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Python探索之URL Dispatcher实例详解

2017年12月7日 - PHPer

URL
dispatcher简单点理解就是根据URL,将请求分发到相应的方法中去处理,它是对URL和View的一个映射,它的实现其实也很简单,就是一个正则匹配的过程,事先定义好正则表达式和该正则表达式对应的view方法,如果请求的URL符合这个正则表达式,那么就分发这个请求到这个view方法中。

有了这个base,我们先抛出几个问题,提前思考一下:

这个映射定义在哪里?当映射很多时,如果有效的组织?

URL中的参数怎么获取,怎么传给view方法?

如何在view或者是template中反解出URL?

好,先来看一个简单的例子:

from django.conf.urls import patterns, url, include
urlpatterns = patterns('',
  url(r'^articles/2003/$', 'news.views.special_case_2003'),
  url(r'^articles/(\d{4})/$', 'news.views.year_archive'),
)
urlpatterns += patterns('',
  url(r'^articles/(?P<year>\d{4})/(?P<month>\d{2})/$', 'news.views.month_archive'),
  url(r'model/', include('model_test.urls')),
)

这段代码就是一个URL
Dispatcher的例子,它在一个单独的python模块定义,Django中管这个模块叫做URLconf,其实,就是通过python代码方式实现的配置文件,在这个配置中定义了URL路径和对应的处理方法之间的映射。在Django中,是通过“树”的结构来管理URLconf之间的关系的,在Django中的主配置文件中,有一个叫做ROOT_URL_CONF的配置项,就是用来指定根URLconf,从根URLconf开始,逐条进行匹配,直到找到匹配项为止,这就是我们上面提到的第一个问题的答案,下面还会再仔细剖析。

在上面例子中,我们可以看到有3个方法:patterns, url, include。url方法构建了一个URL到View方法的映射关系对象,patterns将这些映射关系对象组织成为一个python的列表,那include是做什么的呢?它就是我们上面说到的“树”结构关系的联系者,include会关联其他的URLconf到本URLconf,也就是说include关联的是孩子节点。整个URL
dispatcher体系,就是由这三个方法构建起来的,下面我们重点来介绍这三个方法,了解了这三个方法,整个URL映射机制就会非常清楚了。

def patterns(prefix, *args):
  pass
def url(regex, view, kwargs=None, name=None, prefix=''):
  pass
def include(arg, namespace=None, app_name=None):
  pass

url()

先来看下最重要的url()方法。第一个参数regex是代表URL的正则表达式,第二个参数指定了和该正则表达式映射的View,此外,还可以通过kwargs参数,给view方法指定默认的kwargs参数,还有name参数,用来命名该URL,主要用在URL反解中,至于prefix用处不大,不解释。

url()方法最终构造了一个对象,我们姑且叫它URL映射对象,当第一次访问这个对象去匹配URL时,它会把这个对象中的正则表达式编译一次,然后保存在该对象中,所以以后再次匹配时,就会很快,不会重复编译该正则表达式了。在这里正则匹配其实就是用就是python的re模块,使用过程大致如下:

# 第一次访问时,编译,然后保存在url对象中
regex = re.compile(regex_str, re.UNICODE)
# 每次URL访问时,进行正则匹配
match = regex.search(path)
kwargs = match.groupdict()
args = match.groups()

注意,这里涉及到了上面提到的第二个问题,即URL中的参数是如何获取,如何传递给view方法的。从URL中获取参数,其实是通过re模块中named
groups和non-named groups的概念来获取的,通过match.groupdict()得到的是named
groups,其实就是一个字典,字典的key是在URL中指定的,该字典会作为kwargs参数传递给view,而通过match.groups()得到的是non-named
groups,是一个元组,即tuple,该元组会作为args参数传递给view。不过,这里的args和kwargs是不能够同时存在的,当有kwargs不为空时,args就会被置空,当kwargs为空时,args才会被用到,而传递给view的kwargs就只有url()方法中指定的默认kwargs。也就是说,如果你在URL中使用了named
groups,那么non-named groups就会被忽略,如果只使用了non-named
groups,它才会被作为args参数,传递给view方法。

好,纠结了一大堆,还是来解析一下我们上面提到的例子,假如我们有url和view

urls:

url(r'^articles/(\d{4})/$', 'news.views.year_archive')
url(r'^articles/(?P<year>\d{4})/(?P<month>\d{2})/$', 'news.views.month_archive')

views:

def year_archive(request, *args, **kwargs):
  pass
def month_archive(request, *args, **kwargs):
  pass

当我们访问”articles/2014/”这个路径的时候,解析的过程如下:

>>> import re
>>> regex = re.compile(r'^articles/(\d{4})/$', re.UNICODE)
>>> match = regex.search("articles/2014/")
>>> match.groupdict()
{}
>>> match.groups()
('2014',)

所以最终传递给year_archive()方法中的参数应该是这样的:

(Pdb) pp args
(u'2014',)
(Pdb) pp kwargs
{}

当我们访问”articles/2014/11”这个路径时,解析的过程如下:

>>> import re
>>> regex = re.compile(r'^articles/(?P<year>\d{4})/(?P<month>\d{2})/$', re.UNICODE)
>>> match = regex.search("articles/2014/11/")
>>> match.groupdict()
{'year': '2014', 'month': '11'}
>>> match.groups()
('2014', '11')

所以最终传递给month_archive()方法中的参数应该是这样的:

(Pdb) pp args
()
(Pdb) pp kwargs
{'month': u'11', 'year': u'2014'}

再罗嗦一句,因为url()可以指定一个kwargs参数,它是该url关联的view()方法的默认kwargs参数,也就是说如果在url()方法中指定了kwargs,那么会将这个参数的内容,也传递到view方法中的kwargs参数中。

好,至此,url()方法基本上就清楚了,第二个问题也解决了,至于name参数,到下面讲到URL反解的时候再详细解释。

patterns()

接下来,我们来看patterns()方法,这个其实比较简单,它就是返回一个由url()方法构造的URL映射对象组成的列表。它有一个必填参数是prefix,这个prefix是它所包含的view的公共前缀,这么做是为了避免代码重复,比如:

urlpatterns = patterns('',
  url(r'^articles/(\d{4})/$', 'news.views.year_archive'),
  url(r'^articles/(\d{4})/(\d{2})/$', 'news.views.month_archive'),
  url(r'^articles/(\d{4})/(\d{2})/(\d+)/$', 'news.views.article_detail'),
)

可以写成:

urlpatterns = patterns('news.views',
  url(r'^articles/(\d{4})/$', 'year_archive'),
  url(r'^articles/(\d{4})/(\d{2})/$', 'month_archive'),
  url(r'^articles/(\d{4})/(\d{2})/(\d+)/$', 'article_detail'),
)

注意,由patterns()生成的列表,被赋值给urlpatterns这个变量,这个变量是不能随便定义的,必须是约定好的,默认django会去URLconf中查找这个变量,也许你可以在某个地方设定一个参数,来换个约定,改变一下这个变量名。

在2.0版本的Django中,会舍弃这个方法,而是直接赋值给urlpatterns一个列表,不做过多讨论。

include()

我们来说include(),这其实是个难点,关键在于URL反解那里,Django的文档也没有说清楚,而且关系也比较乱,所以,必须得实际的测试一下,才会明白。

上面说过,include()是“树”结构关系的联系者,include会关联其他的URLconf到本URLconf,靠include()才能够让Django的URL设计变得非常的灵活和简洁。include()有三个参数,第一个参数不必多说,它指定了要包含的其它URLconf的路径,关键是剩下的两个参数,一个是namespace,
一个是app_name,有什么用呢?其实,这两个参数再加上url()方法中的name参数,共同构成了Django中URL的命名空间,而命名空间主要是为了URL反解的,那什么是URL反解呢?我们现在能根据请求的一个URL路径,找到对应的view处理方法,那么反过来,我们在view方法中,或者是template中,根据传递过来的参数,能够解析出对应的URL,这就是URL反解。为什么需要URL反解呢?主要是为了不要把程序写死了,如果我们在html中直接把路径写死了,那么以后改起来就会非常的麻烦,所以常常会把这些可变的东西放到一个变量中,在程序中引用的是这个变量名,这是写程序的一个常识吧。所以,我们能从这个“树”中,从上到下,也得能够从下到上。

在template中进行反解使用的是{%url%}这个tag,在view中,进行反解,使用的是`django.core.urlresolvers.reverse()这个方法。

好,先来看一个最简单的例子:

mydjango/urls.py:

urlpatterns = patterns('',
  url(r'model/', include('model_test.urls')),
)

model_test/urls.py:

urlpatterns = patterns('',
  url(r'^$', views.index, name='index'),
)

mydjango/urls.py是根URLconf,它包含了model_test的URLconf,modul_test中的urlpatterns中有一个命名为index的url映射对象。

如果我们想在template中得到这个view对应的url的真实路径,那么用template的url tag就行了:

{% url 'index' %}

这样得到的结果就是: /model/。

同理,如果在view方法中,那么使用reverve()方法:

from django.core.urlresolvers import reverse
reverse("index")

得到的也是: /model/

在这个例子中,我们只使用到了url()方法中的name参数,并没有用到命名空间,因为这种简单的情况,没有产生混淆,还没有必要用到命名空间,使用命名空间的主要有以下两种情况:

当在一个项目中,有多个应用,应用中定义的url映射对象的name有可能有重复的,这样当进行反解时,Django就不能确定到底是哪个应用了

当在一个项目中,同一个应用,被部署多个实例时,这多个实例之间是共享定义的name url的,所以在进行反解时,也不能确定,到底是哪个实例

第一种情况,其实是比较好解决的,在每一个应用的include()中,指定不同的namespace参数就可以了,如:

mydjango/urls.py:

urlpatterns = patterns('',
  url(r'model/', include('model_test.urls', namespace='model')),
)

这样,在template中或者是reverse中,在name前需要加上namepace进行反解:

{% 'model:index' %}
or 
reverse("model:index")

这样就可以准确的反解到model_test这个应用中。

第二种情况,什么叫“一个应用,被部署多个实例”呢?其实就是这种情况:

urlpatterns = patterns('',
  url(r'model1/', include('model_test.urls')),
  url(r'model2/', include('model_test.urls')),
)

不同的路径下,引用的是相同的应用,同一个应用,被实例化了两次,这种情况,怎么进行区分呢?我能像第一种情况一样,在include中指定不同的namespace来解决问题吗?答案是可行的,但是不推荐。要知道,他们引用的是同一个应用,同一个应用意味着什么,意味着代码是一样的,你在同一份代码中,通过if/else来判断该反解到哪个namespace中,这个做法是非常不优雅的,严重违背了Django的DRY原则。

那Django通过什么办法来解决这个问题呢?它通过app_name + namespace +
current_app的方式来解决。namespace,
app_name分别为include()的第二个和第三个参数,app_name指定这个应用的名称,namespace指定这个应用某个实例的url的命名空间,current_app则是根据请求的路径,解析出的该url的命名空间,也就是namespace,在进行反解时,动态的将该current_app传递给反解的函数中,反解的函数就可以根据这个namespace,来确定应该反解到哪个实例中了。同一个应用的多个实例的app_name应该是相同的,而namespace应该是不同的。可能有点乱了,我们再来举个例子:

mydjango/urls.py:

urlpatterns = patterns('',
  url(r'model1/', include('model_test.urls', namespace='model_1', app_name="app")),
  url(r'model2/', include('model_test.urls', namespace='model_2', app_name="app")),
)

model_test/urls.py:

urlpatterns = patterns('',
  url(r'^$', views.index, name='index'),
)

model_test/views.py:

from django.shortcuts import render
from django.core.urlresolvers import reverse

def index(request):
  current_app = request.resolver_match.namespace
  print reverse("app:index", current_app=current_app)
  return render(request, 'model/index.html', current_app=current_app)

model_test/templates/model/index.html:

{% url 'app:index' %}

在view中,首先获得当前的namespace,然后通过current_app传递给reverse(),reverse就可以知道应该解析到哪个实例中了。同理,在templace中,也需要将current_app传递过去。这样,我们就可以动态的反解URL了:

当我们请求的路径是/model1/时,current_app就是model_1,再根据app_name,就可以准确的反解出该URL为:/model1/,
如果请求的路径是/model2/,那么current_app就是model_2,反解的路径就是/model2/。

虽然有点复杂,但是这种情况用的比较少,google了很久,才把这种情况大概弄清楚,也许理解的有不对的地方,待以后实践去检验,现在关键在于理解这种机制思想。

全文完,更多详细的内容,参见Django官方文档:https://docs.djangoproject.com/en/1.6/topics/http/urls

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