Flask 基础：学习如何使用 Python 构建 Web 服务 – wiki大全

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Flask 基础：学习如何使用 Python 构建 Web 服务

Flask 是一个轻量级的 Python Web 框架。它被称为“微框架”，因为它不包含 ORM（对象关系映射器）或特定的第三方库功能。它提供了构建 Web 应用程序所需的核心功能，并允许开发者根据项目需求自由选择和集成其他工具。这使得 Flask 既灵活又易于上手，非常适合小型应用、API 和快速原型开发。

本文将带领你从零开始，学习如何使用 Flask 构建一个简单的 Web 服务。

1. 为什么选择 Flask？

  • 轻量级与模块化：Flask 的核心非常精简，你可以根据需要添加功能。
  • 易于上手：语法简单，文档清晰，学习曲线平缓。
  • 灵活性高：不强制使用特定的工具或库，你可以自由选择。
  • 庞大的社区：遇到问题时，很容易找到帮助和资源。
  • 适用于 API 开发：由于其轻量级特性，Flask 常常被用于构建 RESTful API。

2. 环境设置

在开始之前，我们需要一个干净的 Python 环境。强烈建议使用虚拟环境来管理项目依赖。

  1. 创建虚拟环境：
    bash
    python -m venv venv
  2. 激活虚拟环境：
    • Windows:
      bash
      .\venv\Scripts\activate
    • macOS/Linux:
      bash
      source venv/bin/activate
  3. 安装 Flask：
    激活虚拟环境后，使用 pip 安装 Flask：
    bash
    pip install Flask

3. 你的第一个 Flask 应用

让我们从一个经典的“Hello, World!”应用开始。创建一个名为 app.py 的文件，并添加以下内容：

“`python

app.py

from flask import Flask

创建 Flask 应用实例

app = Flask(name)

定义一个路由，当用户访问根URL时触发

@app.route(‘/’)
def hello_world():
return ‘Hello, World!’

运行应用

if name == ‘main‘:
# debug=True 会在代码更改时自动重启服务器，并提供调试信息
app.run(debug=True)
“`

运行你的应用：

在命令行中，确保你在 app.py 所在的目录下，并且虚拟环境已激活，然后执行：

bash
python app.py

你会在控制台中看到类似以下输出：

* Serving Flask app 'app'
* Debug mode: on
WARNING: This is a development server. Do not use it in a production deployment. Use a production WSGI server instead.
* Running on http://127.0.0.1:5000
Press CTRL+C to quit
* Restarting with stat
* Viewer detected changes in 'app.py', reloading
* Debugger is active!
* Debugger PIN: XXX-XXX-XXX

现在，在你的浏览器中访问 http://127.0.0.1:5000，你将看到“Hello, World!”。

4. 路由（Routing）

路由是将 URL 路径映射到 Python 函数的过程。

静态路由

除了根路径，你可以定义其他路径：

“`python

app.py (继续之前的代码)

@app.route(‘/about’)
def about():
return ‘这是关于页面。’

@app.route(‘/contact’)
def contact():
return ‘联系我们：[email protected]’
“`

动态路由

你还可以定义带有变量的路由，这些变量会作为参数传递给视图函数：

“`python

app.py

@app.route(‘/user/‘)
def show_user_profile(username):
# username 变量会自动从 URL 中捕获
return f’用户：{username}’

@app.route(‘/post/‘)
def show_post(post_id):
# 表示 post_id 必须是一个整数
return f’文章 ID：{post_id}’
“`

访问 http://127.0.0.1:5000/user/Alice 将显示“用户：Alice”，访问 http://127.0.0.1:5000/post/123 将显示“文章 ID：123”。

5. 模板（Templates）

Web 应用通常需要生成动态 HTML 页面。Flask 使用 Jinja2 模板引擎来实现这一点。

  1. 创建 templates 文件夹：
    在 app.py 所在的同一目录下，创建一个名为 templates 的文件夹。Flask 会自动在这个文件夹中查找模板文件。

  2. 创建 HTML 模板：
    在 templates 文件夹内创建一个 index.html 文件：

    html
    <!-- templates/index.html -->
    <!DOCTYPE html>
    <html lang="zh-CN">
    <head>
    <meta charset="UTF-8">
    <meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1.0">
    <title>{{ title }}</title>
    </head>
    <body>
    <h1>{{ greeting }}，{{ name }}！</h1>
    <p>欢迎来到我的 Flask 应用。</p>
    <ul>
    {% for item in items %}
    <li>{{ item }}</li>
    {% endfor %}
    </ul>
    </body>
    </html>
    这里：
    * {{ variable }} 用于显示从 Python 代码传递过来的变量。
    * {% ... %} 用于控制流，如 for 循环和 if 语句。

  3. 在 Flask 应用中使用模板：
    更新 app.py 来渲染这个模板：

    “`python

    app.py

    from flask import Flask, render_template

    app = Flask(name)

    @app.route(‘/’)
    def index():
    return render_template(
    ‘index.html’,
    title=’主页’,
    greeting=’你好’,
    name=’访客’,
    items=[‘苹果’, ‘香蕉’, ‘橙子’]
    )

    … 其他路由 …

    if name == ‘main‘:
    app.run(debug=True)
    “`

    现在访问 http://127.0.0.1:5000，你将看到一个由 index.html 渲染的完整 HTML 页面。

6. 请求与响应

Flask 提供了 request 全局对象来访问传入的请求数据，以及多种方式来构建响应。

“`python

app.py

from flask import Flask, render_template, request, redirect, url_for, jsonify

app = Flask(name)

… (之前的路由和代码) …

@app.route(‘/login’, methods=[‘GET’, ‘POST’])
def login():
if request.method == ‘POST’:
username = request.form[‘username’]
password = request.form[‘password’]
# 这里可以添加用户认证逻辑
if username == ‘admin’ and password == ‘password’:
return redirect(url_for(‘index’)) # 登录成功，重定向到主页
else:
return ‘用户名或密码错误！’
return render_template(‘login.html’)

@app.route(‘/api/data’)
def get_data():
# 返回 JSON 数据，常用于构建 API
data = {
‘name’: ‘Flask API’,
‘version’: ‘1.0’,
‘message’: ‘Hello from API!’
}
return jsonify(data)

… (继续之前的代码) …

“`

创建一个 login.html 模板：

“`html







登录

登录





“`

  • request.method: 获取请求的 HTTP 方法（GET, POST, PUT, DELETE 等）。
  • request.form: 用于访问 POST 请求中表单数据。
  • request.args: 用于访问 URL 查询参数（例如 /search?q=flask 中的 q）。
  • redirect(url_for('function_name')): 重定向到另一个路由。url_for 根据函数名生成 URL，避免硬编码。
  • jsonify(): 将 Python 字典转换为 JSON 格式的响应，并设置正确的 Content-Type 头部，非常适合构建 API。

7. 数据库集成 (简要)

Flask 本身不包含数据库抽象层，但你可以轻松地集成各种数据库，例如：

  • SQLAlchemy：最流行的 Python ORM，与 Flask 集成良好（通过 Flask-SQLAlchemy 扩展）。
  • SQLite：轻量级文件型数据库，适合小型项目。
  • PostgreSQL/MySQL：通过 psycopg2 或 PyMySQL 等驱动程序。
  • MongoDB：通过 PyMongo。

例如，使用 Flask-SQLAlchemy 的简单示例（需要 pip install Flask-SQLAlchemy）：

“`python

app.py

from flask import Flask
from flask_sqlalchemy import SQLAlchemy

app = Flask(name)
app.config[‘SQLALCHEMY_DATABASE_URI’] = ‘sqlite:///site.db’ # 使用 SQLite 数据库
db = SQLAlchemy(app)

class User(db.Model):
id = db.Column(db.Integer, primary_key=True)
username = db.Column(db.String(80), unique=True, nullable=False)
email = db.Column(db.String(120), unique=True, nullable=False)

def __repr__(self):
    return f'<User {self.username}>'

在应用上下文中创建数据库表

with app.app_context():
db.create_all()

… (你可以添加路由来操作数据库) …

“`

8. 错误处理

你可以为特定的 HTTP 错误码定义自定义错误页面。

“`python

app.py

from flask import Flask, render_template

app = Flask(name)

… (其他代码) …

@app.errorhandler(404)
def page_not_found(error):
return render_template(‘404.html’), 404

@app.errorhandler(500)
def internal_server_error(error):
return render_template(‘500.html’), 500
“`

并创建 templates/404.html 和 templates/500.html 文件。

“`html







404 – 页面未找到

404 – 页面未找到

抱歉，您要访问的页面不存在。

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9. 部署 (简要)

Flask 自带的开发服务器（app.run(debug=True)）不适合生产环境。在生产环境中，你需要使用 WSGI 服务器，例如：

  • Gunicorn (对于 Linux)
  • Waitress (对于 Windows)
  • uWSGI

这些服务器负责接收请求并将其转发给你的 Flask 应用。通常，你还会将它们与 Nginx 或 Apache 等反向代理服务器结合使用。

10. 结论

Flask 提供了一个强大而灵活的基础，用于构建各种 Python Web 服务。从简单的静态页面到复杂的 RESTful API，它都能胜任。通过本文，你已经学习了 Flask 的基本概念，包括：

  • 设置开发环境
  • 创建你的第一个 Flask 应用
  • 定义路由和处理动态 URL
  • 使用 Jinja2 模板渲染动态 HTML
  • 处理 Web 请求和构建响应
  • 简要了解数据库集成和错误处理
  • 对生产部署有一个初步认识

现在，你可以继续探索 Flask 的更多功能和丰富的扩展生态系统，例如用户认证 (Flask-Login)、表单验证 (Flask-WTF) 等，来构建更强大、更完整的 Web 应用。祝你编码愉快！
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