Flask Web开发实战：入门、进阶与原理解析_李辉_9787111606598

本书由Flask官方团队的开发成员撰写，得到了Flask项目核心维护者的高度认可。

内容上，本书从基础知识到进阶实战，再到Flask原理和工作机制解析，涵盖完整的Flask Web开发学习路径，非常全面。

实战上，本书从开发环境的搭建、项目的建立与组织到程序的编写，再到自动化测试、性能优化，*后到生产环境的搭建和部署上线，详细讲解完整的Flask Web程序开发流程，用5个综合性案例将不同难度层级的知识点及具体原理串联起来，让你在开发技巧、原理实现和编程思想上都获得相应的提升。

技术上，不仅Flask使用的是新发布的稳定版，而且连相关的Python工具包使用的也是全新的版本，同时对未来可能有变化的地方进行了说明，以此确保本书内容在一定时间内不会过时。

本书共16章，分为三部分。

*部分基础篇（第1~6章）

通过大量的程序实例详细介绍了Flask的所有基础知识，同时在每章的后面又提供了一些进阶技巧，供进阶读者学习。

第二部分实战篇（第7~11章）

通过5个真实的项目案例来串接和阐释不同的知识点，难度逐渐递增。这5个案例分别为：留言板SayHello、个人博客Bluelog、图片社交网站Albumy、待办事项程序Todoism和聊天室CatChat。

第三部分进阶篇（第12~16章）

首先介绍了Flask程序的部署流程：测试、性能优化和部署上线；然后通过一个真实的实例讲解了Flask扩展的开发，*后以源代码为切入点深入剖析了Flask的实现原理与主要工作机制。

Flask是目前最流行的Python Web框架之一。自2010年开源以来，Flask受到了越来越多的Python开发者的喜欢，其受欢迎程度不输于Django。截至2018年6月，它在GitHub上已有近36 000个Star，2000多位Watcher，是目前GitHub中Star数最多的Python Web框架。

Flask的logo

Flask的图标虽然看起来很像辣椒，但其实它是角状的容器（powder horn）。

Flask仅保留了Web框架的核心，其他的功能都交给扩展实现。如果没有合适的扩展，你甚至可以自己编写。Flask不会替你做决定，也不会限制你的选择。它足够轻量，你可以只用5行就编写出一个最简单的Web程序，但并不简陋，它能够适应各类项目的开发。

因为Flask的灵活性，越来越多的公司选择Flask作为Web框架，甚至开始从Django迁移到Flask。使用Flask的公司在国外有Netflix、Reddit、Twilio、Mailgun等，在国内则有豆瓣、果壳、下厨房等，这说明Flask能经受大型项目的挑战，能够适应各种需求。下图列出了部分使用Flask的公司。

你可以在StackShare上查看完整的使用Flask的公司列表（https://stackshare.io/flask）。

使用Flask的公司

在国内，越来越多的Python程序员开始关注和学习Flask。对于国内的程序员来说，相关书籍仅有一两本，内容上也过于陈旧和单薄，希望本书可以填补这一空白。本书提供了学习Flask的完整路径，从基础内容到进阶实践，再到源码分析。同时也安排了丰富的示例程序，让读者可以通过亲自实践来更快地掌握Flask开发。

Flask自2010年开源以来在Google上的搜索趋势

目标读者

在技术层面，本书适合所有Python程序员（了解Python即可）阅读，包括已经学习过其他Python Web框架（比如Django）的读者和没有接触过Web框架的读者。

在难度水平层面，本书适合新手以及中级读者阅读。新手会在这里学到Flask的基础内容，并且通过丰富、完善的实例学习Flask开发的方方面面；中级读者则可以通过阅读和实践进阶内容来进一步提高Flask开发能力。

综上所述，本书主要适合以下几类读者：

了解Python基本语法，想要自己动手做网站的编程爱好者。

熟悉Python，想要从事Python Web开发的后端工程师、运维工程师和爬虫工程师。

想要从Django等其他Python Web框架转向Flask的Python工程师。

本书主要特点

本书主要有三个显著的特点：

（1）内容全面

本书内容覆盖了Flask Web开发的完整路径：从基础知识的学习，到不同类型和复杂程度的程序的编写，再到代码的测试优化以及Flask源码分析；从基础的内容管理，到用户认证和权限管理，再到Flask与JavaScript的数据交互、Web API的编写以及WebSocket的应用等。

（2）实践丰富

本书包含大量代码片段，并附带多个完整可运行的示例程序。在本书第一部分的第2～6章均分别提供一个示例程序；第二部分则会通过介绍5个比较完善的Flask项目来讲解各个方面的进阶知识；在第三部分还会通过一个真实的扩展来讲解Flask扩展开发。通过将各类知识融入实际的项目开发实践中，可以让你更直观地了解具体的代码实现，并且快速应用到实际开发中。

（3）内容最新

本书的另一个特点就是内容保证最新。书中的代码和示例程序都基于Flask最新发布的稳定版1.0。书中涉及的其他Pyhton包和前端框架（Boostrap、Materialize等）全部使用最新版本，并且对未来可能会有的变化会加以说明。这些特点可以保证书中的内容在一定时间内不会过时。对于其他书籍或教程中存在的关于Flask的误区，本书也会逐一纠正说明。

除了使用的工具保持最新，本书还引入了Python和Flask开发中的新变化，比如Flask的命令行系统、新的Python包管理工具（Pipenv）、新的包上传工具（twine）、新的PyPI站点（https://pypi.org）、在PyPI上使用Markdown格式的README……

本书核心内容

本书由三部分组成，分别为基础篇、实战篇、进阶篇，共16章。本书章节经过精心设计，力求让读者可以循序渐进地掌握Flask开发的基础知识和技巧。

第一部分：基础篇。介绍Flask开发相关的基础知识。

第1章：搭建开发环境，编写一个最小的Flask程序并运行它，了解Flask基本知识。

第2章：介绍Flask与HTTP的交互方式以及相关的Flask功能。

第3章：介绍Jinja2模板的使用。

第4章：介绍Web表单的创建和表单数据的验证。

第5章：介绍在Flask程序中使用数据库进行CRUD操作。

第6章：介绍在Flask程序中发送电子邮件的几种方式。

第二部分：实战篇。通过几个示例程序来介绍Flask开发中各类功能的实现方法和技巧。

第7章：通过一个简单的留言板程序SayHello介绍Web开发的基本流程和基本的项目管理方式，对第一部分的基础知识进行简单回顾。

第8章：通过个人博客程序Bluelog介绍CRUD操作、用户认证、文章评论、管理后台等功能。

第9章：通过图片社交程序Albumy介绍用户注册和认证、用户权限管理、图片上传与处理、用户头像、复杂的数据库关系、复杂的数据库查询、全文搜索等内容。

第10章：通过待办事项程序Todoism介绍单页应用、国际化与本地化、Web API、OAuth服务器端实现等内容。

第11章：通过聊天室程序CatChat介绍Websocket应用、OAuth客户端实现（第三方登录）、Markdown支持、代码语法高亮等内容。

第三部分：进阶篇。介绍Flask程序的部署流程，如测试、性能优化、部署上线；介绍Flask开发的进阶话题，如Flask扩展开发、Flask源码与机制分析。

第12章：介绍Flask程序的自动化测试，包括单元测试和UI测试的编写、计算测试覆盖率和代码质量检查。

第13章：介绍对Flask程序进行性能优化的主要措施，包括函数与数据库查询的性能分析、缓存的使用、静态文件优化。

第14章：介绍部署Flask程序前的准备，以及部署到Linux服务器和云平台Heroku、PythonAnywhere的完整流程。

第15章：通过扩展Flask-Share来介绍编写Flask扩展的完整流程，从创建项目到上传到PyPI。

第16章：介绍Flask的一些设计理念，包括底层WSGI的相关实现,并对各个主要功能点进行源码分析。

此外，书的最后还提供了附录A，补充介绍一些Flask学习相关的资源。

阅读前的准备

在开始我们的Flask之旅前，还有一些准备工作要做。首先，你要有一台安装了Python（https://www.python.org/）的电脑，并且，你要了解Python的基础知识。

本书中所有示例程序的代码均通过了Python 2.7和Python 3.6的测试，建议你选用这两个版本。因为大多数Python包（包括Flask）已经不再支持Python 2.6及以下版本，以及Python 3.3及以下版本，确保不要使用这些版本。另外，Python官方社区将于2020年1月1日停止对Python 2.的维护，这或许可以作为你选择Python版本时的考量之一。

其次，本书有大量操作需要在命令行（CLI，Command Line Interface）下进行，所以你要熟悉你所在操作系统下的命令行。书中会在涉及操作系统特定的命令时给出提示，Windows系统给出的命令对应的是CMD.exe，Linux和macOS系统则对应的是Bash。

最后，HTML、CSS、JavaScript分别作为一个Web页面的结构层、表现层和行为层，是Web开发的基础，你需要对它们有基本的了解。任何一个Web程序都是由单个或多个Web页面，页面上包含的内容，以及按钮、表单等交互组件构成的。在本书中，我们会使用Flask操作HTML页面；为了让HTML页面更加美观，我们会使用CSS定义样式，为了简化编写样式的操作，我们会使用CSS框架，比如Bootstrap（http://getbootstrap.com/）；为了让某些操作更加合理和方便，或为了给程序增加动画效果，我们会使用JavaScript来操作页面元素，为了简化编写JavaScript的工作，我们会使用JavaScript库jQuery（https://jquery.com/）。

在Web开发中，大部分程序离不开JavaScript，JavaScipt可以很方便、简洁地实现很多页面逻辑和功能。为了更多地介绍Flask，本书将尽量避免使用过多的JavaScipt代码。

如果你还不熟悉这些内容，那么可以通过下面的网站来快速入门：

W3Schools（https://www.w3schools.com）。

MDN Web文档（https://developer.mozilla.org/docs/Web）。

Codecademy（https://www.codecademy.com）。

使用示例程序

示例程序均使用Git来管理程序版本，为了便于大家获取示例程序，代码均托管在GitHub（https://github.com/）上。Git（https://git-scm.com/）是最流行的开源VCS（Version Control System，版本控制系统），大多数项目都使用它来追踪文本文件（代码）的变化。Git非常易于上手，如果你还不熟悉它，可以访问Try Git（https://try.github.io/）来快速了解Git。

你可以访问Git官网的下载页面（https://git-scm.com/downloads）了解不同操作系统下Git的安装方法，安装成功后即可使用它来获取示例程序。下面介绍了两种使用示例程序的方式。

1.阅读示例程序

因为示例程序都托管在GitHub上，所以阅读示例程序最简单的方式是在浏览器中阅读。在对应的章节，我们会给出示例程序在GitHub上的仓库链接。

如果要在本地阅读，那么首先使用git clone命令把GitHub上的示例程序克隆（即复制）到本地，以本书的项目仓库为例：

$ git clone https://github.com/greyli/helloflask.git

clone命令后面的参数是远程Git仓库的URL，最后的.git后缀可以省略。这里的URL中的传输协议使用了http(s)://协议，你也可以使用git://协议，即git://github.com/greyli/helloflask.git。

使用ls（即List）命令（Windows下使用dir命令）列出当前目录下的文件信息，你会看到当前目录中多了一个helloflask文件夹，这就是我们刚刚复制下来的项目仓库。下面使用cd（即change directory）命令切换进这个文件夹：

$ cd helloflask

现在你可以使用你喜欢的文本编辑器打开项目文件夹并准备阅读了。建议使用轻量的文本编辑器来阅读示例代码，比如Atom（https://atom.io/）、Sublime Text（https://www.sublimetext.com/）或Notepad （https://notepad-plus-plus.org/）。

在对应章节的开始处都会包含从GitHub复制程序、创建虚拟环境并运行程序的基本步骤，你可以一边阅读源码，一边实际尝试使用对应的程序功能。

示例程序根据章节内容设置了对应的标签，每个标签都对应了一个程序版本。你可以使用git tag -n命令查看当前项目仓库中包含的所有标签：

$ git tag -n

使用git checkout命令即可签出对应标签版本的代码，添加标签名作为参数，比如：

$ git checkout foo

在后面，书中会在每一次包含更改文件的章节提示应该签出的标签名。如果在执行新的签出命令之前，你对文件做了修改，那么需要使用git reset命令来撤销改动：

$ git reset --hard

git reset命令会删除本地修改，如果你希望修改示例程序源码并保存修改，可以参考后面的改造示例程序部分。

如果你想比较两个版本之间的变化，可以使用git diff命令，添加比较的两个标签作为参数，比如：

$ git diff foo bar

如果你想更直观地查看版本变化，可以使用下面的命令打开内置的Git浏览客户端：

$ gitk

除了内置的Git客户端，还有大量的第三方客户端可以使用，详情可以访问https://git-scm.com/downloads/guis查看。另外，你也可以访问GitHub的Web页面查看不同版本（标签）的变化，即查看某项目两个版本之间的变化可以访问https://github.com/用户名/仓库名/compare/标签A...标签B，比如对foo和bar标签进行比较可以访问https://github.com/greyli/helloflask/compare/foo...bar。

最后，你可以定期使用git fetch命令来更新本地仓库：

$ git fetch --all

$ git fetch --tags

$ git reset --hard origin/master

2.改造示例程序

只看菜谱是不能学会烹饪的，自己动手编写代码才是学习Flask最有效的途径。你可以在阅读示例程序的同时编写自己的Flask程序，将书中介绍的内容和实际的示例程序代码作为参照。另外，你也可以创建一份示例程序的拷贝（派生，fork），这样你就可以自由地修改示例程序的源码，改造成你自己的示例程序。创建派生仓库的主要步骤如下：

1）注册一个GitHub账号（https://github.com）。

2）访问示例程序的GitHub仓库页面（比如https://github.com/greyli/helloflask），单击右上角的Fork按钮创建一个派生仓库，如下图所示。

创建派生仓库

3）在本地使用git clone命令复制新创建的派生仓库，使用你的用户名构建URL：

$ git clone https://github.com/你的用户名/helloflask.git

现在你可以在本地自由修改实例程序，并提交到你的GitHub账户的远程仓库中了。

排版约定

Windows中的命令提示符为>，而Linux或macOS中的命令提示符为$，本书中将统一使用美元符号（即$）作为命令提示符，比如：

$ cd hello

命令提示符为三个大于号（即>>>）的表示Python Shell中输入的代码，比如：

>>> import os

$或>>>标记的文本下方没有命令提示符的文字表示输出的字符，不需要打出，比如：

$ cat hello.txt

Hello, Flask!

为了节省篇幅，本书中的代码片段没有严格遵照PEP8的约定，比如类和函数之间的空行被缩减为1行。另外，出现过的导入语句和无关的代码块会被省略掉。为了节省篇幅，代码中重复或不相干的部分都使用三个省略号代替，比如：

def do_someting():

...

if foo:

return False

return True

代码、命令或URL中有时会使用<和>来标识演示内容，在实际输入中并不需要写出，比如：

https://github.com/<你的用户名>

因为在示例代码中通常会引入大量随机字符，这些随机字符包含下面的使用规则。

列表1：spam、ham、eggs。

列表2：foo、bar、baz、qux、quux、quuz、corge、grault、garply、waldo、fred。

人名会使用Grey Li或grey。

网站会使用helloflask.com或example.com。

其他需要读者自己修改的占位字符会使用类似your_password、you_email的文本。

最后，为了尽量让正文保持简洁，每一章新涉及的Python库都会在第一小节前汇总列出对应的版本和相关链接（比如主页、源码和文档）。因为大部分项目在PyPI上提供的介绍都不够完善，除非程序有独立的主页，否则会优先使用GitHub或BitBucket上的项目页面作为主页。

读者反馈与疑问

由于笔者水平有限，编写时间也比较仓促，书中难免有错误或者不全面的地方，在此恳请读者朋友批评指正。

关于本书的疑问和反馈可以到本书在GitHub上的项目仓库HelloFlask（https://github.com/greyli/helloflask）中创建Issue并提交；书中的错误或笔误可以修改仓库中的勘误文件（Errata.md）并提交Pull Request。

对于示例程序的疑问、反馈和改进建议可以到示例程序在GitHub上的项目仓库提交Issue或Pull Request，具体的网址可以在对应的章节看到。

当然，你也可以直接发邮件与笔者联系，笔者的邮箱是withlihui@gmail.com。

本书的配套资源索引可以在本书的主页http://helloflask.com/book上看到。另外，你可以访问笔者的博客（http://greyli.com）或是知乎专栏Hello, Flask!（https://zhuanlan.zhihu.com/flask）阅读更多与Flask相关的文章。

致谢

首先，感谢机械工业出版社华章公司的杨福川老师和李艺老师。因为杨老师的信任，才让笔者有幸写作这本书。本书能够顺利完成，离不开两位老师的悉心指导，更离不开其他编辑的辛苦工作。

其次，感谢Flask社区和其他开源项目的贡献者们创造了这一切，也感谢在Stack Overflow、GitHub、Reddit和Wikipedia等网站贡献知识的开发者们。

最后，感谢父母和奶奶这段时间的支持和帮助，也感谢女友魏瑶和弟弟家辉给予的鼓励和陪伴。

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