（一）Flask简介和快速使用

2024-03-02 20:20:05 分类：后端 热度：87 评论： 0

关于python三大Web框架浅谈一嘴：

Django、flask和Tornado三个框架都是Python Web应用的开发框架，虽然它们都能够开发Web应用，但在使用方式、适用领域和处理方式上还是有很多不同的。

  1. Django——专栏地址：《Django框架从入门到实战》
    Django是一个高层次（大而全）的Python Web框架，它采用了MVC模式，集成了ORM框架、自带的后台管理系统和认证框架，提供了丰富的应用程序接口（API），如：中间件、Form、session、缓存、信号、CSRF等。可以快速开发出功能齐全的Web应用程序，非常适合用于大规模的Web应用开发。

    优势：

    • 内置了ORM框架，能够快速、方便地实现数据操作，统一维护数据库连接。
    • 拥有完善的后台管理系统，减少了开发人员的工作量，使开发变得更加高效。
    • 在开发过程中，Django使用了丰富的模块，如模板引擎、表单系统和URL响应框架等，能够快速创建高性能的Web应用程序。

    劣势：

    • Django是一个比较重量级的框架，对服务器资源和数据存储要求较高，适合处理大规模数据和高负载应用场景，但对小型应用程序来说则显得过于臃肿。

    • Django需要较长的学习时间，需要熟悉其体系结构，以及如何使用其模块进行开发和部署。

  1. Flask——专栏地址：《Flask框架从入门到实战》
    Flask是一个短小精悍、可扩展强、第三方组件非常丰富的轻量级的Python Web框架，它基于Werkzeug、Jinja2模板引擎和WSGI工具箱开发，相比Django更加灵活，功能和体积都较小，适用于中小型Web应用开发。

    优势：

    • Flask是一个轻量级的框架，模块化、灵活，具有强大的定制性，能够快速、简便地实现Web应用程序。
    • Flask提供了丰富的扩展库，如Flask-Login、Flask-RESTful等，能够进一步降低开发难度。

    劣势：

    • Flask缺乏官方后台管理系统，需要开发者自己搭建后台管理模块。
    • Flask的模块比较分散，整体的学习成本较高，需要对相关模块进行一个一个学习和整合。

  1. Tornado——专栏地址：《tornado框架从入门到实战》
    Tornado是一个短小精悍、异步非阻塞的Python Web框架，基于异步IO操作和协程实现数据同步，内部使用的是异步网络库（tornado.ioloop）和协程库（tornado.gen），能够高效处理高并发和大流量的Web服务。

    优势：

    • Tornado基于协程和异步IO实现，代码简洁、高效，能够支持大量的并发连接，支持高效的异步编程。
    • Tornado的性能表现非常优越，比其他同类框架具有更快的响应速度和更高的并发性。

    劣势：

    • Tornado缺乏一些常见的组件，如ORM、表单处理等，开发者需要自己引入第三方组件。
    • Tornado因为使用异步IO技术，在开发过程中会出现回调地狱（Callback hell）的问题，需要开发者具有较高的编程能力。

总结：

  • Tornado采用异步IO处理请求，请求的处理速度相对更快，可以处理高并发、大流量的Web服务。Django采用同步阻塞的处理方式，处理大量请求时可能被阻塞，处理速度相对较慢。Flask在性能上介于两者之间，相对Django，请求处理速度较快。

三大Web框架各自的适用场景：

  • 根据上述的特点，Django适用于大型阻塞请求的Web应用，比如一些大型的社交网络、电商等；Flask适用于中小型的Web应用，可自由配置选择不同的第三方库来适应不同的需求，比如轻量级的Web服务、简单的博客、小型的数据服务等场景；Tornado适用于高并发、大流量、高实时性的Web应用，例如消息推送和实时日志分析等场景。

值得一提的是，当1000个请求同时到来时，这三个框架在处理上各有不同（可能就是你的技术面一道题哦~）：

  1. Django的处理方式： Django是一个基于WSGI协议（wsgiref）的Web框架，由于它是同步阻塞的架构，每个请求的处理必须等待前一个请求的处理完成后才能开始。因此，当有大量请求同时到来时，Django会发生阻塞，导致请求超时或响应延迟等问题。

  2. Flask的处理方式： Flask同样是一个基于WSGI协议（werkzeug）的Web框架，但是它采用的是基于线程的架构，即每个请求会在单独的线程中处理。因此，当有大量请求同时到来时，Flask可以利用多线程来处理请求，但由于线程上下文切换成本，也存在性能和效率上的问题。

  3. Tornado的处理方式： Tornado是一个异步非阻塞的Web框架，采用单线程Reactor模型，通过事件循环机制处理请求。当有大量请求同时到来时，Tornado可以快速的将请求放到消息队列中，并且在请求的数据处理阶段和IO传输阶段均是异步的，因此不会造成阻塞和等待。在性能和并发上表现的非常优异。

因此，一千个请求同时到来时，Django和Flask处理速度可能会变慢，出现阻塞或线程饱和等问题，而Tornado凭借其异步非阻塞的方式，可以更好地处理并发请求，提高性能和吞吐量。使用Tornado可以更好的满足高并发的网站需求，在一些对性能有严格要求的场景下表现非常突出。

引子：werkzeug实现hello world

Flask就是在下面这段代码之上进行开发的一个web系统【下面会走进Flask源码看到类似的代码】。

from werkzeug.wrappers import Request, Response
from werkzeug.serving import run_simple


@Request.application
def hello(request):
    return Response('hello world')


if __name__ == '__main__':
    # 请求一旦进来，执行第三个参数加括号
    run_simple('localhost', 4000, hello)   # hello(xxx)

主角：Flask实现hello world

from flask import Flask

app = Flask(__name__)   # 一个Flask类对象


@app.route('/')
def index():
    return 'hello world'


if __name__ == '__main__':
    app.run()  # run_simple(host, port, app)

可以查看一下Flask源码【进入app.run()的run方法里】，来证实Flask是基于werkzeug开发的。

  • 如上图，可以看到最终运行的就是werkzeug的run_simple()方法

  • 而在werkzeug版本的hello world里说过请求一旦进来，就会执行run_simple()方法第三个参数加括号

  • 此处是app对象调用的run()方法，所以第三个参数self就是app对象

  • app对象加括号就是调用对象的call()方法【留坑，后面会继续深究~】

拓展：Flask常用的三方组件官方文档

以下是常用的Flask第三方组件的官方文档链接：

  1. Flask-RESTful：https://flask-restful.readthedocs.io/en/latest/
  2. Flask-SQLAlchemy：https://flask-sqlalchemy.palletsprojects.***/
  3. Flask-Login：https://flask-login.readthedocs.io/en/latest/
  4. Flask-WTF：https://flask-wtf.readthedocs.io/en/stable/
  5. Flask-Mail：https://pythonhosted.org/Flask-Mail/
  6. Flask-Admin：https://flask-admin.readthedocs.io/en/latest/
  7. Flask-Cache：https://pythonhosted.org/Flask-Cache/

这些文档不仅包含了这些插件的使用说明，还提供了官方的API文档、示例和用法，可以快速了解和学习。

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