Django2快速开发Web项目使用Django2快速开发Web项目的详细步骤

时间:2021-03-30 Bit by bit 人气:0

Django 是一款基于 Python 编写并且采用 MVC 设计模式的开源的 Web 应用框架，早期是作为劳伦斯出版集团新闻网站的 CMS 内容管理系统而开发，后于 2005 年 7 月在 BSD 许可协议下开源，并于 2017 年 12 月 2 日发布 2.0 正式版。

本文基于《Django 官方 Tutorials》以及《Django REST framework 官方 Tutorials》编写，发稿时所使用的 Django 版本为 2.1.4，Python 版本为 3.6.6，文中涉及的代码都已经由笔者验证运行通过，最终形成了一个简单项目并推送至笔者Github上的jungle项目当中，需要的朋友可以基于此来逐步步完善成为一个产品化的项目。

新建 Django 项目

下面的命令行展示了在 Windows 操作系统下，基于 venv 虚拟环境搭建一个 Django 项目的步骤：

# 建立虚拟环境
C:\Workspace\django
λ python -m venv venv

# 激活虚拟环境
C:\Workspace\django
λ .\venv\Scripts\activate.bat
(venv) λ

# 安装Django
C:\Workspace\django
(venv) λ pip install Django
Looking in indexes: https://mirrors.aliyun.com/pypi/simple/
Collecting Django
 Using cached https://mirrors.aliyun.com/pypi/packages/fd/9a/0c028ea0fe4f5803dda1a7afabeed958d0c8b79b0fe762ffbf728db3b90d/Django-2.1.4-py3-none-any.whl
Collecting pytz (from Django)
 Using cached https://mirrors.aliyun.com/pypi/packages/f8/0e/2365ddc010afb3d79147f1dd544e5ee24bf4ece58ab99b16fbb465ce6dc0/pytz-2018.7-py2.py3-none-any.whl
Installing collected packages: pytz, Django
Successfully installed Django-2.1.4 pytz-2018.7

# 进入虚拟环境目录，新建一个Django项目
C:\Workspace\django
(venv) λ django-admin startproject mysite

C:\Workspace\django
(venv) λ ls
mysite/ venv/

# 进入新建的Django项目，建立一个应用
C:\Workspace\django
(venv) λ cd mysite\

C:\Workspace\django\mysite
(venv) λ python manage.py startapp demo

C:\Workspace\django\mysite
(venv) λ ls
demo/ manage.py* mysite/

# 同步数据库
C:\Workspace\django\mysite
(venv) λ python manage.py migrate
Operations to perform:
 Apply all migrations: admin, auth, contenttypes, sessions
Running migrations:
 Applying contenttypes.0001_initial... OK
 Applying auth.0001_initial... OK
 Applying admin.0001_initial... OK
 Applying admin.0002_logentry_remove_auto_add... OK
 Applying admin.0003_logentry_add_action_flag_choices... OK
 Applying contenttypes.0002_remove_content_type_name... OK
 Applying auth.0002_alter_permission_name_max_length... OK
 Applying auth.0003_alter_user_email_max_length... OK
 Applying auth.0004_alter_user_username_opts... OK
 Applying auth.0005_alter_user_last_login_null... OK
 Applying auth.0006_require_contenttypes_0002... OK
 Applying auth.0007_alter_validators_add_error_messages... OK
 Applying auth.0008_alter_user_username_max_length... OK
 Applying auth.0009_alter_user_last_name_max_length... OK
 Applying sessions.0001_initial... OK

# 启动开发服务
(venv) λ python manage.py runserver 8080
Performing system checks...

System check identified no issues (0 silenced).
January 03, 2019 - 21:31:48
Django version 2.1.4, using settings 'mysite.settings'
Starting development server at http://127.0.0.1:8080/
Quit the server with CTRL-BREAK.


# 返回uinika虚拟环境目录，并将当前虚拟环境的依赖导入至requirements.txt
C:\Workspace\django\mysite
(venv) λ cd ..

C:\Workspace\django
(venv) λ pip freeze > requirements.txt

C:\Workspace\django
(venv) λ ls
mysite/ requirements.txt venv/

通过 django-admin startproject 命令创建的外部 mysite/ 目录是 Web 项目的容器，而 manage.py 文件是用于与 Django 项目交互的命令行工具，更多的使用方式可以参阅 django-admin 文档。。

mysite/
 manage.py
 mysite/
  __init__.py
  settings.py
  urls.py
  wsgi.py

内部嵌套的 mysite/ 目录是用于放置项目中具体的 Python 包，它的名称是您需要用来导入其中任何内容的 Python 包名称，例如 mysite.urls 。

mysite/__init__.py : 空文件，用于提示系统将当前目录识别为一个 Python 包。
mysite/settings.py : Django 项目的配置文件，更多配置请查阅 Django settings 。
mysite/urls.py : 当前 Django 项目的 URL 声明，更多内容请参阅 URL dispatcher 。
mysite/wsgi.py : 兼容 WSGI 规范的当前项目入口点，更多细节可以阅读如果使用 WSGI 进行部署。

建立 mysite 项目之后，上面的命令行还通过了 py manage.py startapp 建立了一个 demo/ 应用目录，Django 当中一个项目( mysite )可以拥有多个应用( demo )， demo/ 目录下的文件结构如下：

demo/
 __init__.py
 admin.py
 apps.py
 migrations/
  __init__.py
 models.py
 tests.py
 views.py

请求与响应

首先进入 Python 虚拟环境并进入 mysite 目录后，执行如下命令：

C:\Workspace\django\mysite (master -> origin)
(venv) λ python manage.py startapp polls

新建一个 polls 应用之后，打开该目录下的 polls/views.py 源码文件，输入以下代码：

from django.http import HttpResponse

def index(request):
  return HttpResponse("你好，这是一个投票应用！")

接下来，我们需要将上面修改的视图文件 views.py 映射到一个 URL，先在 polls/ 目录下新建一个 urls.py 文件，然后键入下面这段代码：

from django.urls import path

from . import views

urlpatterns = [
  path('', views.index, name='index'),
]

最后，将上面定义的应用的 URL 声明文件 polls/urls.py 包含至项目的 mysite/urls.py 当中，

from django.contrib import admin
from django.urls import include, path

urlpatterns = [
  path('polls/', include('polls.urls')),
  path('admin/', admin.site.urls),
]

上面代码中出现的 include() 函数主要用于引入其它 URL 配置文件，这样我们就可以通过 http://localhost:8080/polls/ 路径访问到如下信息了：

模型和管理页面

mysite/settings.py 文件包含了项目的基本配置，该文件通过如下声明默认使用 Django 内置的 SQLite 作为项目数据库。

DATABASES = {
 'default': {
  'ENGINE': 'django.db.backends.sqlite3',
  'NAME': os.path.join(BASE_DIR, 'db.sqlite3'),
 }
}

如果使用其它数据库，则可以将配置书写为下面的格式：

DATABASES = {
 'default': {
  'ENGINE': 'django.db.backends.mysql',  # 数据库引擎名称
  'NAME': 'db',             # 数据库连接名称
  'USER': 'uinika',             # 数据库连接用户名
  'PASSWORD': 'test',         # 数据库连接密码
  'HOST': 'localhost',           # 数据库主机地址
  'PORT': '3306',             # 数据库端口
 }
}

其中 ENGINE 属性可以根据项目所使用数据库的不同而选择如下值：

SQLite：django.db.backends.sqlite3
MySQL：django.db.backends.mysql
PostgreSQL：django.db.backends.postgresql
Oracle：django.db.backends.oracle

接下来继续修改 mysite/settings.py ，设置 TIME_ZONE 属性为项目使用国家的时区。

LANGUAGE_CODE = 'zh-hans'
TIME_ZONE = 'Asia/Chongqing'

mysite/settings.py 文件头部的 INSTALLED_APPS 属性定义了当前项目使用的应用程序。

INSTALLED_APPS = [
 'django.contrib.admin',     # 管理员站点
 'django.contrib.auth',      # 认证授权系统
 'django.contrib.contenttypes',  # 内容类型框架
 'django.contrib.sessions',    # 会话框架
 'django.contrib.messages',    # 消息框架
 'django.contrib.staticfiles',  # 静态文件管理
]

在前面命令行中执行的 python manage.py migrate 命令会检查 INSTALLED_APPS 属性的设置，并为其中的每个应用创建所需的数据表，实际上 migrate 命令只会为对 INSTALLED_APPS 里声明了的应用进行数据库迁移。

了解项目配置文件的一些设置之后，现在来编辑 polls/models.py 文件新建 Question(问题) 和 Choice(选项) 两个数据模型：

from django.db import models

class Question(models.Model):
  question_text = models.CharField(max_length=200)
  pub_date = models.DateTimeField('date published')

class Choice(models.Model):
  question = models.ForeignKey(Question, on_delete=models.CASCADE)
  choice_text = models.CharField(max_length=200)
  votes = models.IntegerField(default=0)

每个自定义模型都是 django.db.models.Model 的子类，模型里的类变量都表示一个数据库字段，每个字段实质都是 Field 类的实例。注意在 Choice 使用了 ForeignKey 属性定义了一个与 Question 的外键关联关系，Django 支持所有常用的多对一、多对多和一对一数据库关系。

数据库模型建立完成之后，由于 PollsConfig 类位于 polls/apps.py 文件当中，所以其对应的点式路径为 polls.apps.PollsConfig ，现在我们需要将该路径添加至 mysite/settings.py 文件的 INSTALLED_APPS 属性：

INSTALLED_APPS = [
 'polls.apps.PollsConfig', # 添加PollsConfig
 'django.contrib.admin',
 'django.contrib.auth',
 'django.contrib.contenttypes',
 'django.contrib.sessions',
 'django.contrib.messages',
 'django.contrib.staticfiles',
]

通过 manage.py 提供的 makemigrations 命令，将模型的修改迁移到 SQLite 数据库当中。

C:\Workspace\django\mysite (master -> origin)
(venv) λ python manage.py makemigrations polls
Migrations for 'polls':
 polls\migrations\0001_initial.py
  - Create model Choice
  - Create model Question
  - Add field question to choice

我们还可以通过 manage.py 提供的 sqlmigrate 命令，查看数据迁移过程中执行了哪些 SQL 语句，该命令并不会实质性执行 Django 模型到数据库的迁移任务。

C:\Workspace\django\mysite (master -> origin)
(venv) λ python manage.py sqlmigrate polls 0001
BEGIN;
--
-- Create model Choice
--
CREATE TABLE "polls_choice" ("id" integer NOT NULL PRIMARY KEY AUTOINCREMENT, "choice_text" varchar(200) NOT NULL, "v
otes" integer NOT NULL);
--
-- Create model Question
--
CREATE TABLE "polls_question" ("id" integer NOT NULL PRIMARY KEY AUTOINCREMENT, "question_text" varchar(200) NOT NULL
, "pub_date" datetime NOT NULL);
--
-- Add field question to choice
--
ALTER TABLE "polls_choice" RENAME TO "polls_choice__old";
CREATE TABLE "polls_choice" ("id" integer NOT NULL PRIMARY KEY AUTOINCREMENT, "choice_text" varchar(200) NOT NULL, "v
otes" integer NOT NULL, "question_id" integer NOT NULL REFERENCES "polls_question" ("id") DEFERRABLE INITIALLY DEFERR
ED);
INSERT INTO "polls_choice" ("id", "choice_text", "votes", "question_id") SELECT "id", "choice_text", "votes", NULL FR
OM "polls_choice__old";
DROP TABLE "polls_choice__old";
CREATE INDEX "polls_choice_question_id_c5b4b260" ON "polls_choice" ("question_id");
COMMIT;

Django 模型的数据库主键 ID 会被自动创建，并会在外键字段名称后追加 _id 字符串作为后缀。

接下来运行 manage.py 提供的 migrate 命令，在根据新定义的模型创建相应的数据库表。

C:\Workspace\django\mysite (master -> origin)
(venv) λ python manage.py migrate
Operations to perform:
 Apply all migrations: admin, auth, contenttypes, polls, sessions
Running migrations:
 Applying polls.0001_initial... OK

为了便于在版本管理系统提交迁移数据，Django 将模型的修改分别独立为生成和应用两个命令，因此修改 Django 模型会涉及如下 3 个步骤：

编辑models.py文件修改模型。
运行python manage.py makemigrations为模型的改变生成迁移文件。
运行python manage.py migrate来应用数据库迁移。

完成上述 Django 模型与数据库的同步之后，接下来可以通过 manage.py 提供的 shell 命令，在命令行工具内运行 Django 提供的交互式 API。

C:\Workspace\django\mysite (master -> origin)
(venv) λ python manage.py shell
Python 3.6.6 (v3.6.6:4cf1f54eb7, Jun 27 2018, 03:37:03) [MSC v.1900 64 bit (AMD64)] on win32
Type "help", "copyright", "credits" or "license" for more information.
(InteractiveConsole)
>>> from polls.models import Choice, Question
>>> Question.objects.all()
<QuerySet []>
>>> from django.utils import timezone
>>> q = Question(question_text="What's new?", pub_date=timezone.now())
>>> q.save()
>>> q.id
1
>>> q.question_text
"What's new?"
>>> q.pub_date
datetime.datetime(2019, 1, 4, 9, 10, 1, 955820, tzinfo=<UTC>)
>>> q.question_text = "What's up?"
>>> q.save()
>>> Question.objects.all()
<QuerySet [<Question: Question object (1)>]>

上面命令行执行结果中的 <Question: Question object (1)> 对于实际开发没有意义，因此可以考虑为上面建立的 Django 模型增加 __str__() 方法直接打印模型对象的属性数据。为了便于进一步测试，这里还为 Question 类添加一个自定义的 was_published_recently() 方法：

import datetime
from django.db import models
from django.utils import timezone

class Question(models.Model):
  question_text = models.CharField(max_length=200)
  pub_date = models.DateTimeField('date published')
  # 自定义was_published_recently()方法
  def was_published_recently(self):
    return self.pub_date >= timezone.now() - datetime.timedelta(days=1)
  # 添加__str__()方法
  def __str__(self):
    return self.question_text

class Choice(models.Model):
  question = models.ForeignKey(Question, on_delete=models.CASCADE)
  choice_text = models.CharField(max_length=200)
  votes = models.IntegerField(default=0)
  # 添加__str__()方法
  def __str__(self):
    return self.choice_text

完成修改工作之后，再一次运行 python manage.py shell 命令：

C:\Workspace\django\mysite (master -> origin)
(venv) λ python manage.py shell
Python 3.6.6 (v3.6.6:4cf1f54eb7, Jun 27 2018, 03:37:03) [MSC v.1900 64 bit (AMD64)] on win32
Type "help", "copyright", "credits" or "license" for more information.
(InteractiveConsole)
>>> from polls.models import Choice, Question
>>> Question.objects.all()
<QuerySet [<Question: What's up?>]>
>>> Question.objects.filter(id=1)
<QuerySet [<Question: What's up?>]>
>>> Question.objects.filter(question_text__startswith='What')
<QuerySet [<Question: What's up?>]>
>>> from django.utils import timezone
>>> current_year = timezone.now().year
>>> Question.objects.get(pub_date__year=current_year)
<Question: What's up?>
>>> Question.objects.get(id=2)
Traceback (most recent call last):
 File "<console>", line 1, in <module>
 File "C:\Workspace\django\venv\lib\site-packages\django\db\models\manager.py", line 82, in manager_method
  return getattr(self.get_queryset(), name)(*args, **kwargs)
 File "C:\Workspace\django\venv\lib\site-packages\django\db\models\query.py", line 399, in get
  self.model._meta.object_name
polls.models.Question.DoesNotExist: Question matching query does not exist.
>>> Question.objects.get(pk=1)
<Question: What's up?>
>>> q = Question.objects.get(pk=1)
>>> q.was_published_recently()
True
>>> q = Question.objects.get(pk=1)
>>> q.choice_set.all()
<QuerySet []>
>>> q.choice_set.create(choice_text='Not much', votes=0)
<Choice: Not much>
>>> q.choice_set.create(choice_text='The sky', votes=0)
<Choice: The sky>
>>> c = q.choice_set.create(choice_text='Just hacking again', votes=0)
>>> c.question
<Question: What's up?>
>>> q.choice_set.all()
<QuerySet [<Choice: Not much>, <Choice: The sky>, <Choice: Just hacking again>]>
>>> q.choice_set.count()
3
>>> Choice.objects.filter(question__pub_date__year=current_year)
<QuerySet [<Choice: Not much>, <Choice: The sky>, <Choice: Just hacking again>]>
>>> c = q.choice_set.filter(choice_text__startswith='Just hacking')
>>> c.delete()
(1, {'polls.Choice': 1})

管理站点

Django 能够根据模型自动创建后台管理界面，这里我们执行 manage.py 提供的 createsuperuser 命令创建一个管理用户：

C:\Workspace\django\mysite (master -> origin)
(venv) λ python manage.py createsuperuser
Username (leave blank to use 'zhenghang'): hank
Email address: uinika@outlook.com
Password: ********
Password (again): ********
Superuser created successfully.

启动 Django 服务之后，就可以通过 URL 地址 http://localhost:8080/admin/login 并使用上面新建的用户名和密码进行登陆管理操作：

登陆后默认只能对权限相关的 User 和 Group 进行管理，如果我们需要将 Question 数据模型纳入管理，那么必须要在 polls/admin.py 文件对其进行注册。

from django.contrib import admin
from .models import Question

admin.site.register(Question)

完成注册之后，刷新管理站点页面即可查看到 Question 管理选项：

视图与模板

Django 使用 URLconfs 配置将 URL 与视图关联，即将 URL 映射至视图，下面我们将向 polls/views.py 文件添加一些能够接收参数的视图：

from django.http import HttpResponse

def index(request):
  return HttpResponse("你好，这是一个投票应用！")

def detail(request, question_id):
  return HttpResponse("你正在查看问题 %s 。" % question_id)

def results(request, question_id):
  response = "你看到的是问题 %s 的结果。"
  return HttpResponse(response % question_id)

def vote(request, question_id):
  return HttpResponse("你正在对问题 %s 进行投票。" % question_id)

然后将这些新的视图添加至 polls.urls 模块：

from django.urls import path
from . import views

urlpatterns = [
  # 访问 http://localhost:8080/polls/
  path('', views.index, name='index'),
  # 访问 http://localhost:8080/polls/5/
  path('<int:question_id>/', views.detail, name='detail'),
  # 访问 http://localhost:8080/polls/5/results/
  path('<int:question_id>/results/', views.results, name='results'),
  # 访问 http://localhost:8080/polls/5/vote/
  path('<int:question_id>/vote/', views.vote, name='vote'),
]

Django 的每个视图只会完成两个任务：第 1 是返回一个包含被请求页面内容的 HttpResponse 对象，或者抛出一个 Http404 这样的异常。这里为了展示数据库里按照发布日期排序的最近五个投票问题，我们再向 polls/views.py 代码文件的 index() 函数添加如下内容：

from .models import Question

def index(request):
  latest_question_list = Question.objects.order_by('-pub_date')[:5]
  output = ', '.join([q.question_text for q in latest_question_list])
  return HttpResponse(output)

这样直接将数据库查询结果输出到页面的方式并不优雅，实际开发环境当中我们通常会使用模板页面来展示数据，首先在 polls 应用目录下创建一个用来存放模板文件的 templates 目录。由于站点配置文件 mysite/settings.py 里 TEMPLATES 属性的默认设置，能够让 Django 在每个 INSTALLED_APPS 文件夹中自动寻找 templates 子目录，从而正确定位出模板的位置。

TEMPLATES = [
  {
    'BACKEND': 'django.template.backends.django.DjangoTemplates',
    'DIRS': [],
    'APP_DIRS': True,
    'OPTIONS': {
      'context_processors': [
        'django.template.context_processors.debug',
        'django.template.context_processors.request',
        'django.contrib.auth.context_processors.auth',
        'django.contrib.messages.context_processors.messages',
      ],
    },
  },
]

接下来继续在 templates 下面新建一个 polls 目录，然后在里边放置一个 index.html 文件，此时通过 URL 地址 http://localhost:8080/polls/ 就可以访问到这个模板文件，模板文件会将按照发布日期排序了的 Question 列表 latest_question_list 放置到 HttpResponse 上下文，并在 polls/index.html 模板当中完成数据绑定。

from django.http import HttpResponse
from django.template import loader
from .models import Question

def index(request):
  latest_question_list = Question.objects.order_by('-pub_date')[:5]
  template = loader.get_template('polls/index.html')
  context = {
    'latest_question_list': latest_question_list,
  }
  return HttpResponse(template.render(context, request))

事实上，通过使用 render() 方法，Django 能够以更加简化的方式完成载入模板、填充上下文、返回 HttpResponse 对象这一系列步骤：

from django.shortcuts import render
from .models import Question

def index(request):
  latest_question_list = Question.objects.order_by('-pub_date')[:5]
  context = {'latest_question_list': latest_question_list}
  return render(request, 'polls/index.html', context)

接下来处理投票详情页面，这里会有一个新原则，即如果指定 ID 所对应的 Question 不存在，那么视图就会抛出一个 Http404 异常。在 polls/views.py 添加如下代码，

from django.http import Http404
from django.shortcuts import render
from .models import Question

def detail(request, question_id):
  try:
    question = Question.objects.get(pk=question_id)
  except Question.DoesNotExist:
    raise Http404("问题不存在！")
  return render(request, 'polls/detail.html', {'question': qu

然后暂时向 polls/templates/polls/detail.html 添加一行简单的代码便于测试上面的代码。

Django 提供了诸如 get_object_or_404() 、 get_list_or_404() 这样的快捷函数语法糖来解决 Http404 判断的问题，因而上一步的代码依然可以进一步简化为下面这样：

from django.shortcuts import get_object_or_404, render
from .models import Question

def detail(request, question_id):
  question = get_object_or_404(Question, pk=question_id)
  return render(request, 'polls/detail.html', {'question': question})

让我们进一步完善polls/templates/polls/detail.html，填充完整的视图代码：

<h1>{{ question.question_text }}</h1>
<ul>
{% for choice in question.choice_set.all %}
<li>{{ choice.choice_text }}</li>
{% endfor %}
</ul>

通过在模板代码中使用.符号来访问变量属性，例如对于上面代码中的， Django 首先会尝试对question对象使用字典查找（既obj.get(str)），如果失败再尝试属性查找（既obj.str），如果依然失败就会尝试列表查找（即obj[int]）。另外循环for中的question.choice_set.all语句会被解析为question.choice_set.all()的 Python 的函数调用，完成后将返回一个可迭代的Choice对象，该对象仅限于for循环标签内部使用。

在polls/templates/polls/index.html编写的投票链接里使用了诸如<a href="/polls//" rel="external nofollow" ></a>这样的硬编码，但是这样容易造成视图与后端业务的耦合，因此 Django 提供了url标签来解决这个问题。

<a href="{% url 'detail' question.id %}" rel="external nofollow" >{{ question.question_text }}</a>

实际上在mysite/polls/urls.py内的函数调用path('<int:question_id>/', views.detail, name='detail')当中，path()的name属性就是作用于url标签中的这个特性的。

为了避免项目当中各种应用的 URL 重名，避免url标签被使用时产生歧义，需要在polls/urls.py上添加应用的命名空间作为区分。

from django.urls import path
from . import views

app_name = 'polls'
urlpatterns = [
path('', views.index, name='index'),
path('<int:question_id>/', views.detail, name='detail'),
path('<int:question_id>/results/', views.results, name='results'),
path('<int:question_id>/vote/', views.vote, name='vote'),
]

然后编辑polls/templates/polls/index.html文件，为每个url标签添加上面声明的polls:命名空间。

<li><a href="{% url 'polls:detail' question.id %}" rel="external nofollow" >{{ question.question_text }}</a></li>

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