Django 系列博客（一）

前言

学习了 python 这么久，终于到了Django 框架。这可以说是 python 名气最大的web 框架了，那么从今天开始会开始从 Django框架的安装到使用一步步的学习，这系列博客不会像前端的那样水了（立个 flag），希望可以成为高质量的博客。那么本篇博客介绍 Django 的安装以及如何在电脑上运行第一个 Django 应用。

Django 的安装

Django 的安装很简单，在 win 和 mac 上面都可以使用 pip 安装命令安装，也可以通过 pycharm 安装，或者下载文件在命令行使用安装工具安装。

接下来我在 ubuntu 上安装做示例。

在这里还安装了一个依赖包 pytz。这是用来做时区转换的一个第三方库。

其他平台的 pip 安装方式一样，不过要选用 python3的对应 pip 来安装，因为现在的 Django 版本已经不支持 python2了。

虚拟环境的安装

什么是虚拟环境

• 对真实的 python 解释器的一个拷贝版本
• 事实有效，可以独立存在并运行解释 python 代码
• 可以在计算机上拷贝多个虚拟环境

为什么要使用虚拟环境

• 保证真实环境的纯净性
• 框架的多版本共存
• 方便做框架的版本迭代
• 降低多框架共存的维护成本

安装虚拟环境

1. 通过 pip 安装虚拟环境库

因为我之前已经下载好了，所以这里直接显示请求已经完成，并且后面是安装的绝对路径。

1. 前往目标文件夹

这个文件夹是你用来保存虚拟环境的文件夹，该文件夹一旦确定就不要轻易更改。

这个 py3-env1是创建的一个纯净虚拟环境。

1. 创建纯净的虚拟环境

virtualenv 虚拟环境名 (py3-env2)

1. 终端启动虚拟环境

cd py3-env1\Scripts
activate

1. 进入虚拟环境下的 python 开发环境

python3

1. 关闭虚拟环境

deactivate

1. Pycharm的开发配置

添加：创建项目 -> Project Interpreter -> Existing interpreter -> Virtualenv Environment | System Interpreter -> 目标路径下的 python.exe
删除：Setting -> Project -> Project Interpreter -> Show All

mac 电脑从第三步直接到最后一步就好

了解

# 创建非纯净环境：
#   -- virtualenv-clone 本地环境 虚拟环境名

# Mac配置终端，在终端运行虚拟环境
# 在用户根目录下的.bash_profile（没有需手动创建）文件中设置
# alias 终端指令名(env-py3)='/Library/Virtualenv/虚拟环境名/bin/python3'
# alias 终端指令名(env-pip3)='/Library/Virtualenv/虚拟环境名/bin/pip3'

HTTP 协议

因为 Django 框架应用层是采用的 HTTP 协议，所以有必要了解 HTTP 协议。

什么是 HTTP 协议

• HTTP（HyperText Transport Protocol） 是超文本传输协议，而 HTTPS 也归属于 HTTP 协议，S 代表安全。
• 基于 TCP/IP协议基础上的应用层协议，底层实现仍为 socket
• 基于请求-响应模式：通信一定是从客户端开始，服务端接收到客户端一定会做出对应响应
• 无状态：协议不对任何一次通信状态和任何数据做保存
• 无连接：一次连接只完成一次请求-响应，请求-响应完毕后会立即断开连接。

HTTP 工作原理

一次 HTTP 连接称之为一个事务，过程可以分为四步

1. 客户端与服务端建立连接
2. 客户端发生一个 HTTP 协议指定格式的请求
3. 服务端接收请求后，回应一个 HTTP 协议指定格式的响应
4. 客户端将服务端的响应展现给用户

HTTP 状态码

• 1开头：

• 2开头：

• 3开头：

• 4开头：

• 5开头：

请求报文

# 请求行  请求头  请求体
'''
POST / HTTP/1.1\r\n
Host: 127.0.0.1:8001\r\n
Connection: keep-alive\r\n
Upgrade-Insecure-Requests: 1\r\n
User-Agent: Mozilla/5.0 (Macintosh; Intel Mac OS X 10_14_1) AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko) Chrome/70.0.3538.110 Safari/537.36\r\n
Accept: text/html,application/xhtml+xml,application/xml;q=0.9,image/webp,image/apng,*/*;q=0.8\r\n
Accept-Encoding: gzip, deflate, br\r\n
Accept-Language: zh-CN,zh;q=0.9,en;q=0.8\r\n
\r\n
usr=abc&pwd=123
'''

响应报文

# 响应行  响应头  响应体
'''
HTTP/1.1 200 OK\r\n
Content-type:text/html\r\n
\r\n
Login Success
'''

使用原生 socket 完成和浏览器的交互

目录结构

01_socket
    -- 01_client.html：前台通过form表单访问后台的页面
    -- 01_login.html：后台测试渲染给前台的登录页面
    -- 01_index.html：后台测试渲染给前台的主页
    -- 01_server.py：后台服务器文件

因为 B/S架构的客户端已经由浏览器写好，所以只需要关注服务器端就ok。

服务器端代码

from socket import socket

# 设置响应头(包含响应行)
RESP_HEADER = b'HTTP/1.1 200 OK\r\nContent-type:text/html;charset=utf-8\r\n\r\n' # 连续两个\r\n表示响应头结束

# 设置服务器 socket 相关信息
server = socket()
server.bind('', 8080) # 空字符串表示绑定本机
server.listen(5)
print(('服务：http://localhost:8080'))

while True:
    # 获取以 http 协议发来的请求
    client, addr = server.accept()
    data = client.recv(1024)
    # 数据报文 包含请求行 请求头 请求体
    print(data)
    client.send(RESP_HEADER)
    
    # /index => 响应主页
    # /login => 登录页面
    # 错误 => 404
    # 数据 data, 字节形式 => 字符串形式
    strData = str(data, encodeing)
    
    # 解析请求的数据，分析得到路由
    my_route = strData.split('\r\n')[0].split(' ')[1]
    
    # 后台没有设置的路由，统统由404来处理
    dt = b'404'
    
    # 设置的路由返回响应的页面文件
    if my_route == '/index':
        with open('index 页面路径', 'rb') as f:
            dt = f.read()
    if my_route == '/login':
        with open('login 页面路径', 'rb') as f:
            dt = f.read()
            
    # /favicon.ico该请求是往后台请求标签图标
    if my_route == '/favicon.ico':
        with open('favicon.ico', 'rb') as f:
            dt = f.read()
    # 服务器发送响应体
    client.send(dt)
    # 一次循环，代表一次响应，也就是一次事务的完成，要关闭 http 请求连接
    client.close()

修改返回数据，完善响应体

# 字符串
client.send(b'HTTP/1.1 200 OK\r\n')
client.send(b'\r\n')
client.send(b'Normal Socket Web')

# html代码，请求头要设置支持 html 代码
client.send(b'HTTP/1.1 200 OK\r\n')
client.send(b'Content-type:text/html\r\n')
client.send(b'\r\n')
client.send(b'<h1>Normal Socket Web</h1>')

# html文件（同级目录建立一个index.html页面）
client.send(b'HTTP/1.1 200 OK\r\n')
client.send(b'Content-type:text/html\r\n')
client.send(b'\r\n')
# 利用文件方式读取页面
with open('01_index.html', 'rb') as f:
    dt = f.read()
client.send(dt)

拓展

修改接收数据，模拟后台路由

# 分析接收到的数据
data = client.recv(1024)
# 保证接收到的数据作为字符串进行以下处理
data = str(data, encoding='utf-8')
# 拆分出地址位
route = data.split('\r\n')[0].split(' ')[1]
# 匹配地址，做出不同的响应
if route == '/index':
    with open('01_index.html', 'rb') as f:
        dt = f.read()
elif route == '/login':
    with open('01_login.html', 'rb') as f:
        dt = f.read()
else:
    dt = b'404'
client.send(dt)

框架演变

目录结构

02_frame
    -- favicon.ico
    -- index.html
    -- manage.py

manage.py

import socket
import pymysql
# 响应头
RESP_HEADER = b'HTTP/1.1 200 OK\r\nContent-type:text/html\r\n\r\n'

# 请求处理
def index():
    # 以字节方式读取文件
    with open('index.html', 'rb') as f:
        dt = f.read()
    return dt
def ico():
    with open('favicon.ico', 'rb') as f:
        dt = f.read()
    return dt
def user():
    # 数据库操作
    conn = pymysql.connect(host='127.0.0.1', port=3306, db='django', user='root', password='root')
    cur = conn.cursor(pymysql.cursors.DictCursor)
    cur.execute('select * from user')
    users = cur.fetchall()
    print(users)
    users = '''%d:%s
    %d:%s''' % (users[0]['id'], users[0]['name'], users[1]['id'], users[1]['name'])
    return users.encode('utf-8')

# 设置路由
urls = {
    # 请求路径与请求处理函数一一对应
    '/index': index,
    '/favicon.ico': ico,
    '/user': user
}

# 设置socket
def serve(host, port):
    server = socket.socket()
    server.bind((host, port))
    print('start:http://' + host + ':' + str(port))
    server.listen(5)
    while True:
        sock, addr = server.accept()
        data = sock.recv(1024)
        data = str(data, encoding='utf-8')
        print(data)
        route = data.split('\r\n')[0].split(' ')[1]

        resp = b'404'
        if route in urls:
            resp = urls[route]()

        sock.send(RESP_HEADER)
        sock.send(resp)
        sock.close()

# 启服务
if __name__ == '__main__':
    serve('127.0.0.1', 8002)

项目演变

目录结构

03_proj
    -- template
        -- index.html
        -- user.html
    favicon.ico
    start.py
    urls.py
    views.py

index.html

<h1>{{ name }}</h1>

user.html

<table border="1">
    <tr>
        <th>id</th>
        <th>name</th>
        <th>password</th>
    </tr>
    {% for user in users%}
    <tr>
        <td>{{user.id}}</td>
        <td>{{user.name}}</td>
        <td>{{user.password}}</td>
    </tr>
    {% endfor %}
</table>

start.py

from wsgiref.simple_server import make_server
from urls import urls


def app(env, response):
    print(env)
    # 设置响应头
    response("200 OK", [('Content-type', 'text/html')])
    route = env['PATH_INFO']
    print(route)
    data = urls['error']()
    if route in urls:
        data = urls[route]()
    # 返回二进制响应体
    return [data]


if __name__ == '__main__':
    server = make_server('127.0.0.1', 8003, app)
    print('start:http://127.0.0.1:8003')
    server.serve_forever()

urls.py

from views import *
urls = {
    '/index': index,
    '/favicon.ico': ico,
    '/user': user,
    'error': error
}

views.py

import pymysql
# 利用jinja2来渲染模板，将后台数据传给前台
from jinja2 import Template

def index():
    with open('templates/index.html', 'r') as f:
        dt = f.read()
    tem = Template(dt)
    resp = tem.render(name='主页')
    return resp.encode('utf-8')

def ico():
    with open('favicon.ico', 'rb') as f:
        dt = f.read()
    return dt

def user():
    # 数据库操作
    conn = pymysql.connect(host='127.0.0.1', port=3306, db='django', user='root', password='root')
    cur = conn.cursor(pymysql.cursors.DictCursor)
    cur.execute('select * from user')
    users = cur.fetchall()
    print(users)

    with open('templates/user.html', 'r') as f:
        dt = f.read()
    tem = Template(dt)
    resp = tem.render(users=users)

    return resp.encode('utf-8')

def error():
    return b'404'