轻量级的Web框架Flask 中模块化应用的实现

Flask是一个轻量级的Web框架。虽然是轻量级的，但是对于组件一个大型的、模块化应用也是能够实现的，“蓝图”就是这样一种实现。对于模块化应用的实现，在Flask 0.2版本中进行了设计。本文暂时不对“蓝图”做详细的介绍，而是先从0.2版本中的Module类的实现讲起。其实，“蓝图”的实现和Module类的实现很相似。

为什么实现模块化应用

对于大型应用而言，随着功能的不断增加，整个应用的规模也会扩大。按照一定的规则将应用的不同部分进行模块化，不仅能够使整个应用逻辑清晰，也易于维护。例如，在Flask中，你也许想像如下构建一个简单的项目：

/myapplication
  /__init__.py
  /views
    /__init__.py
    /admin.py
    /frontend.py

以上目录结构中，我们将之前的Flask单文件修改成了一个应用包，所有的视图函数都在views下，并且按照功能分为了admin和frontend两个部分。为了实现这种模块化应用的构建，在0.2版本中Flask实现了Module类。这个类实例可以通过注册的方式，在Flask应用创建后添加进应用。

Module类实现了一系列的方法：

•route(rule, **options)
•add_url_rule(rule, endpoint, view_func=None, **options)
•before_request(f)
•before_app_request(f)
•after_request(f)
•after_app_request(f)
•context_processor(f)
•app_context_processor(f)
•_record(func)

以上方法除了add_url_rule和_record外，都可以作为装饰器在自己的模块中使用，这些装饰器都返回一个函数。通过调用_record方法，可以将装饰器返回的函数放到_register_events中。当Flask应用创建之后，通过运行_register_events列表中的函数，可以将这个模块注册到应用中去。

Flask应用怎么注册一个Module

以下我们以一个例子来说明Flask应用怎么注册一个Module。

1. 项目结构

这个简单的例子项目结构如下：

/myapplication
  /__init__.py
  /app.py
  /views
    /__init__.py
    /admin.py
    /blog.py

admin.py和blog.py两个模块的代码如下：

# admin.py
from flask import Module
admin = Module(__name__)
@admin.route('/')
def index():
  return "This is admin page!"
@admin.route('/profile')
def profile():
  return "This is profile page."

# blog.py
from flask import Module
blog = Module(__name__)
@blog.route('/')
def index():
  return "This is my blog!"
@blog.route('/article/<int:id>')
def article(id):
  return "The article id is %d." % id

以上两个模块中，我们首先分别创建了一个Module类，然后像写一般的视图函数一样，为每个模块增加一些规则。之后，可以在创建Flask应用的时候将这些模块引入，就可以注册了。

# app.py
from flask import Flask
from views.admin import admin
from views.blog import blog
app = Flask(__name__)
@app.route('/')
def index():
  return "This is my app."
app.register_module(blog, url_prefix='/blog')
app.register_module(admin, url_prefix='/admin')
if __name__ == '__main__':
  from werkzeug.serving import run_simple
  run_simple('localhost', 5000, app)

在app.py中：

•我们首先引入了admin和blog两个Module对象；
•之后，我们创建了一个Flask应用app，并且为这个应用增加了一个视图函数；
•为了注册模块，我们调用了应用的register_module方法；
•最后，从werkzeug.serving中我们调用run_simple方法，用来创建一个本地的服务器用于测试这个Flask应用。

根据以上的步骤，我们就可以测试这个应用。分别以/blog和/admin为URL前缀，就可以访问blog和admin两个模块了。

2. 注册Module时发生了什么

根据上面的例子，只要简单的调用Flask应用的register_module方法，就可以注册一个Module了。关于register_module方法的代码如下：

def register_module(self, module, **options):
  """Registers a module with this application. The keyword argument
  of this function are the same as the ones for the constructor of the
  :class:`Module` class and will override the values of the module if
  provided.
  """
  options.setdefault('url_prefix', module.url_prefix)
  state = _ModuleSetupState(self, **options)
  for func in module._register_events:
    func(state)

通过以上代码可以发现：
•可以通过增加url_prefix来区分不同的Module，这在app注册admin和blog时我们已经看到了；
•在注册时，我们创建了一个_ModuleSetupState的类，这个类接收Flask应用和一些参数生成一个state实例。这个实例反映了当前Flask应用的状态。
•前面在讲到Module类的时候，我们讲到Module未注册时会将自己模块的一些功能实现都放在_register_events列表中，这些功能实现都是函数形式。当需要将模块注册到某一应用上时，只需要传递关于这个应用信息的参数即可，即就是上面的state实例。这样，通过运行函数，可以讲一些属性绑定到当前应用上去。

以上面例子中不同模块的URL绑定来讲，通过注册，应用app现形成了如下的URL“地图”：

>>> app.url_map
Map([<Rule '/admin/profile' (HEAD, GET) -> admin.profile>,
   <Rule '/admin/' (HEAD, GET) -> admin.index>,
   <Rule '/blog/' (HEAD, GET) -> blog.index>,
   <Rule '/' (HEAD, GET) -> index>,
   <Rule '/blog/article/<id>' (HEAD, GET) -> blog.article>,
   <Rule '/static/<filename>' (HEAD, GET) -> static>]
  )
>>> app.url_map._rules_by_endpoint
{'admin.index': [<Rule '/admin/' (HEAD, GET) -> admin.index>],
 'admin.profile': [<Rule '/admin/profile' (HEAD, GET) -> admin.profile>],
 'blog.article': [<Rule '/blog/article/<id>' (HEAD, GET) -> blog.article>],
 'blog.index': [<Rule '/blog/' (HEAD, GET) -> blog.index>],
 'index': [<Rule '/' (HEAD, GET) -> index>],
 'static': [<Rule '/static/<filename>' (HEAD, GET) -> static>]
}
>>> app.view_functions
{'admin.index': <function views.admin.index>,
 'admin.profile': <function views.admin.profile>,
 'blog.article': <function views.blog.article>,
 'blog.index': <function views.blog.index>,
 'index': <function __main__.index>
}

这样，就可以把不同模块的URL规则放在一起，并在endpoint和视图函数之间形成对应关系。关于Flask应用中URL处理，可以参考：Flask应用中的URL处理。