一、Flask 基础核心
1. 核心概念与启动流程
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WSGI 与 Werkzeug
- Flask 基于 Werkzeug 实现 WSGI 协议，处理 HTTP 请求到响应的全流程。
- 手动实现 WSGI 应用示例：
def simple_app(environ, start_response):status = '200 OK'headers = [('Content-type', 'text/plain')]start_response(status, headers)return [b'Hello, WSGI World!']
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最小化 Flask 应用
from flask import Flask app = Flask(__name__)@app.route('/') def home():return 'Hello, Flask!'if __name__ == '__main__':app.run(debug=True) # 开发模式启动
二、路由系统详解
1. 路由规则与动态参数
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参数类型限定
@app.route('/user/<int:user_id>') # 只匹配整数 @app.route('/path/<path:subpath>') # 匹配含斜杠的子路径 @app.route('/uuid/<uuid:uuid_val>') # 必须符合 UUID 格式 -
HTTP 方法控制
@app.route('/api', methods=['GET', 'POST']) def handle_api():if request.method == 'POST':return 'Received data'return 'Send data here'
2. URL 构建与反向解析
from flask import url_for@app.route('/user/<username>')
def profile(username):return f'User {username}'# 在代码或模板中生成 URL
url_for('profile', username='alice') # 输出 /user/alice
三、请求与响应对象
1. 请求数据获取
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表单与文件上传
from flask import requestusername = request.form.get('username') uploaded_file = request.files['file'] uploaded_file.save('/path/to/save') -
JSON 数据与请求头
data = request.get_json() user_agent = request.headers.get('User-Agent')
2. 自定义响应
- 设置 Cookie 与 Header
from flask import make_response@app.route('/set-cookie') def set_cookie():resp = make_response('Cookie set')resp.set_cookie('theme', 'dark')resp.headers['X-Custom-Header'] = '123'return resp
四、Jinja2 模板引擎
1. 模板继承与复用
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基础模板 (
base.html)<!DOCTYPE html> <html> <head><title>{% block title %}{% endblock %}</title> </head> <body>{% block content %}{% endblock %} </body> </html> -
子模板扩展 (
child.html){% extends "base.html" %} {% block title %}Home Page{% endblock %} {% block content %}<h1>Welcome, {{ username }}</h1> {% endblock %}
2. 高级模板功能
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宏定义（类似函数）
{% macro render_comment(comment) %}<div class="comment"><p>{{ comment.text }}</p><small>By {{ comment.author }}</small></div> {% endmacro %}{{ render_comment(comment) }} -
过滤器与全局变量
# Python 中注册自定义过滤器 @app.template_filter('reverse') def reverse_filter(s):return s[::-1]# 模板中使用 {{ "hello" | reverse }} <!-- 输出 "olleh" -->
五、数据库与 ORM（Flask-SQLAlchemy）
1. 模型定义与CRUD
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定义数据模型
from flask_sqlalchemy import SQLAlchemydb = SQLAlchemy(app)class User(db.Model):id = db.Column(db.Integer, primary_key=True)username = db.Column(db.String(80), unique=True)email = db.Column(db.String(120), unique=True)# 创建表（首次运行） with app.app_context():db.create_all() -
增删改查操作
# 添加用户 new_user = User(username='alice', email='alice@example.com') db.session.add(new_user) db.session.commit()# 查询用户 user = User.query.filter_by(username='alice').first()
2. 高级功能
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多数据库绑定
app.config['SQLALCHEMY_BINDS'] = {'users': 'sqlite:///users.db','posts': 'sqlite:///posts.db' }class Post(db.Model):__bind_key__ = 'posts'id = db.Column(db.Integer, primary_key=True) -
数据库事件监听
from sqlalchemy import eventdef before_insert_listener(mapper, connection, target):target.created_at = datetime.utcnow()event.listen(User, 'before_insert', before_insert_listener)
六、用户认证（Flask-Login）
1. 基础配置
- 初始化与用户加载
from flask_login import LoginManager, UserMixinlogin_manager = LoginManager(app) login_manager.login_view = 'login'class User(UserMixin, db.Model):# ... 模型字段 ...@login_manager.user_loader def load_user(user_id):return User.query.get(int(user_id))
2. 权限控制
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路由保护装饰器
from flask_login import login_required, current_user@app.route('/dashboard') @login_required def dashboard():return f'Welcome, {current_user.username}' -
角色权限管理
from functools import wrapsdef admin_required(f):@wraps(f)def decorated_function(*args, **kwargs):if not current_user.is_admin:abort(403)return f(*args, **kwargs)return decorated_function
七、大型项目架构
1. 工厂模式与蓝图
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工厂函数 (
create_app)# app/__init__.py from flask import Flask from .config import Configdef create_app(config_class=Config):app = Flask(__name__)app.config.from_object(config_class)# 初始化扩展db.init_app(app)login.init_app(app)# 注册蓝图from .auth import bp as auth_bpapp.register_blueprint(auth_bp, url_prefix='/auth')return app -
蓝图模块化示例
# app/auth/routes.py from flask import Blueprintbp = Blueprint('auth', __name__)@bp.route('/login') def login():return 'Login Page'
2. 数据库迁移（Flask-Migrate）
- 迁移命令流程
# 初始化迁移仓库 flask db init# 生成迁移脚本 flask db migrate -m "Initial migration"# 应用迁移 flask db upgrade# 回滚迁移 flask db downgrade
八、RESTful API 开发（Flask-RESTful）
1. 基础 API 设计
- 资源类与路由绑定
from flask_restful import Resource, Apiapi = Api(app)class UserAPI(Resource):def get(self, user_id):user = User.query.get_or_404(user_id)return {'username': user.username}api.add_resource(UserAPI, '/api/users/<int:user_id>')
2. 高级功能
- 请求解析与数据验证
from flask_restful import reqparseparser = reqparse.RequestParser() parser.add_argument('username', type=str, required=True) parser.add_argument('email', type=str, required=True)class UserListAPI(Resource):def post(self):args = parser.parse_args()new_user = User(username=args['username'], email=args['email'])db.session.add(new_user)db.session.commit()return {'message': 'User created'}, 201
九、生产部署与优化
1. WSGI 服务器配置
- Gunicorn 启动命令
gunicorn --workers 4 --bind 0.0.0.0:5000 "app:create_app()"
2. Nginx 反向代理
server {listen 80;server_name yourdomain.com;location / {proxy_pass http://localhost:5000;proxy_set_header Host $host;proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;}location /static {alias /path/to/static;expires 30d;}
}
3. Docker 容器化
FROM python:3.9-slimWORKDIR /app
COPY requirements.txt .
RUN pip install --no-cache-dir -r requirements.txtCOPY . .CMD ["gunicorn", "--workers=4", "--bind=0.0.0.0:5000", "app:create_app()"]
十、扩展学习路线
1. 企业级实践
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异步任务（Celery）
from celery import Celerycelery = Celery(app.name, broker=app.config['CELERY_BROKER_URL'])@celery.task def send_email_async(recipient, message):# 异步发送邮件逻辑pass -
微服务通信（gRPC/HTTP）
import requests@app.route('/aggregate') def aggregate_data():user_service = requests.get('http://user-service:5000/users')return user_service.json()
2. 性能监控（Prometheus）
from prometheus_flask_exporter import PrometheusMetricsmetrics = PrometheusMetrics(app)
metrics.info('app_info', 'Application Info', version='1.0.0')
十一、学习资源推荐
- 官方文档
Flask Documentation | SQLAlchemy Docs
：解码器和解码器模块类的实现和向前传播)
