django框架--路由系统

目录

• 一、路由系统理解
• 二、路由系统功能划分
• 三、路由表创建
  • 创建工具
  • 二级路由
  • 路由别名
  • 动态路由及重定向
• 四、自定义错误页面
• 五、图示路由系统在框架中的定位
• 六、路由系统的进阶想法

一、路由系统理解

系统功能：根据用户访问的不同url，执行对应的视图函数。
web服务器可以根据用户访问的url地址的不同，返回相应的html页面，而html的页面渲染由视图函数处理，这就需要有一个模块负责分析用户访问的url地址，并根据预先定义的映射规则，将请求分发到不同的视图函数中进一步处理，负责这个工作的模块就是web框架中的路由系统。路由系统的工作总结起来就是：制定路由规则，分析url，分发请求到响应视图函数中。

路由系统的路由功能基于路由表，路由表是预先定义好的url和视图函数的映射记录，换句话说，可以理解成将url和视图函数做了绑定，映射关系有点类似一个python字典:

url_to_view_dic = {
    '路径1': view_func_1,
    '路径2': view_func_2,
    '路径n': view_func_n,
    ...
}

路由表的建立是控制层面，需要在实际业务启动前就准备完毕，即：先有路由，后有业务。
一旦路由准备完毕，业务的转发将会完全遵从路由表的指导：

去往路径1的request --> 被路由器分发到view_func_1函数处理
去往路径2的request --> 被路由器分发到view_func_2函数处理
去往路径n的request --> 被路由器分发到view_func_n函数处理
...

---

二、路由系统功能划分

路由系统的本质功能是：指路，针对一次路由请求，返回下一跳转发地址。
任何路由系统都将涵盖至少如下两个核心功能：

路由器的核心功能：(非常重要!!!!)
1、创建路由表（控制层面） ----> 用户定义
2、路由分发（转发层面） ----> django框架自动处理

---

三、路由表创建

创建工具

django框架中的工具：re_path和path
所有的web请求都将以django项目目录下的urls.py文件作为路由分发主入口,所以如果要完成最简单的路由功能，只需要在此文件中预先配置好路由表即可。re_path是django v1的工具，path是django v2的工具，后者兼容前者。

# 项目urls.py文件, 目前两种工具可以任选使用
re_path(r'home/', views.index)
path('articles/<int:id>', views.show_article) 

路由的匹配顺序是自上而下，一旦匹配即执行对应视图函数，便不再继续匹配。
所以路由表条目的顺序很重要，有严格要求的路径应该放前面，宽松要求甚至可以聚合的路径应该放后面。匹配成功后的视图函数以如下形式执行：

# 执行接口: view_func(request, *args, **kw)
# 参数是固定的request对象以及由re_path或path捕获的无名分组/有名分组参数

views.index(request)
views.show_article(request, id)

如下是一张简单的路由表配置：

# urls.py文件

urlpatterns = [
    # 自带后台管理页面路由
    path('admin/', admin.site.urls),
    
    # 新增
    re_path(r'^add/author/$', views.add_author),
    re_path(r'^add/book/$', views.add_book),
    
    # 删除
    re_path(r'delete/author/(d+)', views.delete_author),
    re_path(r'delete/book/(d+)', views.delete_book),
    
    # 修改
    re_path(r'edit/author/(d+)', views.edit_author),
    re_path(r'edit/book/(d+)', views.edit_book),
]

特别注意1，django路由系统只会针对url进行匹配，并不会再额外考虑method或者其他request中的属性，这也意味着仅仅只需考虑url即可。（当然，我觉得后续如有需要，可以增加匹配因子，以便做到更精准的匹配）

特别注意2，在浏览器中访问某一个url，如果路径结尾没有添加/，在django框架中会被自动添加结尾的/。在路由表中，匹配路径的时候要关注/，即：re_path(r'home/')，换句话说，可以认为在django的环境下，路径pathinfo是必须有后导/的。

---

二级路由

二级路由的意思就是把项目urls文件中的路由整理划分，分布到各自的应用目录urls文件中，以此实现：
1、降低项目urls路由文件中路由数量，由各自应用urls路由文件承担
2、解耦整个项目的路由表，出现路由问题的时候可以单独在二级路由表中处理
3、多级路由以树形结构执行查询，在路由数量很大的时候，可以比单路由表有更快的查询速度

用include实现二级路由表,二级路由会将在一级路由匹配到的url截断后再发送给子路由表继续匹配。以如下一级路由表为例，如果服务器收到一个http://www.xxx.com:8080/game/user/add/?name=a&pswd=b的请求，首先会匹配一级路由表中的game/并将截断后的user/add/发送到二级路由表继续匹配。

re_path(r'game/', include('game_app.urls')),
re_path(r'chat/', include('chat_app.urls')),
re_path(r'vidio/', include('vidio_app,urls'),

---

路由别名

因为路由url会被频繁引用，所以会带来修改时工作量过大的问题，解决办法是启用一个别名来代替url原始url，在所有引用的地方使用别名，这样原始url不论如何修改，都会被正确指向。当然，这个前提是，别名不能发生修改，否则同样要变动所有引用此别名的地方，所以别名的定义非常重要。此外，路由别名的作用域是全局，它是一个全局变量，这也意味着使用路由别名也有重名覆盖的风险。
使用路由别名的目的是获取原始url，如果原url有动态部分，需要在解析的时候传入对应参数来明确动态部分。

路由别名重名覆盖风险的解决方法：
1、在全局urls中定义每一个二级路由的namespace
2、在每一个二级路由urls中定义app_name
3、在别名定义的时候加上区分前缀如：app01-home, app02-home

别名的使用场景：

# 在模板中使用：
{% url '别名' *args, **kw %}

# 在视图函数中使用：
reverse('别名', *args, **kw)

---

动态路由及重定向

动态路由
所谓的动态路由，其实就是聚合大量同类的url，并用re规则执行匹配并获取动态数据部分。

# re_path:
re_path(r'articles/(?P<id>d+)'), show_article)  ---> show_article(request, id=id)

# path:
path('articles/<int:id>', show_article) ---> show_article(request, id=id)

重定向
return redirect(某一个具体网址，可来自于反向解析的结果)

---

四、自定义错误页面

固定流程如下：
settings.py中DEBUG改为False，ALLOWD_HOSTS改为['*']
templates中新建对应的404.html, 500.html等
urls中定义:

handler404 = views.page_not_found
handler500 = views.server_error

views中配置对应函数：

def page_not_found(request):
    return render(request, '404.html')
    
def server_error(request):
    return render(request, '500.html')

---

五、图示路由系统在框架中的定位

每次请求到服务器，执行路由的流程图

伪代码实现以上图示

# 启动路由分发过程
def route(environ, route_table):
    url = environ.url
    view_func = None
    
    # 遍历路由表
    for map in route_table:
        if url == map[0]:
            view_func= map[1]
            break

    return view_func

# 执行视图函数处理过程
def start_handle(environ, view_func):
    if view_func:
        return view_func(environ)
    else:
        return page_not_found(environ)

# web服务器主循环
def run():
    # 循环处理每一次的请求
    while True:
        # 从tcp中获取当前客户端请求的http字节数据
        request_bytes = server.recv(1024)

        # 根据http协议解析，得到http数据
        request_http_data = http_parse(request_bytes.decode('utf-8'))

        # web框架进一步处理http数据，封装成方便使用的environ对象
        environ = build_environ(request_http_data)

        # 根据当前请求的url，在路由表中找到对应的视图函数 ---> 路由系统的工作界面
        view_func = route(environ, route_table)

        # 启动视图函数，处理当前请求的具体内容, 返回处理结果
        response = start_handle(environ, view_func)

        # 按照http协议拆解web框架封装好的response对象，得到http字符串
        response_http_data = http_encapsulation(response)

        # 发送http字节数据给客户端
        server.send(response_http_data.encode('utf-8'))

if __name__ == '__main__':
    run()

---

六、路由系统的进阶想法

进阶考虑：
路由器收到请求request后，转发到后端另一台机器上执行，然后使用协程异步，处理其他的reqeust请求。如果请求得到的响应，再切换回协程，然后执行响应。这样可以实现入口服务器作为所有请求的承接者，然后转发到对应的后面不同业务服务器处理各自的业务，可以把业务分离到不同的机器上，而且此时入口服务器也可以处理并发请求。
即：多个服务器上均部署django，多台服务器之间的django可以相互通信，这样可以实现一个类似服务器集群的效果，可以完成负载均衡和备份的效果。