【Django】中间件

言之。2025-05-08 8:04

Django 中间件是 Django 框架里一个轻量级、可插拔的组件，它能在全局范围内对 Django 的请求和响应进行处理。中间件处于 Django 的请求处理流程之中，在请求抵达视图函数之前以及视图函数返回响应之后执行特定操作。以下是关于 Django 中间件的详细介绍：

一、详细介绍

工作原理

Django 中间件的工作流程是一个请求/响应处理的管道。当一个请求到达 Django 项目时，它会依次经过每个中间件的处理，这些处理可能包括对请求进行预处理、身份验证、日志记录等。在视图函数处理完请求并返回响应后，响应会再次经过中间件，不过这次是反向顺序，中间件可以对响应进行后处理，如添加响应头、压缩响应内容等。

中间件的作用

  1. 全局请求处理：可以对所有请求进行预处理，例如验证用户身份、检查请求来源等。
  2. 全局响应处理：对所有响应进行后处理，如添加通用的响应头、压缩响应内容等。
  3. 异常处理：捕获视图函数中抛出的异常，并进行统一处理。
  4. 性能监控：记录请求的处理时间，方便进行性能分析。

中间件的使用场景

  1. 身份验证和授权：在请求到达视图之前验证用户身份，确保只有授权用户可以访问某些视图。
  2. 日志记录：记录每个请求的详细信息，如请求时间、请求路径、请求参数等，方便后续的调试和分析。
  3. 缓存控制：设置响应头，控制浏览器和缓存服务器对响应的缓存策略。
  4. 跨域资源共享（CORS）：处理跨域请求，允许不同域名的页面访问当前网站的资源。

中间件的实现方式

在 Django 中，中间件可以通过以下几种方式实现：

函数式中间件

函数式中间件是最简单的中间件实现方式，它是一个接受 get_response 函数作为参数的函数，返回一个新的函数，该函数处理请求和响应。

python 复制代码 
def simple_middleware(get_response):
    def middleware(request):
        # 请求处理前的逻辑
        print("Before view is called")
        response = get_response(request)
        # 请求处理后的逻辑
        print("After view is called")
        return response
    return middleware
类式中间件

类式中间件是更灵活的实现方式，它通过定义一个类来实现中间件的功能。类中需要实现 __init__ 和 __call__ 方法。

python 复制代码 
class SimpleMiddleware:
    def __init__(self, get_response):
        self.get_response = get_response

    def __call__(self, request):
        # 请求处理前的逻辑
        print("Before view is called")
        response = self.get_response(request)
        # 请求处理后的逻辑
        print("After view is called")
        return response

中间件的配置

要使用自定义的中间件，需要将其添加到 Django 项目的 settings.py 文件中的 MIDDLEWARE 设置中。中间件的顺序很重要，请求会按照 MIDDLEWARE 列表中的顺序依次经过每个中间件，而响应则会按照相反的顺序经过中间件。

python 复制代码 
MIDDLEWARE = [
    # 其他中间件...
    'myapp.middleware.SimpleMiddleware',
]

内置中间件

Django 提供了一些内置的中间件，这些中间件可以直接在项目中使用，常见的内置中间件包括：

  • django.middleware.security.SecurityMiddleware：提供一些基本的安全功能，如安全头设置、HTTP 严格传输安全（HSTS）等。
  • django.contrib.sessions.middleware.SessionMiddleware：处理会话功能，允许在不同请求之间存储和访问用户数据。
  • django.contrib.auth.middleware.AuthenticationMiddleware：将用户对象附加到每个请求上，方便在视图中使用 request.user 来获取当前用户。
  • django.middleware.csrf.CsrfViewMiddleware：提供跨站请求伪造（CSRF）保护。

通过使用中间件，你可以在不修改视图函数的情况下，对整个 Django 项目的请求和响应进行统一处理，提高代码的可维护性和复用性。

二、多个中间件的执行顺序

Django 中间件的执行顺序是理解其工作原理的关键部分，下面为你详细且形象地介绍多个中间件的执行顺序。

整体流程概述

当一个请求进入 Django 应用时，它会像一个"旅行者"一样，依次经过 MIDDLEWARE 设置列表里的各个中间件，这个过程就像是旅行者依次穿过不同的"关卡"。在每个关卡，中间件可以对请求进行检查、修改等操作。当请求到达视图函数并得到响应后，响应又会沿着相反的方向，再次穿过这些"关卡"，只不过这次是从最后一个中间件开始，逐个往前处理，每个中间件可以对响应进行后处理。

执行顺序的形象比喻

假设你要去一个神秘的城堡参观，这个城堡有很多道"魔法门"，每道魔法门都有不同的魔法效果，这些魔法门就相当于 Django 中的中间件。

请求阶段

当你从城堡外走向城堡内部（请求进入）时，你需要依次穿过这些魔法门。每穿过一道门，门的魔法就会作用在你身上，比如给你一个特殊的标记、检查你的身份等。这个过程就如同请求依次经过 MIDDLEWARE 列表中的中间件，每个中间件对请求进行预处理。

视图处理阶段

当你穿过所有的魔法门后，就进入了城堡的核心区域（视图函数），在这里你可以完成你的参观任务（处理请求），并得到一些纪念品（生成响应）。

响应阶段

当你参观结束，要离开城堡时，你需要再次穿过这些魔法门，但这次是反向的。每穿过一道门，魔法门又会对你身上的纪念品进行一些处理，比如给纪念品添加一个封印、改变纪念品的外观等。这个过程就如同响应依次经过中间件，每个中间件对响应进行后处理。

代码示例与执行顺序说明

假设我们有三个中间件 MiddlewareA、MiddlewareB 和 MiddlewareC，并且在 settings.py 中的 MIDDLEWARE 设置如下：

python 复制代码 
MIDDLEWARE = [
    'myapp.middleware.MiddlewareA',
    'myapp.middleware.MiddlewareB',
    'myapp.middleware.MiddlewareC',
]

下面是这三个中间件的简单实现：

python 复制代码 
# myapp/middleware.py
class MiddlewareA:
    def __init__(self, get_response):
        self.get_response = get_response

    def __call__(self, request):
        print("MiddlewareA: Before view")
        response = self.get_response(request)
        print("MiddlewareA: After view")
        return response


class MiddlewareB:
    def __init__(self, get_response):
        self.get_response = get_response

    def __call__(self, request):
        print("MiddlewareB: Before view")
        response = self.get_response(request)
        print("MiddlewareB: After view")
        return response


class MiddlewareC:
    def __init__(self, get_response):
        self.get_response = get_response

    def __call__(self, request):
        print("MiddlewareC: Before view")
        response = self.get_response(request)
        print("MiddlewareC: After view")
        return response

当一个请求到达时，控制台的输出顺序如下：

plaintext 复制代码 
MiddlewareA: Before view
MiddlewareB: Before view
MiddlewareC: Before view
# 视图函数处理请求
MiddlewareC: After view
MiddlewareB: After view
MiddlewareA: After view

从输出可以看出，请求按照 MIDDLEWARE 列表中的顺序依次经过 MiddlewareA、MiddlewareB 和 MiddlewareC 的"请求预处理"部分，然后进入视图函数处理请求。视图函数返回响应后，响应按照相反的顺序经过 MiddlewareC、MiddlewareB 和 MiddlewareA 的"响应后处理"部分。

顺序的重要性

中间件的顺序非常重要，因为它会影响到中间件的执行效果。例如，身份验证中间件通常需要放在其他需要用户身份信息的中间件之前，这样才能确保在后续中间件执行时，用户身份已经验证通过。如果顺序设置不当，可能会导致中间件无法正常工作，或者出现安全漏洞。

综上所述，理解 Django 中间件的执行顺序对于正确使用中间件和构建高效的 Django 应用至关重要。

三、MiddlewareMixin

MiddlewareMixin 是 Django 框架里的一个实用工具类，它的主要作用是简化中间件的创建过程。下面从多个方面对其进行详细介绍。

用途

在 Django 早期版本中，创建中间件的方式较为复杂，需要手动处理中间件的初始化和请求响应的调用逻辑。而 MiddlewareMixin 则是 Django 为了简化中间件的编写而引入的一个基类，借助它能够更便捷地创建中间件。

工作原理

MiddlewareMixin 是一个实现了特定逻辑的基类，它提供了中间件所需的基本结构。当你让自定义中间件继承自 MiddlewareMixin 时，就能利用其已经实现好的初始化和请求响应处理逻辑，从而减少代码量。

使用方法

以下是使用 MiddlewareMixin 创建中间件的示例：

python 复制代码 
from django.utils.deprecation import MiddlewareMixin

class SimpleMiddleware(MiddlewareMixin):
    def process_request(self, request):
        # 请求处理前的逻辑
        print("Before view is called")

    def process_response(self, request, response):
        # 请求处理后的逻辑
        print("After view is called")
        return response

在这个例子里，SimpleMiddleware 继承自 MiddlewareMixin，并且实现了两个方法：

  • process_request(request)：此方法会在请求到达视图之前被调用，可用于对请求进行预处理，像验证用户身份、记录请求日志等操作。
  • process_response(request, response)：该方法会在视图返回响应之后被调用，可用于对响应进行后处理，比如添加响应头、压缩响应内容等操作。

完整示例

假设你要在项目中使用这个中间件，需要完成以下步骤：

  1. 创建中间件文件 ：在你的应用（例如 myapp）下创建一个 middleware.py 文件，并把上述中间件代码添加进去。
  2. 配置中间件 ：在 settings.py 文件的 MIDDLEWARE 设置里添加自定义中间件的路径。
python 复制代码 
MIDDLEWARE = [
    # 其他中间件...
    'myapp.middleware.SimpleMiddleware',
]

注意事项

  • Django 版本差异 ：在 Django 1.10 及之后的版本中，MiddlewareMixin 被用来兼容旧的中间件写法。从 Django 2.0 开始，中间件可以通过实现 __call__ 方法来创建，这种方式更为简洁。示例如下：
python 复制代码 
class NewStyleMiddleware:
    def __init__(self, get_response):
        self.get_response = get_response

    def __call__(self, request):
        # 请求处理前的逻辑
        print("Before view is called")
        response = self.get_response(request)
        # 请求处理后的逻辑
        print("After view is called")
        return response
  • 执行顺序 ：中间件的执行顺序由 MIDDLEWARE 设置列表中的顺序决定。请求会按照列表顺序依次经过各个中间件的 process_request 方法，而响应则会按照相反顺序经过各个中间件的 process_response 方法。

总结

MiddlewareMixin 是 Django 提供的一个用于简化中间件编写的工具类，它让开发者可以通过实现 process_request 和 process_response 方法来创建中间件。不过，随着 Django 版本的更新，新的中间件创建方式逐渐流行，你可以根据项目需求和 Django 版本选择合适的方式。

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