對於 Python 程序員來講，進行 Web 開發有不少現成的框架可供使用，好比Django、Flask、Tornado。而其中，**Django 多是最全面、同時最受歡迎的一個。**世界上最大的在線視頻網站 YouTube、最大的圖片分享網站 Instagram，都使用 Python + Django 開發。前端
做爲一個 Python Web 框架，它內置了全套工具，能夠開箱即用，也被稱爲**「完美主義者的最後框架」**。若是你想找一份 Python Web 開發的工做，Django 多是你最須要掌握的技能。python
今天給你們推薦一門 Django 課程——《Django Web 框架入門實戰》，沒有高深的概念、大段難懂的代碼，帶你從零入門 Django Web 開發，掌握 MVT 模型、模型類、數據模型關係、數據表、HTTP 請求、Cookie & session、後臺管理等 Django 知識點。mysql
（該課程是寫給初學者的，若是你已經把 Django 玩得很是 6 了，那麼這個課程不適合你。若是你是一個初學者，看 Django 文檔看得頭痛，來吧，咱們開始。）程序員
第一章：Django 框架介紹與安裝
實驗簡介
本課程做爲入門課程將詳細介紹 Django 框架在 Web 開發過程當中的應用，包括 MVT 模型、模型類的編寫、數據模型關係、建立數據表、路由基礎知識、HTTP 請求方法、Cookie & session 、視圖函數的建立、模板文件的配置與後臺管理功能等知識點。正則表達式
本節實驗咱們主要來了解什麼是 BS 架構、MVT 框架的構成、 Django 框架的簡介與安裝。sql
知識點
- BS 架構簡介
- MVT 結構
- Django 框架簡介
- 安裝 Django
什麼是 BS 架構
要了解什麼是 BS 架構，就要從什麼是架構提及。數據庫
架構是什麼意思？爲何要有架構？django
你們都知道編程的一個默認原則是 Don't Repeat Yourself ，即不要重複編寫代碼，簡稱 「DRY 原則」。編程之初，人們爲了不重複寫代碼，建立了函數：編程
# 舉個簡單的例子，如下爲 Python 代碼
>>> print('Hello, I am {}'.format('小明'))
Hello, I am 小明
>>> print('Hello, I am {}'.format('詹姆斯'))
Hello, I am 詹姆斯
>>> print('Hello, I am {}'.format('周芷若'))
Hello, I am 周芷若
>>>
# 爲了不重複，建立一個 hello 函數
>>> def hello(name):
... print('Hello, I am', name)
...
...
>>> hello('小明')
Hello, I am 小明
>>> hello('詹姆斯')
Hello, I am 詹姆斯
>>> hello('周芷若')
Hello, I am 周芷若
>>>
後來在一些編程語言中引入了面向對象的概念，將一些有共性的函數放到類裏面，稱之爲方法。對類進行實例化，使用實例的屬性或方法實現一些功能，這樣在稍複雜場景中能夠更加有效地避免編寫重複代碼：後端
>>> class Student:
... def __init__(self, name, age):
... self.name = name
... self.age = age
...
... def hello(self):
... print('Hello, I am', self.name)
...
...
...
>>> st = Student('Nash', 12)
>>> st.hello()
Hello, I am Nash
>>>
場景更加複雜時，多個類之中仍是會重複編寫代碼。爲了優化，又出現了繼承的概念，子類繼承父類並擁有父類所有屬性和方法（雙下劃線的私有屬性除外）。
以上所述在 Python 基礎編程中隨處可見，是天然而然的事情，儘管它們是幾代編程人員總結概括創新的結果。
在更加複雜的狀況下，人們爲了不重複的勞動，提升工做效率，又提出來設計模式的概念。一個良好的設計模式在實踐中不只能夠避免編寫重複的代碼，並且可以使程序的執行效率更高、更易於維護和更新功能。
設計模式是一個普遍的概念，其中包括一種叫作 「架構模式」 的概念。架構模式有不少種，例如分層模式是十分常見的一種，它在網絡編程中必定會被提到，你們熟知的 IOS 七層模型，就是一種分層架構。分層架構把一個數據傳輸的模型分紅若干層，每一層使用獨特的協議對數據做一次包裝或轉換，而後傳到下一層，最後合起來完成數據的傳輸。
設計模式中還有一個叫作 「客戶端 / 服務器模式」（Client / Server Model）的概念，一個服務器對應多個客戶端：客戶端發起服務請求，服務器提供服務。例如咱們平常使用的音視頻軟件，咱們在手機或電腦上下載安裝客戶端 APP ，註冊登陸以後就能夠聽音樂看電影了。在這種模式中，客戶端向服務器發送請求，服務器返回給客戶端對應的資源。
這種模式就是被稱做 CS 架構的模式，咱們要了解的 BS 架構就是這種模式的一個特殊狀況。
BS 架構就是 Browser - Server Model ，以瀏覽器做爲客戶端向服務器發送請求。這種模式的優點就是不須要用戶安裝單獨的客戶端，只須要有一個瀏覽器便可訪問任意服務器。CS 架構中客戶端須要不按期更新，以支持服務器提供的最新功能，而 BS 模式下服務器只須要對瀏覽器進行適配開發便可。
咱們在手機上安裝的各類 APP ，會頻繁更新，有些時候須要更新才能用。在急需使用的時候還要等待下載新版本和安裝，有些煩人。BS 架構下沒有這種困擾，瀏覽器更新的頻率也相對較低。
MVT 模式
簡單描述一次完整的瀏覽器打開頁面的操做：
- 在瀏覽器的地址欄輸入網址，或者在搜索引擎的搜索框輸入關鍵字，而後敲回車
- 瀏覽器會把頁面請求發送給對應的服務器
- 服務器收到請求，處理請求，返回響應
- 瀏覽器收到響應，解析成頁面顯示在屏幕上
做爲用戶，咱們使用瀏覽器操做便可，不關心服務器是怎麼工做的。做爲 Web 開發人員，咱們要作的就是開發服務器。
如上圖所示，當咱們使用瀏覽器打開實驗樓網站的課程頁面：
- 瀏覽器向實驗樓的服務器發送一個頁面請求，請求對象中包含 URL 信息、瀏覽器版本、Cookie 等信息。
- 服務器做爲後端控制層，從請求對象中提取 URL 字符串，解析分配給對應的視圖函數，由視圖函數進行處理。
- 視圖函數須要查詢數據庫中的課程數據，數據庫將查詢結果返回給視圖函數。
- 視圖函數將處理結果打包成 Response 對象返回給瀏覽器。
- 瀏覽器收到響應，存儲 Cookie 、解析 JS 數據，將完整的頁面顯示在屏幕上。
MVT 框架以下圖所示：
在收到瀏覽器的請求後，首先由視圖函數來接受請求。視圖函數在處理請求的過程當中須要模板來配合，模板提供頁面的全部靜態資源，包括 HTML 、CSS 、JS 數據，它們是渲染頁面的基礎數據。頁面中的動態數據，例如課程名稱、簡介、學習人數等數據須要從數據庫中獲取，這須要建立模型類（也叫映射類）來與數據庫交互。
視圖函數即 View ，模型類即 Model ，前端模板即爲 Templates ，合起來簡稱 MVT 。這種設計模式就叫作 MVT 設計模式。
Django 簡介
Django 是一個由 Python 編寫的開放源代碼的 Web 應用程序開發框架。它採用了 MVT 軟件設計模式，即 Model 模型、View 視圖和 Templates 模板。它最初被開發出來用於管理某新聞網站，於 2005 年在 BSD 許可下發布開源。這套框架是以比利時的吉普賽吉他手的名字命名的。
Django 的主要目標是使得開發流程複雜、依賴數據庫的網站變得簡單。Django 注重各個組件間的低耦合性，遵循 DRY 原則。
Django 框架的核心包括：
- 面向對象的關係映射模型，支持編寫對應數據表的映射類，這一點作得格外優秀
- URL 分發器，基於正則表達式（Django2 中支持 path 編寫簡潔路徑字段）
- 視圖系統，用於接收客戶端請求和返回響應
- 模板系統，內置 Jinja2 模板引擎，便於編寫 Python 風格的動態數據處理代碼
- 輕量、獨立的 Web 服務器，便於開發測試
- 緩存框架，支持多種緩存方式
- 中間件，對請求處理階段進行額外操做
同時 Django 內置了一些針對新聞類網站的基礎且實用的應用：
- 可擴展的認證系統
- 動態站點管理頁面
- 靈活的評論系統
- CSRF Token 工具
- 標記語言模板庫
在使用 Python 進行 Web 開發時，除了 Django 編程人員還有多種框架選擇：
- Flask 很輕量，能夠迅速搭建一個簡單的 Web 網站。幾乎沒有組件限制，提供大量功能豐富且實用的插件，例如 Flask-Admin 後臺管理插件、Flask-WTForm 表單管理插件、Flask-Login 登陸功能插件、Flask-Migrate 數據表版本控制插件等。著名的科學網站果殼網就是使用 Flask 開發的。
- Tornado 性能較高，支持異步處理，這是它最大的亮點。對 Restful API 設計良好，但沒有針對數據庫設計的優秀的 ORM 模塊，這是比較麻煩的。
- Bottle 更加輕量，只依賴於 Python 標準庫，沒法作到快速建站，在 Flask 面前幾乎沒有優點可言。
- Aiohttp 是比較新的框架，它須要基於 asyncio 編寫異步代碼，性能方面沒必要擔憂，但框架完善還須要較長時間。
此外還有數種小衆框架，它們都有一些獨到之處，但在商用上的前途比較渺茫。對 Python Web 開發而言，小的網站會使用 Flask ，大型的網站就要用 Django 。
安裝 Django
做爲 Python 編寫的 Web 開發框架，安裝天然是極簡單的事，使用 pip 包管理工具便可一步到位。
實驗環境中已經安裝了 Python3.5 和 對應的包管理工具 pip3 ，咱們首先在終端命令行更新 pip3 ：
$ cd ~ $ sudo pip3 install -U pip
操做截圖以下：
爲了周全考慮，咱們但願針對一個工程建立一個虛擬環境。切換到 ~/Code 目錄下，更新 virtualenv 庫，而後建立名爲 venv 的虛擬環境：
$ cd Code $ sudo pip3 install -U virtualenv $ virtualenv -p python3 venv
操做截圖以下：
進入虛擬環境，安裝 Django2 的最終版本 2.2.9 ：
$ source venv/bin/activate $ pip install django==2.2.9 $ pip freeze | grep -i django
操做截圖以下：
如上圖所示，終端執行 pip freeze 命令能夠查看虛擬環境中安裝了哪些工具包及其對應的版本號。
Django 已經安裝完畢，它存在於虛擬環境 venv 中。此外咱們還要安裝一些其它的基礎工具包，先安裝 ipython 和 mysqlclient 這兩個，其它的在須要時再進行安裝：
$ pip install ipython mysqlclient
安裝完畢，最好要再次執行一次進入虛擬環境的命令，以激活這些新安裝的工具包。執行 pip freeze 能夠查看已經安裝的各類包及其依賴包：
$ source venv/bin/activate $ pip freeze
操做截圖以下：
到此爲止，準備工做已經作完。
總結
本節實驗咱們瞭解了什麼是 BS 架構，以及爲何要使用架構，架構的做用是什麼。此外咱們學習了 MVT 模式的設計思路以及視圖函數、模板、模型類之間的協調關係。最後瞭解了 Django 框架的核心功能和優點以及在實驗環境中安裝 Django 的操做。
下一節實驗咱們將學習使用 Django 建立一個 Web 項目。
篇幅有限，後續的課程內容，請在實驗樓邊敲代碼邊學習～
你將學到：