Django中间件

一、Django中间件的概念

中间件是一个用来处理Django的请求和响应的框架级别的钩子。也就是在请求与响应的时候，可以做一些额外的控制操作；
它是一个轻量、低级别的插件系统，用于在全局范围内改变Django的输入和输出。
每个中间件组件都负责做一些特定的功能。

但是由于其影响的是全局，所以需要谨慎使用，使用不当会影响性能。

简单说中间件是帮助我们在视图函数执行之前和执行之后都可以做一些额外的操作；
Django中间件本质上就是一个自定义类，类中定义了几个方法，Django框架会在请求的特定的时间去执行这些方法。

中间件位于web服务端与url路由层之间，如下图；

中间件在settings.py中配置

MIDDLEWARE = [
    'django.middleware.security.SecurityMiddleware',
    'django.contrib.sessions.middleware.SessionMiddleware',
    'django.middleware.common.CommonMiddleware',
    'django.middleware.csrf.CsrfViewMiddleware',
    'django.contrib.auth.middleware.AuthenticationMiddleware',
    'django.contrib.messages.middleware.MessageMiddleware',
    'django.middleware.clickjacking.XFrameOptionsMiddleware',
]

#MIDDLEWARE配置项是一个列表(列表是有序的，记住这一点，后面你就知道为什么要强调有序二字)；
#列表中是一个个字符串，这些字符串其实是一个个类，也就是一个个中间件；
#请求进来的时候从上而下依次走中间件，响应的时候相反；

二、自定义中间件

Django自带了七个中间件，我们也可以自定义一些中间件；

每个中间件可以定义五个方法，分别是：（主要的是process_request和process_response）

process_request(self,request)
process_view(self, request, view_func, view_args, view_kwargs)
process_template_response(self,request,response)
process_exception(self, request, exception)
process_response(self, request, response)

以上方法的返回值可以是None或一个HttpResponse对象，如果是None，则继续按照django定义的规则向后继续执行，

如果是HttpResponse对象，则直接将该对象返回给用户。

自定义中间件演示：

1、process_request和process_response方法演示

当用户发起请求的时候会依次经过所有的的中间件，这个时候的请求依次走process_request,最后到达views的函数中，

views函数处理后，在依次穿过中间件，这个时候是走process_response,最后返回给请求者。

在app01中新建一个目录，在新目录中新建一个mdzz.py文件，首先就是导入Django提供的中间件模块

mdzz.py内容如下：

from django.utils.deprecation import MiddlewareMixin
from django.shortcuts import HttpResponse

class Md1(MiddlewareMixin):
    def process_request(self,request):
        print("Md1请求")

    def process_response(self,request,response):
        print("Md1返回")
        return response


class Md2(MiddlewareMixin):
    def process_request(self,request):
        print("Md2请求")

    def process_response(self,request,response):#
        print("Md2返回")
        return response

urls.py

# 新增index路由
from django.conf.urls import url
from django.contrib import admin
from app01 import views

urlpatterns = [
    url(r'^admin/', admin.site.urls),
    url(r'^login/', views.login),
    url(r'^index/', views.index),   # 新增index路由
    url(r'^home/', views.MyHome.as_view()),
]

views.py

def index(request):
    print("view view view!")
    return HttpResponse("ok_view")

在settings.py的MIDDLEWARE里注册自己定义的中间件(注意路径格式)：

启动Django，访问127.0.0.1:8000/index   结果如下：

注意：比如当请求到达Md1的时候，被中间件检测到有不符合的情况，直接被返回了，

此时那个中间件(Md1)就会从它同级的中间件(也就是Md1它自己)往回走(response—>request)，

就算后面还有其他中间件，也不会往下进行了，更不会到达view视图，如下图；

代码演示：

mdzz.py

from django.utils.deprecation import MiddlewareMixin
from django.shortcuts import HttpResponse

class Md1(MiddlewareMixin):

    def process_request(self,request):
        print("Md1请求")
        return HttpResponse("Md1中断")   # 在此处中断了
    
    def process_response(self,request,response):
        print("Md1返回")
        return response

class Md2(MiddlewareMixin):

    def process_request(self,request):
        print("Md2请求")

    def process_response(self,request,response):#
        print("Md2返回")
        return response

结果如下:

process_request和process_response的总结：

中间件的process_request方法是在执行视图函数之前执行的。

当配置多个中间件时，会按照MIDDLEWARE中的注册顺序，也就是列表的索引值，从前到后依次执行的。

不同中间件之间传递的request都是同一个对象多个中间件中的process_response方法是按照MIDDLEWARE中的注册顺序倒序执行的，
也就是说第一个中间件的process_request方法首先执行，而它的process_response方法最后执行；
最后一个中间件的process_request方法最后一个执行，它的process_response方法是最先执行。

2、process_view

process_view(self, request, view_func, view_args, view_kwargs)

该方法有四个参数:

    request是HttpRequest对象。

    view_func是Django即将使用的视图函数。 （它是实际的函数对象，而不是函数的名称作为字符串。）

    view_args是将传递给视图的位置参数的列表.

    view_kwargs是将传递给视图的关键字参数的字典。 view_args和view_kwargs都不包含第一个视图参数（request）

process_view执行时间说明：

process_request方法都执行完后，匹配路由，找到要执行的视图函数，但先不执行视图函数，会先执行中间件中的process_view方法，
process_view方法若返回None，Django会继续处理请求，执行其他中间件的process_view方法，所有process_view方法执行完后再执行视图函数。

如下图：假如中间件3 的process_view方法返回了HttpResponse对象，则4,5,6的process_view以及视图函数都不执行，
会直接从最后一个中间件，也就是中间件6的process_response方法开始倒序执行；

process_view代码演示：

mdzz.py

from django.utils.deprecation import MiddlewareMixin
from django.shortcuts import HttpResponse

class Md1(MiddlewareMixin):

    def process_request(self,request):
        print("Md1请求")

    def process_response(self,request,response):
        print("Md1返回")
        return response

    def process_view(self, request, callback, callback_args, callback_kwargs):
        print("Md1 view")


class Md2(MiddlewareMixin):

    def process_request(self,request):
        print("Md2请求")

    def process_response(self,request,response):#
        print("Md2返回")
        return response

    def process_view(self, request, callback, callback_args, callback_kwargs):
        print("Md2 view")

结果如下：

如上面说的，出现某个process_view返回的情况：

mdzz.py

from django.utils.deprecation import MiddlewareMixin
from django.shortcuts import HttpResponse

class Md1(MiddlewareMixin):

    def process_request(self,request):
        print("Md1请求")

    def process_response(self,request,response):
        print("Md1返回")
        return response

    def process_view(self, request, callback, callback_args, callback_kwargs):
        print("Md1 view")
        return HttpResponse("Md1 view 中断！")    # 这里返回了


class Md2(MiddlewareMixin):

    def process_request(self,request):
        print("Md2请求")

    def process_response(self,request,response):#
        print("Md2返回")
        return response

    def process_view(self, request, callback, callback_args, callback_kwargs):
        print("Md2 view")

结果：

3、process_exception

process_exception(self, request, exception)

该方法两个参数:

    一个HttpRequest对象；

    一个exception是视图函数异常产生的Exception对象；

process_exception执行说明：

这个方法只有在视图函数中出现异常了才执行，它返回的值可以是一个None也可以是一个HttpResponse对象。
如果是HttpResponse对象，Django将调用模板和中间件中的process_response方法，并返回给浏览器，否则将默认处理异常。
如果返回一个None，则交给下一个中间件的process_exception方法来处理异常。它的执行顺序也是按照中间件注册顺序的倒序执行。

因为视图函数中无异常，process_exception方法不执行，那么直接在视图函数中制造一个异常演示：

views.py

def index(request):
    print("view view view!")
    raise ValueError("这是手动制造的异常")   # 异常
    return HttpResponse("ok_view")

mdzz.py

from django.utils.deprecation import MiddlewareMixin
from django.shortcuts import HttpResponse

class Md1(MiddlewareMixin):

    def process_request(self,request):
        print("Md1请求")
        # return HttpResponse("Md1中断")

    def process_response(self,request,response):
        print("Md1返回")
        return response

    def process_view(self, request, callback, callback_args, callback_kwargs):
        print("Md1 view")
        # return HttpResponse("Md1 view 中断！")

    def process_exception(self,request,exception):
        print("md1 process_exception")

        return HttpResponse(str(exception))

class Md2(MiddlewareMixin):

    def process_request(self,request):
        print("Md2请求")

    def process_response(self,request,response):
        print("Md2返回")
        return response

    def process_view(self, request, callback, callback_args, callback_kwargs):
        print("Md2 view")

    def process_exception(self,request,exception):
        print("md2 process_exception")

结果：

4、process_template_response(用的比较少)

process_template_response(self, request, response)

它的参数，一个HttpRequest对象，response是TemplateResponse对象（由视图函数或者中间件产生）

process_template_response是在视图函数执行完成后立即执行，但是它有一个前提条件，

那就是视图函数返回的对象有一个render()方法（或者表明该对象是一个TemplateResponse对象或等价方法）。

代码演示：

views.py

class Test:
    def __init__(self,status,msg):
        self.status=status
        self.msg=msg
    def render(self):
        import json
        dic={'status':self.status,'msg':self.msg}

        return HttpResponse(json.dumps(dic))


def index(response):
    return Test(True,'测试')

mdzz.py

from django.utils.deprecation import MiddlewareMixin
from django.shortcuts import HttpResponse

class Md1(MiddlewareMixin):

    def process_request(self,request):
        print("Md1请求")
        # return HttpResponse("Md1中断")

    def process_response(self,request,response):
        print("Md1返回")
        return response

    def process_view(self, request, callback, callback_args, callback_kwargs):
        print("Md1 view")
        # return HttpResponse("Md1 view 中断！")

    def process_exception(self,request,exception):
        print("md1 process_exception")
        return HttpResponse(str(exception))

    def process_template_response(self, request, response):
        print("MD1 中的process_template_response")
        return response


class Md2(MiddlewareMixin):

    def process_request(self,request):
        print("Md2请求")

    def process_response(self,request,response):
        print("Md2返回")
        return response

    def process_view(self, request, callback, callback_args, callback_kwargs):
        print("Md2 view")

    def process_exception(self,request,exception):
        print("md2 process_exception")

    def process_template_response(self, request, response):
        print("MD2 中的process_template_response")
        return respons

三、中间件应用场景

1、做IP访问频率限制

某些IP访问服务器的频率过高，进行拦截，比如限制每分钟不能超过20次。

2、URL访问过滤

如果用户访问的是login视图（放过）

如果访问其他视图，需要检测是不是有session认证，已经有了放行，没有返回login，这样就省得在多个视图函数上写装饰器了；

Django请求流程图：