Django 开发笔记

2023年2月27日 162次阅读 来源: SQL

整理下做从零开始到一个成型的网站所涉及到内容，记录下个人的做法，这里以Python的Web框架Django为例。

环境

开发环境是项目开始前就必须要准备好的事，这里的开发环境包括了下面的几个要素：

  1. 操作系统环境
    主流的操作系统环境分别有Linux，OS X，Windows，这其中不同的操作系统的差异也不少，尤其是Windows系和*nix系。

  2. 开发环境
    开发环境指的则是开发工具的组合，例如nginx+gunicorn+virtualenv。

  3. 版本环境
    这里代表了开发工具的版本环境，例如Python 2.x和3.x，Django 1.4和1.9。

要保证开发的正确性，很重要的一点就是要维持环境的一致性，尤其是在多人协作的时候，不同的环境有可能导致运行正确性的不一致。

可以得出，一个好的环境需要三个要素：

  1. 隔离性
  2. 一致性
  3. 可配置性

下面是针对环境问题的几个解决方案：

虚拟机
虚拟机使得电脑可以实现模拟出完全隔离环境的操作系统，可以做到在一个系统中直接运行多个虚拟的操作系统，流行的虚拟环境有VMWare，Virtual Box等等。

Vagrant
Vagrant是一个用来创建和部署虚拟操作环境的工具，本质上它使用了虚拟机作为虚拟化的实现，但它比传统虚拟机有更灵活的配置项，使得开发环境的配置更简单。

Docker
Docker是一个容器引擎，可以轻松地创建和配置一个应用的隔离系统环境，而且可以发布到任意机器上，保持环境的一致性，相比于虚拟机，它具有轻量级和启动快的优势。

Virtualenv
Virtualenv可以用来创建一个相对隔离的Python运行环境。

Pyenv
Pyenv是用来管理Python版本的一个工具。

编码风格

PEP8
PEE8是Python官方建议的编码风格，里面包含了一系列的编码规范。

Flake8
Flake8是检查Python代码健壮性的一个工具，它包括了PyFlake，pep8等，并提供了更清晰的接口。

项目结构

一般项目目录作为最外层目录，里层则是django的项目目录和virtualenv的虚拟环境目录，有时也可以是把django目录作为最外层目录，virtualenv目录作为里层目录，当用django-admin startproject [projectname]
时，加上virtualenv目录后，会得到如下的目录结构：

[projectname]/
├── [projectname]/
│   ├── __init__.py
│   ├── settings.py
│   ├── urls.py
│   └── wsgi.py
├── manage.py
└── venv

在此基础上，如果想要细分配置文件，目录结构则变为如下：

[projectname]/
├── [projectname]/
│   ├── __init__.py
│   ├── settings/
│   │   ├── common.py
│   │   ├── dev.py
│   │   ├── __init__.py
│   │   └── prod.py
│   ├── urls.py
│   └── wsgi.py
├── manage.py
└── venv

除此之外，项目还需要有docs(文档目录)，conf（配置目录），static（静态文件目录），scripts（配置脚本文件目录），以及各应用的模块目录，综上，项目目录结构如下划分：

[projectname]/
├── [projectname]/
│   ├── __init__.py
│   ├── settings/
│   │   ├── common.py
│   │   ├── dev.py
│   │   ├── __init__.py
│   │   └── prod.py
│   ├── urls.py
│   └── wsgi.py
├── app1/
├── app2/
├── app3/
├── conf/
├── scripts/
├── docs/
├── manage.py
├── README.rst
└── static/

配置

前面说过，配置项可以细分，这里一般情况可以分成三个文件，分别是common(或base，它包含了项目的通用配置)，dev（或local，它包含了项目开发调试环境的配置），prod（它包含了项目运行部署环境的配置）。

├── settings/
    ├── common.py
    ├── dev.py
    ├── __init__.py
    └── prod.py

在运行服务器时，可以加上–settings选项，选择相应的配置项。

django-admin runserver --settings=[projectname].settings.dev

或者在服务器环境如下设置：

import os
os.environ.setdefault("DJANGO_SETTINGS_MODULE", "app.settings")

模版

下面是常见的模版结构，app的所有页面继承自base.html模版。

app/
└── templates
    └── base.html
    └── app/
        └── index.html # 继承 base.html

当每个app又需要各自定制时，也可以继续往下细分为三层结构。
模版引擎选择：

DTL
django内建引擎。

Jinja2
模版引擎，扩展性和灵活性更高。

模版原则：
1.减少在模版中数据的处理量

尽量把数据处理交给后端处理，而不是在模版处理。

2.不要在模版中处理大量数据的过滤

同上，应在后端使用queryset的filter方法进行过滤。

3.尽量使用queryset的内建方法

当我们要统计一个queryset里面的数量时，应该使用queryset.count()，而不是python的len(queryset)或者模版的0，因为前者的统计在数据库上进行操作，比后者快。

4.使用缓存

使用Django内建的'django.template.loaders.cached.Loader'，能够大量地提高模版性能。

5.避免在模版中进行隐蔽查询
先来看下面这段代码，它遍历用户列表（user_list由User.objects.all()产生）中的每个用户，并展示用户的出生日期，乍一看没什么问题，但这里实际上隐含了n+1问题，user.profile.birth在每次遍历中都进行了一次数据库查询，要解决这个问题也十分简单，只要用select_related操作把user关联的profile提前join取出来即可。

{% for user in user_list %}
    
  • {{ user.profile.birth }}
    • 
{% endfor%}

    静态资源

    在项目的开发阶段，可以把静态文件统一放置在public(公共目录)下，或在各个app模块的static目录，在部署阶段再统一collectstatic到根目录的static中。

    public/
└── static
    ├── css
    ├── font
    ├── images
    └── js

    相应的，如果你想要指定了静态文件的目录，需要在settings中修改STATICFILES_DIRS的位置。
    要在模版中使用{% static %}标签，需要在模版的顶部加上{% load staticfiles %}以加载模版标签。

    静态资源的加速：

    CDN

    路由

    添加错误代码的处理视图，使错误提示对用户更加友好。

    from django.conf.urls import handler404, handler500

handler404 = 'views.page_not_found'
handler500 = 'views.server_err'

    把项目的路由分别分发给各个应用模块的urls.py配置，由namespace作识别，而不是将它们都包含在一个文件中。

    urlpatterns = [
    url(r'^

    __JJ_LT_JJ__/span__JJ_GT_JJ__, home), url(__JJ_LT_JJ__span class=”hljs-string”__JJ_GT_JJ__r’^admin/’__JJ_LT_JJ__/span__JJ_GT_JJ__, admin.site.urls), url(__JJ_LT_JJ__span class=”hljs-string”__JJ_GT_JJ__r’^home/’__JJ_LT_JJ__/span__JJ_GT_JJ__, include(__JJ_LT_JJ__span class=”hljs-string”__JJ_GT_JJ__’home.urls’__JJ_LT_JJ__/span__JJ_GT_JJ__, namespace=__JJ_LT_JJ__span class=”hljs-string”__JJ_GT_JJ__’home’__JJ_LT_JJ__/span__JJ_GT_JJ__)), url(__JJ_LT_JJ__span class=”hljs-string”__JJ_GT_JJ__r’^user/’__JJ_LT_JJ__/span__JJ_GT_JJ__, include(__JJ_LT_JJ__span class=”hljs-string”__JJ_GT_JJ__’user.urls’__JJ_LT_JJ__/span__JJ_GT_JJ__, namespace=__JJ_LT_JJ__span class=”hljs-string”__JJ_GT_JJ__’user’__JJ_LT_JJ__/span__JJ_GT_JJ__)), url(__JJ_LT_JJ__span class=”hljs-string”__JJ_GT_JJ__r’^search/’__JJ_LT_JJ__/span__JJ_GT_JJ__, include(__JJ_LT_JJ__span class=”hljs-string”__JJ_GT_JJ__’search.urls’__JJ_LT_JJ__/span__JJ_GT_JJ__, namespace=__JJ_LT_JJ__span class=”hljs-string”__JJ_GT_JJ__’search’__JJ_LT_JJ__/span__JJ_GT_JJ__)), url(__JJ_LT_JJ__span class=”hljs-string”__JJ_GT_JJ__r’^topic/’__JJ_LT_JJ__/span__JJ_GT_JJ__, include(__JJ_LT_JJ__span class=”hljs-string”__JJ_GT_JJ__’topic.urls’__JJ_LT_JJ__/span__JJ_GT_JJ__, namespace=__JJ_LT_JJ__span class=”hljs-string”__JJ_GT_JJ__’topic’__JJ_LT_JJ__/span__JJ_GT_JJ__)), url(__JJ_LT_JJ__span class=”hljs-string”__JJ_GT_JJ__r’^food/’__JJ_LT_JJ__/span__JJ_GT_JJ__, include(__JJ_LT_JJ__span class=”hljs-string”__JJ_GT_JJ__’food.urls’__JJ_LT_JJ__/span__JJ_GT_JJ__, namespace=__JJ_LT_JJ__span class=”hljs-string”__JJ_GT_JJ__’food’__JJ_LT_JJ__/span__JJ_GT_JJ__)), ]

    视图

    Django中有两种视图，分别是Function Base View（函数视图）和Class Base View（类视图）。

    函数视图的优势是：

    1. 逻辑更清晰
    2. 使用简单

    类视图的优势是：

    1. 更易重用代码
    2. 灵活地利用mixin

    视图编写原则：

    1. 保持简洁，减少嵌套代码，适当使用decorator。
    2. 保持视图名称多可读性。
    3. 当业务复杂和可提取时，把业务转移到services层，保持视图的简洁。

    模型

    模型使用原则：

    1. Django提供的ORM大大减轻了我们的工作，在开发时尽量使用ORM提供的方法，减少手动编写SQL语句。
    2. 理解数据库设计规范，Model的好坏直接决定系统的稳定性。
    3. 理解one-to-one（OneToOneField），one-to-manyhe（ForeignKey）和many-to-many（ManyToManyField）的使用场景。
    4. 理解query和Aggregation。
    5. 理解transaction和index的使用场景。

    用户

    Django在django.contrib.auth.models
    里提供了默认的用户模型，一般情况下我们只需要直接使用这个类就行了。如果需要扩展一个自定义的用户模型，最好是继承django.contrib.auth.models的AbstractUser类，如下所示：

    class User(AbstractUser):
    following = models.ManyToManyField('self', blank=True, related_name='followers', symmetrical=False)

    默认的用户验证是通过username和password这两个字段，如果想要自定义用户验证，则可以如下建立一个验证的backend，然后在settings的AUTHENTICATION_BACKENDS中添加这个类。

    class EmailAuthBackend(object):
    def authenticate(self, username=None, password=None):
        try:
            user = User.objects.get(email=username)
            if user.check_password(password):
                return user
            return None
        except User.DoesNotExist:
            return None

    def get_user(self, user_id):
        try:
            return User.objects.get(pk=user_id)
        except User.DoesNotExist:
            return None

    在django.contrib.auth.views中提供了许多用户相关的视图，例如：login，logout等，我们无须手动地实现登录和登出用户的操作，直接调用这两个视图即可。

    Admin

    Django本身集成了一个功能强大的Admin，使得开发者不需要编写后台就能方便地对数据进行CURD操作，大多数情况下，我们直接使用Django提供的Admin即可完成需求。

    Admin使用原则：

    1. ModelAdmin中，用fields代替exclude。
    2. 添加相应的verbose，使Admin的可读性更好。
    3. 合适地添加Model Action。
    4. 添加合适的list_display，ordering和filter，使数据的显示更加友好。

    日志

    日志使用原则：

    1. 每个模块有独自的logger，可使用logger = logging.getLogger(__name__)实现。
    2. 为log设置适当的等级，理解DEBUG、CRITICAL、ERROR、WARNING、INFO的差异，如：
      • DEBUG: 打印和调试使用（代替print）。
      • INFO: 普通的系统信息。
      • WARNING: 描述异常的错误信息。
      • ERROR: 描述严重错误发生的信息。
      • CRITICAL: 描述系统发生崩溃的错误信息。
    3. 设置合适的Formatters，打印直观的信息。

    表单

    表单使用原则：

    1. 使用clean或clean_ 方法来验证表单字段。
    2. 当表单与model有耦合时，使用ModelForm。
    3. 不要忘记在模版中的 里添加 {% csrf_token %}标签。
    4. 用form.field.errors代替自定义的错误显示。
    5. 用form.is_valid()来验证表单的合法性。
    6. 当ModelForm的模型涉及关联字段时，通过form.save(commit=False)来保存模型，再在模型上添加关联信息。

    Signal

    Django在django.db.models.signals里提供了许多关于Signal的钩子函数，例如post_save，pre_save等，使得模型在修改时可以触发一系列的自定义操作，但Signal在实际使用中不可滥用，并且在不是最佳情况下你应该避免使用它。

    缓存

    缓存可以减轻数据库查询的负担，合理使用缓存能对网站性能提升明显。

    django.core.cache中提供了cache，它提供了类似dict的API，把数据存储在内存。但有些时候，只使用默认的cache往往是不够看的，这时候用外接的缓存数据库会是一个更好的选择，例如Memcached，Redis。

    当我们决定了使用其它的缓存引擎时，需要在settings中作出相应的配置，如下所示（django-redis）：

    CACHES = {
    "default": {
        "BACKEND": "django_redis.cache.RedisCache",
        "LOCATION": "redis://127.0.0.1:6379/1",
        "OPTIONS": {
            "CLIENT_CLASS": "django_redis.client.DefaultClient",
        }
    }
}

    接着我们便可以像使用原来接口那样调用新接口了

    datas = cache.get(DATA_KEY, None)
if not datas:
    datas = queryset.all()
    cache.set(DATA_KEY, datas, timestamp)
# 使用datas

    会话

    通过request.cookie和request.session能够方便地处理当前请求地会话。

    会话使用原则：

    1. 敏感信息切勿用cookie存储，多数情况下应使用session，并且考虑加密。
    2. 适当设置会话的过期时间。
    3. 妥当存储settings的SECRET_KEY。

    Util

    在实际开发中，往往需要用到一些‘工具函数’，例如分页，view decorator等，这时候我们可以建一个叫utils(或者common)的模块，里面存放这些工具函数。

    在我们编写工具函数／类时，首先要考虑我们是否在重复造轮子，django在django.utils中提供了许多有用的工具方法供我们使用。

    数据迁移

    django集成的Migrations提供了数据迁移的功能。假如你修改了数据库的schema（model），只需要两条命令便可实现数据的迁移。

    python manage.py makemigrations
python manage.py migrate

    Fixture

    在测试和部署项目时，会想用到一些初始化的假数据，这时候fixture就排得上用场了，使用manage.py dumpdata命令可以从数据库中把数据导出并硬编码为json、yaml等文件，使用manage.py loaddata 命令则可以从fixture中读取数据并把数据迁移到数据库。

    异步任务

    在Web开发中有时会遇到一些耗时任务，但我们又不能让用户等待，那么异步任务队列就是一个不错的选择，具体做法是把耗时任务放进消息队列中，交给后台进程处理，web应用程序返回响应给用户。

    Celery
    Celery是一个分布式任务队列系统，它是一个专注于实时处理的任务队列，同时也支持任务调度。
    使用celery还需要一个BROKER，可以是RabbitMQ或者Redis等。
    在django使用Celery需要作一些配置：

    BROKER_URL = 'redis://localhost:6379'
CELERY_RESULT_BACKEND = 'redis://localhost:6379'
CELERY_ACCEPT_CONTENT = ['application/json']
CELERY_TASK_SERIALIZER = 'json'
CELERY_RESULT_SERIALIZER = 'json'

    让celery检测任务：

    import os
from celery import Celery
from django.conf import settings

os.environ.setdefault('DJANGO_SETTINGS_MODULE', 'project.settings')

app = Celery('project')

app.config_from_object('django.conf:settings')
app.autodiscover_tasks([])

    定义任务：

    @task
def add(a, b):
    return a + b

# ... views.py
add.delay(1, 2) # 让celery执行任务

    REST

    Django-rest-framwork是最好的选择。

    Web服务器

    在wsgi服务器和http服务器的搭配上有常见的几种选择，如：

    1. Nginx + uWSGI
    2. Nginx + Gunicorn
    3. Apache + mod_wsgi

    应该根据实际情况选择合适的搭配。

    邮件服务

    要使用django的邮件服务，需要在settings里配置邮箱的设置，在使用之前，还需要在邮箱的服务商中开启smtp服务。

    EMAIL_HOST = os.getenv('EMAIL_HOST')
EMAIL_HOST_USER = os.getenv('EMAIL_HOST_USER')
EMAIL_HOST_PASSWORD = os.getenv('EMAIL_HOST_PASSWORD')
EMAIL_PORT = 25
EMAIL_USE_TLS = True

    第三方库

    ‘Dont’t Repeat Youself’是Django的信条，Django社区拥有大量地第三方库和模块，多数情况下我们都可以找到合适的库来应用到自己的项目中。

    获取第三方库的渠道：

    PyPI

    Gtihub

    Django Packages

    安全

    django自身包含了一些安全特性，如XSS，CSRF，SQL注入防护等。

    安全原则：

    1. 开启csrf保护
    2. 妥善保管SECRET_KEY
    3. 生产环境中关闭DEBUG
    4. 谨慎处理用户上传内容
    5. 有必要的话使用HTTPS

    国际化

    如果项目中需要用到国际化时，可以使用Django内建的i18n支持。

    单元测试

    单元测试编写原则：

    1. 测试最小化。每个测试只测试一个view/model/method。
    2. 使用mock代替耗时的数据库调用。
    3. 分离测试文件，使测试扁平化。
    4. 提高测试覆盖率。

    测试工具：
    coverage：代码测试覆盖率检测工具。
    nosetests：Python的单元测试框架。

    版本控制

    版本控制的工具可根据情况选择Git或SVN。

    版本控制的代码托管平台选择有不少，常用的是Github，Bitbucket，如果追求速度，可选择墙内的托管平台。

    持续集成

    持续集成强调开发人员提交了新代码之后，立刻进行构建、（单元）测试。根据测试结果，我们可以确定新代码和原有代码能否正确地集成在一起。

    持续集成工具：
    jenkins
    travis

        原文作者：SQL
        原文地址: https://juejin.im/entry/582bd7cc2e958a0069b0b9b9
        本文转自网络文章，转载此文章仅为分享知识，如有侵权，请联系博主进行删除。
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