flask route设计思路

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引言

本文主要梳理了flask源码中route的设计思路。
首先，从WSGI协议的角度介绍flask route的作用；
其次，详细讲解如何借助werkzeug库的Map、Rule实现route；
最后，梳理了一次完整的http请求中route的完整流程。

flask route 设计思路

源码版本说明

本文参考的是flask 0.5版本的代码。
flask 0.1版本的代码非常短，只有600多行，但是这个版本缺少blueprint机制。
因此，我参考的是0.5版本。

flask route示例

直接使用flask官方文档中的例子

from flask import Flask

app = Flask(__name__)

@app.route('/')

def hello_world():

return 'Hello World!'

@app.route('/post/')

def show_post(post_id):

# show the post with the given id, the id is an integer

return 'Post %d' % post_id

if __name__ == '__main__':

app.run()

此例中，使用app.route装饰器，完成了以下两个url与处理函数的route:

{

'/': hello_world,

'/post/' : show_post

}

这样做的效果为：
当http请求的url为’/’时，flask会调用hello_world函数；
当http请求的url为’/post/’（例如/post/32）时，flask会调用show_post函数；

flask route的作用

从上面的示例中其实可以明白：flask route的作用就是建立url与处理函数的映射。

WSGI协议将处理请求的组件按照功能及调用关系分成了三种：server, middleware, application。
其中，server可以调用middleware和application，middleware可以调用application。

符合WSGI的框架对于一次http请求的完整处理过程为：
server读取解析请求，生成environ和start_response，然后调用middleware；
middleware完成自己的处理部分后，可以继续调用下一个middleware或application，形成一个完整的请求链；
application位于请求链的最后一级，其作用就是生成最终的响应。

1 2	http服务器（比如，nginx）--> WSGI server(比如gunicorn，SimpleHttpServer)-->middleware--> middleware--> ... -->application

如果接触过Java Web 开发的人可能会立刻发现，这与servlet中的middleware机制是完全一致的。

特别重要的：

在上一小节的示例中app = Flask(__name__)创建了一个middleware，
而这个middleware的核心作用是进行请求转发（request dispatch）。

上面这句话非常重要，请在心里重复一百遍。
上面这句话非常重要，请在心里重复一百遍。
上面这句话非常重要，请在心里重复一百遍。

进行请求转发的前提就是能够建立url与处理函数之间的映射关系，即route功能。
因此，在flask中，route是Flask类的一个装饰器。

flask route的实现思路

通过上一小节，我们知道以下两点：

flask route 是url与处理函数的映射关系；
在http请求时，Flask这个middleware负责完成对url对应的处理函数的调用；

那么，如果是我们自己来实现route，思路也很简单：

建立一个类Flask，这个类是一个middleware，并且有一个字典型的成员变量url_map；
url_map = {url : function}
当http请求时，进行request dispatch：根据url，从url_map中找到function，然后调用function；
调用后续的middleware或application，并把function的结果传递下去。

flask的实现思路也是这样的。

class Flask(object):

def __init__(self):

self.url_map = {} # 此处定义保存url与处理函数的映射关系

def __call__(self, environ, start_response): # 根据WSGI协议，middleware必须是可调用对象

self.dispatch_request(） # Flask的核心功能 request dispatch

return application(environ, start_response) #最后调用下一级的application

def route(self, rule): # Flask使用装饰器来完成url与处理函数的映射关系建立

def decorator(f): # 简单，侵入小，优雅

self.url_map[rule] = f

return f

return decorator

def dispath_request(self):

url = get_url_from_environ() #解析environ获得url

return self.url_map[url]() #从url_map中找到对应的处理函数，并调用

至此，一个简单的Flaskmiddleware的骨架就完成了。
上面的Flask类主要功能包括：

符合WSGI协议的middleware：可被调用，并且可以调用application
能够保存url与处理函数的映射信息
能够根据url找到处理函数并调用（即，request dispatch）

当然，在实际中，不可能这么简单，但是基本思路是一致的。

werkzeug库中的Map与Rule在Flask中的应用

需要指出，上面实现的最简单的Flask类还是有很多问题的。
比如，HTTP请求中相同的url，不同的请求方法，比如GET，POST如果对应不同的处理函数，该如何处理？

flask使用了werkzeug库中的Map和Rule来管理url与处理函数映射关系。

首先需要简单了解一下Map和Rule的作用：
在werkzeug中，Rule的主要作用是保存了一组url，endpoint，methods关系：
每个(url, endpoint, methods)都有一个对应的Rule对象：
其实现如下：

class Rule(object):

def __init__(self, url, endpoint, methods):

self.rule = url

self.endpoint = endpoint

self.methods = methods

这里需要解释一下endpoint：
前面说过：url与其处理函数可以使用一个字典来实现：{url: function}

flask在实现的时候，在中间加了一个中介endpoint，于是，url与处理函数的映射yon-h"> methods

这里需要解释一下endpoint：
前面说过：url与其处理函数可以使用一个字典来实现：{url: function}

flask在实现的时候，在中间加了一个中介endpoint，于是，url与处理函数的映射 Ό整流程。