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深入 Flask 源码理解 Context

Flask 中的上下文对象

知乎问题 编程中什么是「Context(上下文)」 已经能够简单地说明什么是 Context,它是一个程序需要的外部对象,类似于一个全局变量。而这个变量的值会根据提供的值而改变。

Flask 中有分为请求上下文和应用上下文:

对象 Context类型 说明
current_app AppContext 当前的应用对象
g AppContext 处理请求时用作临时存储的对象
request RequestContext 请求对象,封装了Http请求的内容
session RequestContext 用于存储请求之间需要记住的值

Flask 分发请求之前激活程序请求上下文,请求处理完成后再将其删除。

Flask 中的 Context 是通过栈来实现。

Flask 的 Context 实现

Flask 的核心功能依赖于 Werkzeug 库。

_app_ctx_stack & _request_ctx_stack

这两种栈定义在 flask/global.py 中。

_request_ctx_stack = LocalStack() _app_ctx_stack = LocalStack()

首先需要了解一下 Werkzeug 中关于 LcoalStack 的相关内容。

Local

Local 是定义了一个 __storage__ 字典,其中的键为 threadid 值。

class Local(object):     __slots__ = ('__storage__', '__ident_func__')          def __init__(self):         object.__setattr__(self, '__storage__', {})         object.__setattr__(self, '__ident_func__', get_ident)              def __setattr__(self, name, value):         ident  = self.__ident_func__()         storage = self.__storage__         try:             storage[ident][name] = value         except KeyError:             raise AttributeError(name)     ...

LocalStack

LocalStack 则内部维护一个 Local 实例。主要的作用是将 Local 维护的 __storage__ 字典中键为 __ident_func__() 对应的值定义为 stack

class LocalStack(object):     def __init__(self):         self._local = Local()              def push(self, obj):         rv = getattr(self._local, 'stack', None)         if rv is None:             self._local.stack = rv = []         rv.append(obj)         return rv              def pop(self, obj):         pass

LocalProxy

LocalProxy 类是一个代理类,应用到设计模式当中的 代理模式 。简单地讲,我们不需要去了解当前的环境,而直接去操作这个 Proxy 类,这个 Proxy 类会将所有的操作反馈给正确的对象。

class LocalProxy(object):     __slots__ = ('__local', '__dict__', '__name__')     def __init__(self, local, name=None):         object.__setattr__(self, '_LocalProxy__local', local)         object.__setattr__(self, '__name__', name)          def _get_current_object(self):         # 通过此方法获取被代理的对象         if not hasattr(self.__local, '__release_local__')             return self.__local         try:             return gerattr(self.__local,self.__name__)         except Attribute:             raise RuntimeError('no object bound to %s' % self.__name__)     ...     # 其他操作

request & RequestContext

Flask 源码中关于 request 的定义:

def _lookup_req_object(name):     top = _request_ctx_stack.top     if top is None:         raise RuntimeError(_request_ctx_err_msg)     return getattr(top, name)      request = LocalProxy(partial(_lookup_req_object, 'request'))

从源码可以看出, request_request_ctx_stack 栈顶元素的一个属性。实际上 _request_ctx_stack 栈中的元素是 ReuqestContext 对象的实例, 而 ReuqestContext 中包含了 request 请求的所有信息,包括 Session 信息。

class ReuqestContext(object):     def __init__(self, app, environ, request=None):         if reuqest is None:             request  = Request(environ)         self.requst = request         self.app = app          self.session = None         ...         # 这个列表包含了与 request 相关联的 Application         self._implicit_app_ctx_stack = []         self.match_request()      def push(self, object):         """         这里需要实现的是:当 RequestContext push 到         _request_ctx_stack 时, 需要检测是否有对应的         AppContext。如果没有,则会将当前 self.app push         到 AppContext 中,同时将self.app 加入         _implicit_app_ctx_stack 列表中; 否则         _implicit_app_ctx_stack 添加 None。         """         pass              def pop(self):         """         当 ReuqestContext 弹出 _request_ctx_stack 的         方法。注意:request 清理之后的动作。如执行         teardown_request。         """         pass

这里传入的 app ,就是 Flask 的程序实例。

RequestContext 实例的创建在 Flask 类方法中。

class Flask(_PackageBoundObject):     ...     request_class = ReuqestContext     def wsgi_app(self, environ, start_response):         ctx = self.request_class(environ)         ctx.push         ...              def __call__(self, environ, start_response):         return self.wsgi_app(environ, start_response)

Flask 中 Request 对象继承了 Werkzeug 中的 Request 对象。

上述代码涉及到 WSGI ,它强调 Appication 必须是一个可调用对象。

后期的工作之一是了解 WSGI

Session

在 session.py 文件中定义了 有关Session的内容。Flask 中 Session 是构建在 Cookie 上面的。其中定义了关于 Session 的接口。

class SessionMixin(object):     """定义了Session的最小属性"""      class SecureCookieSession(CallDict, SessionMixin):     """ CallDict 是 werkzeug 中的数据结构 """  class NullSession(SecureCookieSession):     """ 定义了空 session 结构 """      class SessionInterface(object):     """ 定义了 Session接口的属性,依赖于 app.config      中的信息。同时,规定了只要是继承SessionInterface     必须实现 open_session 和 save_session 方法     """ class SecureCookieSessionInterface(SessionInterface):     """      主要是实现了 open_session 和 save_session 方法     """

如下代码则是 session 的应用。

# flask/app.py class Flask(_PackageBoundObject):     session_interface = SecureCookieSessionInterface()     def open_session(self, request):         return self.session_interface.open_session(self, request)              def save_session(self, session, response)         return self.session_interface.save_session(/             self, session, response)                  def process_response(self, response):         ctx = _request_ctx_stack.top         ...         if not self.session_interface.is_null_session(ctx.session):             self.save_session(ctx.session, response)  #ReuqestContext class ReuqestContext():     def push(self, object):         ...         self.session = self.app.open_session(self.reuqest)         if self.session is None:             self.session = self.app.make_null_session()         ...

sessionRequestContext 中属性,所以代理说明如下:

session = LocalProxy(partial(_lookup_req_object,'session')

current_app & g

一般来讲, 在 Flask Web 开发时, Flask的实例是延迟创建的。也就是说 AppContext 还没有压入 _app_ctx_stack 中,所以我们在编写代码时,是无法获取完整的 Flask 实例的属性。而当用户访问时,程序的实例已经初始化完成了,因此我们采用 current_app 代理获取当前 app 。这仅仅是我的个人理解。实际上这是解决 多个 Flask 实例运行的问题

current_app 是获取 _app_ctx_stack 栈顶 AppContext 实例元素的代理.

def _find_app():     top = _app_ctx_stack.top     if top is None:         raise RuntimeError(_app_ctx_err_msg)     return top.app current_app = LocalProxy(_find_app)

flask.g 是存储一下资源信息的,如数据库连接信息。更多应用的则是体现在 Flask 扩展当中。

def _lookup_app_object(name):     top = _app_ctx_stack.top     if top is None:         raise RuntimeError(_app_ctx_err_msg)         return getattr(top,name) g = LocalProxy(partical(_lookup_app_object, 'g'))  # flask.app.py class Flask(_PackageBoundObject):     app_ctx_globals_class = _AppCtxGlobals #实现的是类似字典的功能  # AppContext class AppContext(object):     def __init__(self, app):         self.g = self.app.app_ctx_globals_class()  #RequestContext class RequestContext(object):     #定义与request相关的 g 变量     def _get_g(self):         return _app_ctx_stack.top.g     def _set_g(self, value):         _app_ctx_stack.top.g = value     g = property(_get_g, _set_g)     del _get_g, _set_g   

上述代码存在一个疑问是 g 对象是基于请求的,每次请求都会重置。那么 g 为什么不是 RequestContext 而是 AppContext ?

flask.g API 文档 中说明了 g 变量的改动。

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