Django 入门:快速构建 Python Web 应用的强大框架

Django 入门:快速构建 Python Web 应用的强大框架

今天我们来深入探讨 Django,一个基于 Python 的高性能 Web 开发框架。Django 以其"电池全包"的设计理念、强大的 ORM 和快速开发能力,成为构建现代化 Web 应用的首选工具。本文将带你从零搭建一个简单的 Django 项目,实现用户管理的 REST API,适合初学者快速上手,同时为有经验的开发者提供进阶建议和优化思路。

Django 提供开箱即用的功能,如用户认证、管理员界面和数据库管理,特别适合快速原型开发和企业级应用。本文基于 Django 5.x,使用 Python 3.10+ 和 SQLite(默认数据库),通过 Django REST Framework 实现 API。让我们开始吧!

前置准备

在开始之前,确保开发环境已就绪:

  • Python:推荐 Python 3.10 或更高(Django 5.x 要求 3.10+)。

  • 包管理器:pip(默认)或 Poetry,用于安装依赖。

  • IDE:PyCharm、VS Code 或其他支持 Python 的编辑器。

  • 数据库:默认使用 SQLite(无需额外安装),生产环境可切换到 PostgreSQL。

  • 项目结构 :创建一个 Django 项目,目录如下:

    复制代码
    django-demo
    ├── manage.py
    ├── demo
    │   ├── __init__.py
    │   ├── settings.py
    │   ├── urls.py
    │   ├── asgi.py
    │   └── wsgi.py
    ├── users
    │   ├── migrations
    │   ├── __init__.py
    │   ├── admin.py
    │   ├── models.py
    │   ├── serializers.py
    │   ├── urls.py
    │   └── views.py
    └── requirements.txt

安装 Python 和 Django

  • 确保 Python 已安装:python3 --version

  • 创建虚拟环境:python3 -m venv venv && source venv/bin/activate(Linux/Mac)或 venv\Scripts\activate(Windows)。

  • 安装 Django 和 Django REST Framework:

    bash 复制代码
    pip install django==5.1 django-rest-framework

步骤 1: 创建 Django 项目和应用

初始化项目并创建一个用户管理应用。

bash 复制代码
# 创建项目
django-admin startproject demo
cd demo

# 创建应用
python manage.py startapp users

配置应用

编辑 demo/settings.py,添加 usersrest_frameworkINSTALLED_APPS

python 复制代码
INSTALLED_APPS = [
    'django.contrib.admin',
    'django.contrib.auth',
    'django.contrib.contenttypes',
    'django.contrib.sessions',
    'django.contrib.messages',
    'django.contrib.staticfiles',
    'rest_framework',  # REST Framework
    'users',           # 用户应用
]

步骤 2: 定义模型

users/models.py 中定义 User 模型:

python 复制代码
from django.db import models

class User(models.Model):
    name = models.CharField(max_length=50)
    age = models.IntegerField()

    def __str__(self):
        return self.name

迁移数据库

bash 复制代码
python manage.py makemigrations
python manage.py migrate

说明

  • CharFieldIntegerField:定义字段类型。
  • makemigrations:生成数据库迁移文件。
  • migrate:应用迁移,创建表(SQLite 默认存储在 db.sqlite3)。

步骤 3: 创建序列化器

users/serializers.py 中定义序列化器,用于将模型转换为 JSON:

python 复制代码
from rest_framework import serializers
from .models import User

class UserSerializer(serializers.ModelSerializer):
    class Meta:
        model = User
        fields = ['id', 'name', 'age']

说明

  • ModelSerializer:自动映射模型字段。
  • fields:指定序列化的字段。

步骤 4: 创建视图和 URL

视图

users/views.py 中定义 REST API 视图:

python 复制代码
from rest_framework import generics
from .models import User
from .serializers import UserSerializer

class UserListCreateView(generics.ListCreateAPIView):
    queryset = User.objects.all()
    serializer_class = UserSerializer

class UserDetailView(generics.RetrieveUpdateDestroyAPIView):
    queryset = User.objects.all()
    serializer_class = UserSerializer

说明

  • ListCreateAPIView:支持 GET(列表)和 POST(创建)。
  • RetrieveUpdateDestroyAPIView:支持 GET/PUT/DELETE(单条记录)。

URL 路由

users/urls.py 中定义路由:

python 复制代码
from django.urls import path
from .views import UserListCreateView, UserDetailView

urlpatterns = [
    path('users/', UserListCreateView.as_view(), name='user-list'),
    path('users/<int:pk>/', UserDetailView.as_view(), name='user-detail'),
]

demo/urls.py 中包含应用路由:

python 复制代码
from django.contrib import admin
from django.urls import path, include

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

步骤 5: 运行和测试

  1. 启动服务器

    bash 复制代码
    python manage.py runserver
  2. 测试 API

    • GET http://localhost:8000/api/users/:列出所有用户。

    • POST http://localhost:8000/api/users/

      json 复制代码
      {
          "name": "Alice",
          "age": 25
      }
    • GET http://localhost:8000/api/users/1/:获取 ID 为 1 的用户。

  3. 访问 Admin 界面

    • 创建超级用户:python manage.py createsuperuser
    • 访问 http://localhost:8000/admin/,登录后管理用户数据。
  4. 调试技巧

    • 错误日志:查看终端输出或启用 DEBUG=Truesettings.py)。
    • 数据库问题:检查 db.sqlite3 或迁移状态(python manage.py showmigrations)。
    • API 测试:使用 Postman 或 curl

进阶与最佳实践

  • 生产配置

    • 设置 DEBUG=False 并配置静态文件服务:

      python 复制代码
      STATIC_ROOT = BASE_DIR / 'staticfiles'

      运行 python manage.py collectstatic

    • 使用 PostgreSQL:修改 settings.pyDATABASES 配置。

  • 认证和权限

    • 集成 rest_framework.authenticationpermissions

      python 复制代码
      REST_FRAMEWORK = {
          'DEFAULT_AUTHENTICATION_CLASSES': [
              'rest_framework.authentication.TokenAuthentication',
          ],
          'DEFAULT_PERMISSION_CLASSES': [
              'rest_framework.permissions.IsAuthenticated',
          ]
      }
  • 性能优化

    • 启用缓存:集成 Redis 或 Memcached。

    • 分页:为 ListCreateAPIView 添加分页:

      python 复制代码
      REST_FRAMEWORK = {
          'DEFAULT_PAGINATION_CLASS': 'rest_framework.pagination.PageNumberPagination',
          'PAGE_SIZE': 10
      }
  • 部署

    • 使用 Gunicorn 和 Nginx:

      bash 复制代码
      pip install gunicorn
      gunicorn demo.wsgi -b 0.0.0.0:8000
    • 容器化:创建 Dockerfile:

      dockerfile 复制代码
      FROM python:3.10-slim
      WORKDIR /app
      COPY requirements.txt .
      RUN pip install -r requirements.txt
      COPY . .
      CMD ["gunicorn", "demo.wsgi", "-b", "0.0.0.0:8000"]
  • 资源推荐:Django 官网(djangoproject.com)、《Django for Professionals》。多实践 REST API 和认证系统。

总结

通过这个 Django 示例,你学会了创建项目、定义模型、构建 REST API 和使用 Admin 界面。Django 的全包式设计极大简化了 Web 开发,适合快速原型和复杂应用。

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