里更關(guān)注的是模型（Model）、模板(Template)和視圖（Views）， Django 也被稱(chēng)為 MTV 框架 。

2、模型（Model）

1. 說(shuō)明
   即模型層，即數(shù)據(jù)存取層。 該層處理與數(shù)據(jù)相關(guān)的所有事務(wù)： 如存取、如何驗(yàn)證有效

3、模板(Template)

1. 說(shuō)明
   即表現(xiàn)層。 該層處理與表現(xiàn)相關(guān)的決定： 如何在頁(yè)面或其他類(lèi)型文檔中進(jìn)行顯示。

4、視圖（View）

1. 說(shuō)明
   即控制層(業(yè)務(wù)邏輯層)。 該層包含存取模型及調(diào)取恰當(dāng)模板的相關(guān)邏輯。 你可以把它看作模型與模板之間的橋梁。

5、交互示意圖

1. 示例圖

   
   
   image
2. 說(shuō)明
   1. 瀏覽器發(fā)送請(qǐng)求（基本上是字節(jié)類(lèi)型的字符串）到web服務(wù)器。
   2. web服務(wù)器（比如，Nginx）把這個(gè)請(qǐng)求轉(zhuǎn)交到一個(gè)WSGI（比如，uWSGI），或者直接地文件系統(tǒng)能夠取出一個(gè)文件（比如，一個(gè)CSS文件）。
   3. 不像web服務(wù)器那樣，WSGI服務(wù)器可以直接運(yùn)行Python應(yīng)用。請(qǐng)求生成一個(gè)被稱(chēng)為environ的Ptyhon字典，而且，可以選擇傳遞過(guò)去幾個(gè)中間件的層，最終，達(dá)到Django應(yīng)用。
   4. URLconf中含有屬于應(yīng)用的urls.py選擇一個(gè)視圖處理基于請(qǐng)求的URL的那個(gè)請(qǐng)求，這個(gè)請(qǐng)求就已經(jīng)變成了HttpRequest——一個(gè)Python字典對(duì)象。
   5. 被選擇的那個(gè)視圖通常要做下面所列出的一件或者更多件事情
      • 通過(guò)模型與數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)話(huà)。
      • 使用模板渲染HTML或者任何格式化過(guò)的響應(yīng)。
      • 返回一個(gè)純文本響應(yīng)（不被顯示的）。
      • 拋出一個(gè)異常。
   6. HttpResponse對(duì)象離開(kāi)Django后，被渲染為一個(gè)字符串。
   7. 在瀏覽器見(jiàn)到一個(gè)美化的，渲染后的web頁(yè)面

六、Django整體結(jié)構(gòu)圖

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