Python---Flask 轻量级Web框架

kyle~2026-02-16 16:14
1. Flask 基础认知

Flask是由Armin Ronacher开发的轻量级Python Web框架，基于Werkzeug（WSGI工具集）和Jinja2（模板引擎）构建，被称为"微框架（Microframework）"------并非功能薄弱，而是核心极简，可通过扩展灵活扩展功能，对比Django（大而全的框架），Flask更适合小型项目、快速原型开发或需要高度定制化的场景。

核心特点：

  • 轻量灵活：核心仅包含路由、请求/响应处理、模板渲染，其余功能通过扩展实现；
  • 易学易用：API设计简洁，新手可快速上手；
  • 兼容性好：支持Python 3.6+，兼容主流WSGI服务器；
  • 丰富的扩展生态：Flask-SQLAlchemy（数据库）、Flask-WTF（表单）、Flask-Login（用户认证）等。

环境搭建 ：

首先推荐使用虚拟环境隔离依赖（避免全局环境污染）：

bash 复制代码 
# 创建虚拟环境（Python 3.6+）
python -m venv flask_env

# 激活虚拟环境（Windows）
flask_env\Scripts\activate
# 激活虚拟环境（Linux/Mac）
source flask_env/bin/activate

# 安装Flask
pip install flask
# 验证安装
python -c "import flask; print(flask.__version__)"
2. 最小应用：Flask 核心骨架

Flask的最小应用仅需几行代码即可运行，是理解其核心流程的起点：

python 复制代码 
# app.py
from flask import Flask

# 初始化Flask应用：__name__表示当前模块名，Flask以此定位静态文件/模板路径
app = Flask(__name__)

# 路由：将URL路径（/）与视图函数绑定
@app.route('/')
def index():
    # 视图函数：处理请求并返回响应
    return 'Hello, Flask!'

# 仅在直接运行该脚本时启动开发服务器
if __name__ == '__main__':
    # debug=True：开启调试模式（代码修改自动重启、报错显示详细信息）
    app.run(debug=True, host='0.0.0.0', port=5000)

运行脚本后，访问http://localhost:5000即可看到"Hello, Flask!"，核心要素：

  • Flask(__name__)：创建应用实例，__name__是Flask的"应用根目录"标识；
  • @app.route('/')：路由装饰器，映射URL与视图函数；
  • app.run()：启动开发服务器（仅用于开发环境，生产环境需用Gunicorn/Nginx）。
3. 路由系统：URL与视图的映射

视图函数（View Function）是 Flask 中绑定到特定 URL 路由的 Python 函数，也是处理 HTTP 请求的核心载体

路由是Flask的核心之一，负责将用户请求的URL匹配到对应的视图函数，支持多种高级特性：

（1）基本路由与动态路由
python 复制代码 
# 基本路由：固定URL
@app.route('/about')
def about():
    return '关于我们'

# 动态路由：URL参数（<string:name> 表示接收字符串类型的name参数）
@app.route('/user/<string:name>')  # 类型可省略，默认string；支持int/float/path（含/的字符串）
def user(name):
    return f'Hello, {name}!'

# 多URL绑定到同一个视图函数
@app.route('/hi')
@app.route('/hello')
def greet():
    return 'Hi there!'
（2）请求方法限定

默认路由仅支持GET请求，可通过methods参数指定支持的HTTP方法（GET/POST/PUT/DELETE等）：

python 复制代码 
@app.route('/login', methods=['GET', 'POST'])
def login():
    if request.method == 'POST':
        # 处理POST请求（表单提交）
        return '处理登录逻辑'
    else:
        # 处理GET请求（返回登录页面）
        return '返回登录表单'
（3）路由规则进阶
  • strict_slashes：控制URL末尾的/是否严格匹配（默认True，/about/与/about视为不同）；
  • redirect_to：路由重定向；
python 复制代码 
@app.route('/old-path', strict_slashes=False, redirect_to='/new-path')
def old_path():
    pass

@app.route('/new-path')
def new_path():
    return '新路径'
4. 请求与响应处理

Flask通过request对象封装客户端请求数据，通过返回值/make_response构建响应。

（1）请求对象（request）

需先导入from flask import request，核心属性：

属性/方法 说明 示例
request.method 请求方法（GET/POST等） if request.method == 'POST'
request.args GET参数（URL中的?参数） request.args.get('page', 1)
request.form POST表单数据 request.form.get('username')
request.files 上传的文件 request.files['avatar']
request.cookies 请求中的Cookie request.cookies.get('token')
request.headers 请求头信息 request.headers.get('User-Agent')

访问http://localhost:5000/user?id=100\&page=2 → 返回 "获取到的 GET 参数：用户 ID=100，页码 = 2"。

URL 中的?是路径和 GET 参数的分隔符，& 是多个 GET 参数之间的分隔符

示例：处理GET/POST请求

python 复制代码 
from flask import Flask, request

app = Flask(__name__)

@app.route('/data', methods=['GET', 'POST'])
def handle_data():
    if request.method == 'GET':
        # 获取GET参数：?name=张三&age=20
        name = request.args.get('name', '匿名')  # 第二个参数是默认值
        age = request.args.get('age', 0, type=int)
        return f'GET请求：姓名{name}，年龄{age}'
    else:
        # 获取POST表单数据
        username = request.form['username']  # 无默认值，不存在则抛异常
        password = request.form.get('password')
        return f'POST请求：用户名{username}'

if __name__ == '__main__':
    app.run(debug=True)
（2）响应处理

Flask支持多种响应类型，核心方式：

  • 直接返回字符串：自动封装为Response对象（默认状态码200，Content-Type: text/html）；
  • 返回元组：(响应内容, 状态码, 响应头)；
  • 使用make_response构建自定义响应；
  • 返回JSON：使用jsonify（自动设置Content-Type: application/json）。

示例：

python 复制代码 
from flask import Flask, make_response, jsonify

app = Flask(__name__)

@app.route('/response1')
def response1():
    # 返回元组：内容、状态码、响应头
    return '自定义状态码', 404, {'X-Custom-Header': 'Flask'}

@app.route('/response2')
def response2():
    # 手动构建Response对象
    resp = make_response('自定义响应')
    resp.status_code = 201
    resp.set_cookie('token', '123456')  # 设置Cookie
    resp.headers['Content-Type'] = 'text/plain'
    return resp

@app.route('/json')
def return_json():
    # 返回JSON数据（推荐用jsonify，而非json.dumps）
    data = {'name': '张三', 'age': 20}
    return jsonify(data)  # 等价于 return make_response(json.dumps(data), 200, {'Content-Type': 'application/json'})

if __name__ == '__main__':
    app.run(debug=True)
（3）重定向与错误处理
  • 重定向：使用redirect，配合url_for（反向生成URL，避免硬编码）；
  • 错误处理：使用@app.errorhandler(状态码)装饰器自定义错误页面。
python 复制代码 
from flask import Flask, redirect, url_for, abort

app = Flask(__name__)

@app.route('/index')
def index():
    return '首页'

@app.route('/go-index')
def go_index():
    # url_for('index')：根据视图函数名生成URL（/index）
    return redirect(url_for('index'))

@app.route('/error')
def error():
    # 主动抛出404异常
    abort(404)

# 自定义404错误页面
@app.errorhandler(404)
def page_not_found(e):
    # e是异常对象，包含错误信息
    return '页面不存在', 404

# 自定义500错误页面
@app.errorhandler(500)
def server_error(e):
    return '服务器内部错误', 500

if __name__ == '__main__':
    app.run(debug=True)
5. 模板引擎：Jinja2

Flask内置Jinja2模板引擎，用于将Python变量渲染到HTML中，实现"前后端分离（简易版）"，模板文件默认放在项目根目录的templates文件夹下。

（1）基本使用

项目结构：

复制代码 
project/
├── app.py
└── templates/
    └── index.html

app.py：

python 复制代码 
from flask import Flask, render_template

app = Flask(__name__)

@app.route('/')
def index():
    # 渲染模板：传递变量name/age到模板
    return render_template('index.html', name='张三', age=20)

if __name__ == '__main__':
    app.run(debug=True)

templates/index.html：

html 复制代码 
<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
    <title>Flask模板</title>
</head>
<body>
    <h1>Hello, {{ name }}!</h1>  {# 变量渲染 #}
    <p>年龄：{{ age + 1 }}</p>    {# 支持简单表达式 #}
</body>
</html>
（2）Jinja2核心语法
  • 变量：{``{ 变量名 }}，支持字典（{``{ user.name }}/{``{ user['name'] }}）、列表（{``{ list[0] }}）；
  • 控制结构：{% if/for %}，需闭合{% endif/endfor %}；
html 复制代码 
{# 条件判断 #}
{% if age >= 18 %}
    <p>成年</p>
{% else %}
    <p>未成年</p>
{% endif %}

{# 循环 #}
<ul>
{% for item in ['苹果', '香蕉', '橙子'] %}
    <li>{{ loop.index }}: {{ item }}</li>  {# loop.index是循环索引（从1开始） #}
{% endfor %}
</ul>

  • 模板继承：通过{% extends %}/{% block %}实现模板复用（核心减少重复代码）；
    基模板（templates/base.html）：

    html 复制代码 
    <!DOCTYPE html>
<html>
<head>
    <title>{% block title %}默认标题{% endblock %}</title>
</head>
<body>
    <div class="header">头部</div>
    <div class="content">
        {% block content %}{% endblock %}  {# 子模板填充的内容 #}
    </div>
    <div class="footer">底部</div>
</body>
</html>

    子模板（templates/home.html）：

    html 复制代码 
    {% extends 'base.html' %}  {# 继承基模板 #}

{% block title %}首页{% endblock %}  {# 重写title块 #}

{% block content %}
    <h1>首页内容</h1>
{% endblock %}

  • 宏（Macro）：类似函数，封装可复用的HTML片段；

html 复制代码 
{% macro input(name, type='text', value='') %}
    <input type="{{ type }}" name="{{ name }}" value="{{ value }}">
{% endmacro %}

{# 使用宏 #}
{{ input('username') }}
{{ input('password', type='password') }}
  • 过滤器：修改变量显示格式，{``{ 变量|过滤器 }}，常用：safe（禁用转义）、length（长度）、upper（大写）；
html 复制代码 
{{ '<h1>测试</h1>'|safe }}  {# 渲染为<h1>测试</h1>，而非转义后的字符串 #}
{{ ['a','b']|length }}       {# 输出2 #}
{{ 'hello'|upper }}          {# 输出HELLO #}
6. 会话与状态管理

HTTP是无状态协议，Flask通过Cookie和Session实现状态保持：

（1）Cookie

Cookie是存储在客户端浏览器的小型文本文件，Flask通过set_cookie/request.cookies操作：

python 复制代码 
from flask import Flask, make_response, request

app = Flask(__name__)

@app.route('/set-cookie')
def set_cookie():
    resp = make_response('设置Cookie')
    # 设置Cookie：key=value，max_age是过期时间（秒）
    resp.set_cookie('username', '张三', max_age=3600)
    return resp

@app.route('/get-cookie')
def get_cookie():
    # 获取Cookie
    username = request.cookies.get('username', '匿名')
    return f'Cookie中的用户名：{username}'

if __name__ == '__main__':
    app.run(debug=True)
（2）Session

Session是"服务器端的Cookie"：将敏感数据存储在服务器，仅将加密的session_id存储在客户端Cookie中，使用前需设置密钥（SECRET_KEY）用于加密：

python 复制代码 
from flask import Flask, session

app = Flask(__name__)
# 必须设置密钥（开发时可随便写，生产环境需用随机强密钥）
app.secret_key = 'your-secret-key-123456'  # 生产环境建议从环境变量读取

@app.route('/set-session')
def set_session():
    # 存储数据到Session
    session['username'] = '张三'
    session['age'] = 20
    return 'Session已设置'

@app.route('/get-session')
def get_session():
    # 获取Session数据
    username = session.get('username', '匿名')
    age = session.get('age', 0)
    return f'Session：用户名{username}，年龄{age}'

@app.route('/clear-session')
def clear_session():
    # 删除单个Session键
    session.pop('age', None)
    # 清空所有Session
    # session.clear()
    return 'Session已清理'

if __name__ == '__main__':
    app.run(debug=True)
7. 蓝图（Blueprint）：模块化开发

当项目规模扩大时，单一app.py会变得臃肿，蓝图（Blueprint）可将功能拆分为独立模块（如用户模块、商品模块），实现代码解耦。

示例：拆分用户模块和商品模块

项目结构：

复制代码 
project/
├── app.py
├── users/
│   ├── __init__.py
│   └── views.py  # 用户模块视图
└── goods/
    ├── __init__.py
    └── views.py  # 商品模块视图

users/views.py：

python 复制代码 
from flask import Blueprint

# 创建蓝图：第一个参数是蓝图名，第二个是模块名，url_prefix是该蓝图所有路由的前缀
user_bp = Blueprint('user', __name__, url_prefix='/user')

# 蓝图的路由（最终URL：/user/login）
@user_bp.route('/login')
def login():
    return '用户登录'

@user_bp.route('/profile')
def profile():
    return '用户个人中心'

goods/views.py：

python 复制代码 
from flask import Blueprint

goods_bp = Blueprint('goods', __name__, url_prefix='/goods')

@goods_bp.route('/list')
def goods_list():
    return '商品列表'

@goods_bp.route('/detail/<int:id>')
def goods_detail(id):
    return f'商品详情：{id}'

app.py（注册蓝图）：

python 复制代码 
from flask import Flask
from users.views import user_bp
from goods.views import goods_bp

app = Flask(__name__)

# 注册蓝图到应用
app.register_blueprint(user_bp)
app.register_blueprint(goods_bp)

if __name__ == '__main__':
    app.run(debug=True)

访问http://localhost:5000/user/login（用户登录）、http://localhost:5000/goods/list（商品列表）即可验证，蓝图支持独立的模板/静态文件路径、错误处理等，是Flask模块化开发的核心。

8. 配置管理

Flask支持多种配置方式，核心是app.config（字典对象），推荐按环境（开发/测试/生产）分离配置：

（1）基本配置方式
python 复制代码 
from flask import Flask

app = Flask(__name__)

# 方式1：直接设置
app.config['SECRET_KEY'] = '123456'
app.config['DEBUG'] = True

# 方式2：从字典加载
config = {
    'SECRET_KEY': '123456',
    'DEBUG': True
}
app.config.update(config)

# 方式3：从配置类加载（推荐，便于环境分离）
class DevelopmentConfig:
    DEBUG = True
    SECRET_KEY = 'dev-secret-key'

class ProductionConfig:
    DEBUG = False
    SECRET_KEY = 'prod-secret-key'  # 生产环境用随机生成的密钥

# 加载配置类
app.config.from_object(DevelopmentConfig)

# 方式4：从环境变量加载（生产环境推荐，避免硬编码敏感信息）
# app.config.from_envvar('FLASK_CONFIG_FILE')  # 读取环境变量指向的配置文件
9. 钩子函数（中间件）

Flask提供多个钩子函数，用于在请求处理的不同阶段执行自定义逻辑：

钩子函数 执行时机
before_request 每个请求处理前执行
after_request 每个请求处理后执行（无异常）
teardown_request 每个请求处理后执行（无论是否异常）
before_first_request 第一个请求处理前执行（Flask 2.0+已废弃，改用app.before_first_request_funcs）

示例：

python 复制代码 
from flask import Flask, request

app = Flask(__name__)

# 请求处理前：记录请求信息
@app.before_request
def log_request():
    print(f'请求路径：{request.path}，方法：{request.method}')

# 请求处理后：添加响应头
@app.after_request
def add_header(resp):
    resp.headers['X-Processed-By'] = 'Flask'
    return resp

# 请求处理完成后（无论是否异常）：清理资源
@app.teardown_request
def teardown(exception):
    if exception:
        print(f'请求异常：{exception}')
    print('请求处理完成，清理资源')

@app.route('/')
def index():
    return 'Hello, Flask!'

if __name__ == '__main__':
    app.run(debug=True)
10. 常用扩展

Flask的核心功能有限，扩展是其生态的核心，以下是最常用的扩展：

  • Flask-SQLAlchemy ：ORM框架，简化数据库操作（支持MySQL/PostgreSQL/SQLite等）；
    安装：pip install flask-sqlalchemy
    示例：

    python 复制代码 
    from flask import Flask
from flask_sqlalchemy import SQLAlchemy

app = Flask(__name__)
# 配置数据库连接（SQLite示例，文件型数据库）
app.config['SQLALCHEMY_DATABASE_URI'] = 'sqlite:///test.db'
app.config['SQLALCHEMY_TRACK_MODIFICATIONS'] = False  # 关闭修改跟踪（提升性能）
db = SQLAlchemy(app)

# 定义模型（对应数据库表）
class User(db.Model):
    id = db.Column(db.Integer, primary_key=True)  # 主键
    username = db.Column(db.String(80), unique=True, nullable=False)  # 唯一、非空
    email = db.Column(db.String(120), unique=True, nullable=False)

    def __repr__(self):
        return f'<User {self.username}>'

# 创建表（需在Python交互环境执行）
# with app.app_context():
#     db.create_all()

@app.route('/add-user')
def add_user():
    # 添加数据
    user = User(username='张三', email='zhangsan@example.com')
    db.session.add(user)
    db.session.commit()
    return '用户添加成功'

@app.route('/users')
def get_users():
    # 查询数据
    users = User.query.all()
    return f'所有用户：{users}'

if __name__ == '__main__':
    app.run(debug=True)

  • Flask-WTF：封装WTForms，简化表单验证；

  • Flask-Login：处理用户登录、登出、会话管理；

  • Flask-Migrate：基于Alembic，实现数据库迁移（表结构修改）；

  • Flask-CORS：解决跨域问题（前后端分离项目必备）。

11. 生产环境部署

开发环境的app.run()仅用于调试，生产环境需使用WSGI服务器 （Gunicorn）+ 反向代理（Nginx）：

（1）使用Gunicorn启动Flask应用

安装：pip install gunicorn

创建wsgi.py：

python 复制代码 
from app import app

if __name__ == '__main__':
    app.run()

启动Gunicorn：

bash 复制代码 
# 启动：workers是工作进程数（建议=CPU核心数*2+1），bind绑定地址和端口
gunicorn -w 4 -b 0.0.0.0:8000 wsgi:app
（2）配置Nginx反向代理

Nginx负责接收客户端请求，转发到Gunicorn，同时处理静态文件、负载均衡等：

nginx 复制代码 
server {
    listen 80;
    server_name your-domain.com;  # 你的域名

    # 静态文件（Flask的static文件夹）
    location /static {
        alias /path/to/your/project/static;
    }

    # 转发动态请求到Gunicorn
    location / {
        proxy_pass http://127.0.0.1:8000;
        proxy_set_header Host $host;
        proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;
    }
}
12. 进阶
  • 上下文 ：Flask有两种核心上下文------应用上下文（app_context）和请求上下文（request_context），request/session属于请求上下文，current_app/g属于应用上下文；
    • current_app：当前运行的应用实例；
    • g：全局临时存储，仅在当前请求有效，用于在钩子函数和视图函数间传递数据。
  • 信号 ：Flask-Signals（需安装blinker），用于监听应用事件（如请求开始/结束、模板渲染完成等），实现解耦的事件通知；
  • 测试 ：使用pytest+flask.test_client()编写单元测试，模拟请求并验证响应。
  1. Flask是轻量级Python Web框架，核心极简但可通过扩展实现复杂功能，适合小型项目/快速原型开发；
  2. 核心知识点包括：路由映射、请求/响应处理、Jinja2模板、Session/Cookie、蓝图（模块化）、配置管理、钩子函数；
  3. 生产环境需使用Gunicorn（WSGI服务器）+ Nginx（反向代理）部署，避免使用开发服务器；扩展是Flask生态的核心，Flask-SQLAlchemy、Flask-WTF等可大幅提升开发效率。
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