Django组件_tuxedo中间件

Django组件_tuxedo中间件什么是Django中间件中间件(Middleware)是一个用来处理Django的请求(Request)和响应(Response)的框架级别的钩子,它是一个轻量、低级别的插件系统,用于在全局范围内改

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什么是Django中间件

  中间件(Middleware)是一个用来处理Django的请求(Request)和响应(Response)的框架级别的钩子,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。
 
  当用户在网站中进行某个操作时,这个过程是用户向网站发送HTTP请求(Request);而网站会根据用户的操作发返回相关的网页内容,这个过程称为响应处理(Response)。从请求到响应的过程中,当Django接收到用户请求时,首先经过中间件处理请求信息,执行相关的处理,然后将处理结果返回给用户。
Django组件_tuxedo中间件
  从上图中可清晰的看到,中间件的作用是处理用户请求信息和返回响应内容。开发者可以根据自己的开发需求自定义中间件,只要将自定义的中间件添加到配置属性MIDDLEWARE中即可激活,一般情况下,Django默认的中间件配置均可满足大部分开发需求
 

中间件的定义过程

  中间件在settings.py的配置属性MIDDLEWARE中进行配置,在创建项目是,Django已默认配置了7个中间件,每个中间件的说明如下:

  • SecurityMiddleware:内置的安全机制,保护用户与网站的通信安全
  • SessionMiddleware:会话Session功能
  • CommonMiddleware:处理请求信息,规范化请求内容
  • CsrfViewMiddleware:开启CSRF防护功能
  • AuthenticationMiddleware:开启内置的用户认证系统
  • MessageMiddleware:开启内置的信息提示功能
  • XFameOptionsMiddleware:防止恶意程序电脑及劫持

  为了深入了解中间件的定义过程,我们在Pycharm里打开并查看某个中间件的源码文件,分析中间件的定义过程,以中间件SessionMiddleware为例,源码如下:

class SessionMiddleware(MiddlewareMixin):
    def __init__(self, get_response=None):
        self.get_response = get_response
        engine = import_module(settings.SESSION_ENGINE)
        self.SessionStore = engine.SessionStore

  中间件SessionMiddleware继承父类MiddlewareMixin,父类MiddlewareMixin只定义函数__init____call__,而中间件SessionMiddleware除了重写父类的__init__之外,还定义了钩子函数process_requestprocess_response
 
  一个完整的中间件设有5个钩子函数,Django将用户请求到网站响应的过程进行阶段划分,每个阶段对应执行某个钩子函数,每个钩子函数的运行说明如下。

  • process_request():完成请求对象的创建,但用户访问的网址尚未与网站的路由地址匹配。
  • process_view():完成用户访问的网址与路由地址的匹配,但尚未执行视图函数。
  • process_exception():在执行视图函数的期间发生异常,比如代码异常,主动抛出404异常等。
  • process_response():完成视图函数的执行,但尚未将响应内容返回浏览器
  • process_template_response():默认不执行,在视图函数完成操作后调用,除非视图函数返回的response中有render方法(几乎不会用,可以忽略)

 

实战案例

  先来做准备工作,新建一个项目middleware_demo,创建一个子应用middleware_app并在settings.py中注册,首先配置好路由地址,代码如下

# middleware_demo.urls.py
urlpatterns = [
    path('middleware/', include('middleware_app.urls')),
]

# middleware_app.urls.py
urlpatterns = [
    path('', views.index, name="index")
]

路由配置完成后,创建视图函数index,代码如下:

def index(request):
    print("中间件首页")
    return HttpResponse('中间件首页')

准备工作做完后,我们在middleware_app应用中创建middlewares.py文件,填写如下代码:

class FirstMiddleware(MiddlewareMixin):
    def process_request(self, request):
        """
        生成请求对象,路由匹配之前
        :param request:
        :return:
            如果返回response: 调用当前中间件的process_response处理
            如果返回None:调用下一个中间件的process_request处理
        """
        print("firstMiddleware request")

    def process_view(self, request, view_func, view_args, view_kwargs):
        """
        路由匹配完成,视图函数调用之前
        :param request:
        :param view_func: url路由匹配到的视图函数
        :param view_args: 视图函数的可变参数
        :param view_kwargs: 视图函数的可变关键字参数
        :return:
            如果返回response:调用最后一个中间件的process_response开始处理
            如果返回None:调用下一个中间件的process_view处理
        """
        """"""
        print("firstMiddleware process view")

    def process_exception(self, request, exception):
        """
        视图函数发生异常时
        :param request:
        :param exception: 处理过程中抛出的异常对象
        :return:
            如果返回response:之后的process_exception都不会触发,而是直接调用最后一个中间件的process_response处理
            如果返回None:调用上一个中间件的process_exception处理
        """
        print("firstMiddleware process exception")

    def process_response(self, request, response):
        """
        视图函数执行后,响应内容返回浏览器之前
        :param request:
        :param response:
        :return:
            response:调用上一个中间件的process_response处理
        """
        print("firstMiddleware process response")
        return response

然后将自定义的中间件插入到settings.py的中间件列表中如下:

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_app.middlewares.FirstMiddleware',
]

因为中间件是有先后顺序的,所以我们一般自定义的都放在列表最后
 

接下来我们访问路由127.0.0.1/middleware/,查看Pycharm控制台的日志输出

firstMiddleware request
firstMiddleware process view
中间件首页
firstMiddleware process response

我们可以很清楚的看到请求的执行顺序,下面我们来总结一下

  • 1.用户发送请求
  • 2.执行process_request
  • 3.urlconf路由匹配,找到对应的视图函数
  • 4.执行视图预处理方法process_view
  • 5.视图函数
  • 6.process_template_response(如果视图函数返回的response,有render方法,没有则这一步不会执行)
  • 7.执行process_response
  • 8.返回response到用户

  其中,在视图函数和process_template_response处理过程中,如果出现 exception ,那么就会倒序执行中间件的process_exception
 

常见自定义中间件功能

  总之,你如果有对全局requestresponse的操作需求,那么就可以使用中间件,例如:

  1. IP过滤:对一些特定IP地址返回特定响应
  2. URL过滤:如果用户访问的是login视图,则通过;如果访问其他视图,需要检测是不是有session已经有了就通过,没有就返回login页面。这样就不用在多个视图函数上写装饰器login_required
  3. 内容压缩:response内容实现gzip的压缩,返回压缩后的内容给前端
  4. CDN:内容分发网络,实现缓存,如果缓存中有数据直接返回,没有找到缓存再去请求视图
  5. URL过滤:某个子应用升级暂停使用,某个特定的path路径下的请求,返回一个特定页面
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