flask中的werkzeug介绍

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flask中的werkzeug

Werkzeug是一个Python库，用于开发Web应用程序。它是一个WSGI（Web Server Gateway Interface）工具包，提供了一系列实用功能来帮助开发者处理HTTP请求、响应、URLs等等。Werkzeug的设计非常灵活，可以用作构建各种Web框架的基础。

Werkzeug的特性包括：

  • 请求和响应对象：Werkzeug为HTTP请求和响应提供了易于使用的包装器，使得开发者可以更方便地处理这些请求和响应。
  • URL路由：Werkzeug提供了强大的URL路由功能，能够帮助开发者将URL映射到相应的处理函数。(文末进行举例说明)
  • 错误处理：Werkzeug提供了异常处理机制，可以方便地处理HTTP错误，并且提供了一个交互式的调试器，使得在开发过程中调试错误更加方便。
  • HTTP工具：Werkzeug还提供了一些其他的HTTP相关的工具，比如处理cookies、文件上传等。

例子

from werkzeug.wrappers import Request, Response

def application(environ, start_response):
    request = Request(environ)
    text = 'Hello, %s!' % request.args.get('name', 'World')
    response = Response(text, mimetype='text/plain')
    return response(environ, start_response)

if __name__ == '__main__':
    from werkzeug.serving import run_simple
    run_simple('localhost', 4000, application)


def application(environ, start_response):

这定义了一个函数，名为application。这个函数符合WSGI的规范，是一个典型的WSGI应用。它接受两个参数，environ是一个包含所有HTTP请求信息的字典，start_response是一个发送HTTP响应的回调函数。

  request = Request(environ)

这行代码用Werkzeug的Request类将environ字典包装为一个Request对象，这样我们就可以方便地通过面向对象的方式访问HTTP请求的信息。

 text = 'Hello, %s!' % request.args.get('name', 'World')

这行代码从request.args（一个MultiDict，包含所有的查询参数）中获取’name’参数的值，如果没有找到’name’参数，那么就默认为’World’。然后使用这个值生成一段问候语。

 response = Response(text, mimetype='text/plain')

这行代码创建一个Response对象，它接受两个参数，第一个参数是HTTP响应的主体（在这个例子中是一段问候语），第二个参数是响应的MIME类型，这里设置为’text/plain’，表示响应的内容是纯文本。

return response(environ, start_response)

最后，这行代码调用response对象的__call__方法，传入environ和start_response。这样Response对象就会按照WSGI的规范，调用start_response发送HTTP响应。因为Response类是可调用的，所以我们可以将其作为WSGI应用返回。

要发送带有 ‘name’ 参数的请求，你只需要在URL中添加一个查询参数即可。例如，如果你的服务器运行在localhost的4000端口上，你可以通过以下URL发送请求：

http://localhost:4000/?name=YourName

在这个URL中，‘?’ 后面的部分是查询参数。你可以通过更改 ‘YourName’ 来改变 ‘name’ 参数的值。例如，如果你将 ‘YourName’ 改为 ‘Alice’，那么服务器将会响应 ‘Hello, Alice!’。

werkzeug的路由系统

在 Werkzeug 中，路由的处理主要通过 werkzeug.routing 模块中的 Map 和 Rule 类来实现。下面是一个简单的示例：

from werkzeug.routing import Map, Rule
from werkzeug.wrappers import Request, Response

# 创建一个 URL 映射
url_map = Map([
    Rule('/', endpoint='hello'),  # 将根路径 / 映射到 'hello' 端点
    Rule('/bye', endpoint='bye')  # 将 /bye 路径映射到 'bye' 端点
])

# 创建处理函数字典
view_functions = {
    'hello': lambda: Response('Hello, World!'),
    'bye': lambda: Response('Goodbye, World!')
}

# 创建 WSGI 应用
def application(environ, start_response):
    request = Request(environ)
    urls = url_map.bind_to_environ(request.environ)  # 将环境绑定到 URL 映射
    endpoint, args = urls.match()  # 从 URL 映射中匹配请求路径
    response = view_functions[endpoint]()  # 使用相应的处理函数处理请求
    return response(environ, start_response)

# 在主程序中运行 WSGI 服务器
if __name__ == '__main__':
    from werkzeug.serving import run_simple
    run_simple('localhost', 4000, application)

在这个例子中，我们首先创建了一个 Map 对象，它包含了两个 Rule。每个 Rule 都定义了一个 URL 模式和一个对应的端点。然后，我们创建了一个字典 view_functions，它将每个端点映射到一个处理函数。

然后，我们创建了一个 WSGI 应用 application。这个应用首先使用 Map.bind_to_environ 方法将请求环境绑定到 URL 映射，然后使用 MapAdapter.match 方法从 URL 映射中匹配请求路径，最后使用相应的处理函数处理请求。

最后，我们在主程序中使用 run_simple 函数运行一个 WSGI 服务器，将 application 作为处理函数。这样，当你访问 http://localhost:4000/ 时，你将看到 ‘Hello, World!’，当你访问 http://localhost:4000/bye 时，你将看到 ‘Goodbye, World!’。

重点

urls = url_map.bind_to_environ(request.environ)

这行代码的作用是创建一个 MapAdapter 对象。 MapAdapter 对象是 Werkzeug 路由系统的关键组成部分，它的主要任务是根据当前的请求环境，匹配最合适的 URL 规则。

这里的 request.environ 是一个字典，包含了所有的 WSGI 环境变量，例如 HTTP 方法、路径、查询参数等。当我们调用 url_map.bind_to_environ(request.environ) 时，Werkzeug 实际上是在创建一个能够理解当前请求环境的 MapAdapter 对象。

然后，你就可以在这个 MapAdapter 对象上调用 match() 方法，来匹配当前请求的 URL。如果找到了匹配的规则，match() 方法会返回一个包含端点名称和路径参数的元组。

假设我们访问 “http://localhost:4000/bye” 这个 URL，那么在 application 函数中：

  1. request = Request(environ)：这行代码将请求环境包装成一个 Request 对象，方便我们访问请求相关的信息。
  2. urls = url_map.bind_to_environ(request.environ)：这行代码将当前的请求环境（包括 HTTP 方法、路径 ‘/bye’ 等）绑定到 url_map 上，并返回一个 MapAdapter 对象 urls。urls 了解如何将请求环境与 url_map 中定义的 URL 规则进行匹配。
  3. endpoint, args = urls.match()：这行代码在 urls 中查找匹配当前请求环境的 URL 规则。在这个例子中，它找到了规则 Rule('/bye', endpoint='bye')，并返回其对应的端点 'bye'。
  4. response = view_functions[endpoint]()：这行代码查找与端点 'bye' 对应的处理函数（即 view_functions['bye']），并调用这个函数处理请求。在这个例子中，处理函数返回了一个 Response 对象，其内容为 'Goodbye, World!'。
  5. return response(environ, start_response)：这行代码将响应返回给客户端。

所以，url_map.bind_to_environ(request.environ) 的作用就是创建一个 MapAdapter 对象，这个对象能够根据当前的请求环境，在 url_map 中找到匹配的 URL 规则。

MapAdapter类介绍

MapAdapter是Werkzeug路由系统中的一个重要类，用于处理URL规则与具体请求之间的匹配与生成URL。以下是MapAdapter中的一些重要的方法和属性：

  • match(path_info=None, method=None): 尝试匹配给定的路径和方法（如果提供）与 Map 中的 Rule 规则。如果找到匹配的规则，这个方法会返回一个元组，包含端点名称和路径参数。如果没有找到匹配的规则，这个方法会抛出 NotFound 异常。如果找到了多个匹配的规则，这个方法会抛出 MethodNotAllowed 异常。
  • build(endpoint, values=None, method=None, force_external=False, append_unknown=True): 生成一个URL，该URL与指定的端点和值匹配。这个方法在你需要生成应用内的URL时非常有用，例如在重定向或链接生成时。
  • bind_to_environ(environ, server_name=None): 生成一个新的 MapAdapter，该 MapAdapter 是当前 MapAdapter 的副本，但绑定到给定的WSGI环境。这在处理请求时非常有用，因为它可以创建一个理解当前请求的 MapAdapter。
  • bind(server_name, script_name=None, subdomain=None, url_scheme='http', default_method='GET'): 生成一个新的 MapAdapter，该 MapAdapter 是当前 MapAdapter 的副本，但绑定到指定的服务器名称、脚本名称、子域名和URL方案。这在你需要在不同环境中测试路由系统时非常有用。

此外，MapAdapter还包含一些用于配置路由系统的属性，例如 map（与 MapAdapter 关联的 Map 对象）、server_name（服务器的名称）和 url_scheme（URL的方案，通常是 ‘http’ 或 ‘https’）。

MapAdapter 本身并不存储任何请求或响应信息。它的主要任务是理解如何将请求匹配到 Map 中的 Rule 规则，并根据这些规则生成URL。

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