前置基础知识

web开发的两种模式

前后端不分离

前后端分离

1. 前后端不分离

完整的html页面是在后端生成的，后端给前端返回完整的页面，前端只是进行展示，前端与后端的耦合度很高。

缺点：只适用于纯网页的应用。

优点：有利于网站的SEO优化

2. 前后端分离

完整的html页面是在前端生成的，后端只给前端返回所需的数据，前端将数据填充在页面上，前端与后端的耦合度很低。

优点：可以对接不同类型的客户端。

缺点：不利于SEO优化

3.API: 在前后端分离开发模式中，我们通常将后端开发的每个视图都称为一个接口或者API。

4.RESTful设计风格

统一的接口设计方式就是普遍采用的RESTful API设计风格

Restful风格设计-关键点

URL地址尽量使用名词复数，不要使用动词。
访问同一个URL地址，采用不同的请求方式，代表要执行不同的操作。(GET)获取 POST(新增) PUT（修改）DELETE（删除）不常用：PATCH(修改) HEAD(只返回请求头没有请求体) OPTIONS(获取信息)
过滤参数可以放在查询字符串中。常见的参数：

?limit=10：指定返回记录的数量
?offset=10：指定返回记录的开始位置。
?page=2&pagesize=100：指定第几页，以及每页的记录数。
?sortby=name&order=asc：指定返回结果按照哪个属性排序，以及排序顺序。

针对不同操作，服务器向用户返回不同的响应数据。一般遵循以下规范：

1. 获取一组数据，返回一组数据
2. 获取指定数据，返回指定数据
3. 新增数据，返回新增的数据
4. 修改数据，返回修改的数据
5. 删除数据，返回空

服务器返回的响应数据格式，应该尽量使用JSON。
响应状态码，服务器向客户端返回的状态码和提示信息，常见的状态码如下：

200 OK - [GET/PUT]：服务器成功返回用户请求的数据
201 CREATED - [POST]：用户新建数据成功。
204 NO CONTENT - [DELETE]：用户删除数据成功。
400 INVALID REQUEST - [POST/PUT]：用户发出的请求有错误，服务器没有进行新建或修改数据的操作
404 NOT FOUND - [*]：用户发出的请求针对的是不存在的记录，服务器没有进行操作，该操作是幂等的。。
500 INTERNAL SERVER ERROR - [*]：服务器发生错误，用户将无法判断发出的请求是否成功。

了解：

域名：使用专有域名
版本：将版本信息放在url地址
错误：将错误信息返回
在访问api接口时，将和接口相关的其他API接口的地址也在响应数据中返回

使用Django开发REST API

需求：
    设计一套符合RestAPI风格的接口，提供以下5个接口：
        1. 获取所有直播间数据：GET /lives/
        2. 新增一本直播间数据：POST /lives/
        3. 获取指定的直播间数据(根据id)：GET /lives/(?P<pk>\d+)/
        4. 修改指定的直播间数据(根据id)：PUT /lives/(?P<pk>\d+)/
        5. 删除指定的直播间数据(根据id)：DELETE /lives/(?P<pk>\d+)/

模型类定义

# models.py
class LiveInfo(models.Model):
    live_id = models.IntegerField(verbose_name='直播间号')
    live_streamer = models.CharField(max_length=20, verbose_name='主播名字')
    live_title = models.CharField(max_length=30, verbose_name='直播间标题')
    live_pop = models.IntegerField(default=0, verbose_name='人气')
    live_content = models.CharField(default='未设定', max_length=20, verbose_name='直播类型')
    is_delete = models.BooleanField(default=False, verbose_name='删除标记')

    class Meta:
        db_table = 'tb_lives'
        verbose_name = '直播间'
        verbose_name_plural = verbose_name

    def __str__(self):
        return self.live_streamer

views.py文件中定义视图实现API接口：

class LiveListView(View):
    def get(self, request):
        """获取所有直播间"""
        lives = LiveInfo.objects.all()
        lives_list = []
        for live in lives:
            lives_list.append({
                'live_id': live.live_id,
                'live_streamer': live.live_streamer,
                'live_title': live.live_title,
                'live_pop': live.live_pop,
                'live_content': live.live_content
            })
        return JsonResponse(lives_list, safe=False)

    def post(self, request):
        """新增直播间"""
        pass


class LiveDetailView(View):
    def get(self, request, pk):
        """查询一间直播间信息"""
        pass

    def put(self, request, pk):
        """修改直播间信息"""
        pass

    def delete(self, request, pk):
        """删除直播间"""
        pass

RestAPI开发核心工作

分析上节直播间管理的5个API接口，可以发现，在开发REST API接口时，视图中做的最主要有三件事：

将请求的数据（如JSON格式）转换为模型类对象
操作数据库
将模型类对象转换为响应的数据（如JSON格式）

在以上操作中，涉及到两个概念：序列化和反序列化。

序列化Serialization

将程序中的一个数据结构类型转换为其他格式（字典、JSON、XML等），例如将Django中的模型类对象转换为字典或JSON字符串，这个转换过程我们称为序列化。

反序列化

将其他格式（字典、JSON、XML等）转换为程序中的数据，例如将JSON字符串或字典转换保存为Django中的模型类对象，这个过程我们称为反序列化。

在开发REST API接口时，我们在视图中在做的最核心的事是：

将数据库数据序列化为前端所需要的格式，并返回。
将前端发送的数据反序列化保存到模型类对象，并保存到数据库中。

Django REST framework 简介

Django REST framework 框架是一个用于构建Web API 的强大而又灵活的工具。通常简称为DRF框架或 REST framework。

作用：帮助我们大大提高REST API的开发速度

核心功能：

序列化器：序列化和反序列化
类视图，MiXin扩展类：简化视图代码的编写

环境安装与使用：

pip install djangorestframework
# 注：DRF框架依赖于Django，需要先安装Django环境，再安装djangorestframework。

在Django项目中使用DRF框架进行开发时，需要将rest_framework在INSTALLED_APPS中进行注册：

INSTALLED_APPS = [
    ...
    'rest_framework',
]

序列化器

序列化器类定义

from rest_framework import serializers


class LiveInfoSerializer(serializers.Serializer):
    id = serializers.IntegerField(label='ID', read_only=True)
    live_id = serializers.IntegerField(label='直播间号')
    live_streamer = serializers.CharField(max_length=20, label='主播名字', required=False)
    live_title = serializers.CharField(max_length=30, label='直播间标题')
    live_pop = serializers.IntegerField(default=0, label='人气', required=False)
    live_content = serializers.CharField(default='未设定', max_length=20, label='直播类型', required=False)
    is_delete = serializers.BooleanField(default=False, label='删除标记', required=False)

选项参数：

write_only：为True，字段只在反序列化时使用
read_only：为True，字段只在序列化时使用
required：为True，如果字段在反序列化时使用，该字段必传传入
default：设置序列化和反序列化操作时的默认值
max_length和min_length：设置字符串的最大长度和最小长度
max_value和min_value：设置数字的最大值和最小值

序列化操作

序列化单个对象：序列化单个对象obj时，在创建序列化器对象时，将obj传递给instance即可

from livetest.models import LiveInfo
from livetest.serializers import LiveInfoSerializer
class LiveDetailView(View):
    def get(self, request, pk):
        """查询一间直播间信息"""
        try:
            live = LiveInfo.objects.get(pk=pk)
        except LiveInfo.DoesNotExist:
            return HttpResponse(status=404)
        # 创建序列化器对象
        serializer = LiveInfoSerializer(live)
        # 返回序列化之后的数据
        return JsonResponse(serializer.data)

序列化多个对象：如果要被序列化的是包含多个对象的查询集QuerySet或list，在创建序列化器对象时，需要添加many=True参数

class LiveListView(View):
    def get(self, request):
        """获取所有直播间"""
        lives = LiveInfo.objects.all()
        # 创建序列化器对象
        serialize# 获取序列化之后的数据r = LiveInfoSerializer(lives, many=True)
        
        return JsonResponse(serializer.data, safe=False)

关联对象嵌套序列化

如果在序列化对象数据时，需要将其关联的对象一并序列化，则定义序列化器类的字段时，需要在定义对应的关联对象嵌套序列化字段，比如和直播分类关联的直播间。对于嵌套关联字段，可以采用以下3种方式进行定义：

1.PrimaryKeyRelatedField ：将关联对象序列化为关联对象的主键。

# 在LiveInfoSerializer中添加此字段
Ltype = serializers.PrimaryKeyRelatedField(label='直播类型', read_only=True)
或
Ltype = serializers.PrimaryKeyRelatedField(label='直播类型', queryset=LiveInfo.objects.all())

2.使用关联对象的序列化器

Ltype = LiveInfoSerializer()

3.StringRelatedField：将关联对象序列化为关联对象模型类__str__方法的返回值。

Ltype = serializers.StringRelatedField(label='直播类型')

如果和一个对象关联的对象有多个，在序列化器类中定义嵌套序列化字段时，需要多添加一个many=True参数。

反序列化操作

# 1. 创建序列化器对象
serializer = 序列化器类(data=<待校验字典数据>)

# 2. 数据校验：成功返回True，失败返回False
serializer.is_valid()

# 3. 获取校验成功之后的数据
serializer.validated_data

# 4. 如果校验失败，获取失败的错误提示信息
serializer.errors

调用is_valid时，会根据对应序列化类字段是否需要传递、字段类型以及一些选项参数对data中的数据进行校验。

在调用is_valid进行数据校验时，除了一些基本的默认验证行为，可能还需要补充一些验证行为，可以使用以下三种方法：

针对指定字段添加validators选项参数添加补充验证函数

在序列化器类中定义特定方法validate_<field_name>针对特定字段进行补充验证

在序列化器类中定义方法validate进行补充验证

数据校验通过之后，可以调用序列化对象的save方法进行数据保存，save方法内部会调用对应序列化器类中的create或update方法，可以在create中实现数据新增，在update中实现数据更新。

ModelSerializer使用

如果序列化器类对应的是Django的某个模型类，则定义序列化器类时，可以直接继承于ModelSerializer。

ModelSerializer是Serializer类的子类，相对于Serializer，提供了以下功能：

基于模型类字段自动生成序列化器类的字段
包含默认的create()和update()方法的实现

class LiveInfoSerializer(serializers.ModelSerializer):
    class Meta:
        model = LiveInfo
				# 使用fields来指明依据模型类的哪些字段生成序列化器类的字段，__all__表明包含所有字段，也可以指明具体哪些字段
				# fields = '__all__'
        # fields = ('id', 'title', ...)
        # 使用exclude可以指明排除哪些字段
        exclude = ['is_delete']
        extra_kwargs = {
            # 'live_title': {'validators': [live_name]},
            'live_streamer': {'required': False},
            'live_pop': {'min_value': 0, 'required': False},
        }

案例-序列化器改写后的视图代码：

import json

from django.http import JsonResponse, HttpResponse
from django.views import View
from livetest.models import LiveInfo
from livetest.serializers import LiveInfoSerializer


class LiveListView(View):
    def get(self, request):
        """获取所有直播间"""
        lives = LiveInfo.objects.all()
        serializer = LiveInfoSerializer(lives, many=True)
        return JsonResponse(serializer.data, safe=False)

    def post(self, request):
        """新增直播间"""
        json_dict = json.dumps(request.body.decode())
        serializer = LiveInfoSerializer(data=json_dict)
        serializer.is_valid(raise_exception=True)
        serializer.save()
        # 返回新增直播间
        return JsonResponse(serializer.data, status=201)


class LiveDetailView(View):
    def get(self, request, pk):
        """查询一间直播间信息"""
        try:
            live = LiveInfo.objects.get(pk=pk)
        except LiveInfo.DoesNotExist:
            return HttpResponse(status=404)
        serializer = LiveInfoSerializer(live)
        return JsonResponse(serializer.data)

    def put(self, request, pk):
        """修改直播间信息"""
        try:
            live = LiveInfo.objects.get(pk=pk)
        except LiveInfo.DoesNotExist:
            return HttpResponse(status=404)
        json_dict = json.dumps(request.body.decode())
        serializer = LiveInfoSerializer(live, data=json_dict)
        serializer.is_valid(raise_exception=True)
        serializer.save()
        return JsonResponse(serializer.data)

    def delete(self, request, pk):
        """删除直播间"""
        try:
            live = LiveInfo.objects.get(pk=pk)
        except LiveInfo.DoesNotExist:
            return HttpResponse(status=404)
        # 参数校验
        live.delete()

        return HttpResponse(status=204)

视图部分

APIView

APIView是REST framework提供的所有视图的基类，继承自Django的View类。

APIView和View的区别：

请求对象：Request类的对象request.data：解析之后的请求体数据，request.query_params：解析之后的查询字符串数据
响应对象：Response类对象统一返回Response对象，原始响应数据根据客户端请求头Accept转换为对应的格式进行返回
异常处理机制默认异常处理机制，会将视图中出现的异常处理成合适的响应返回给客户端
其他：认证&权限&限流

案例-使用APIView改写RestAPI：

GenericAPIView

继承自APIView，在APIView功能基础上，主要增加了操作序列化器和数据库查询的属性和方法。

GenericAPIView和APIView的区别：

继承自APIView
封装了操作序列化器的属性和方法属性：serializer_class方法：get_serializer_class和get_serializer
封装了数据库操作的属性和方法属性：queryset方法：get_queryset和get_object
其他：过滤和分页

案例-使用GenericAPIView改写RestAPI：

from rest_framework import status
from rest_framework.generics import GenericAPIView
from rest_framework.response import Response

from livetest.models import LiveInfo
from livetest.serializers import LiveInfoSerializer


class LiveListView(GenericAPIView):
    serializer_class = LiveInfoSerializer
    queryset = LiveInfo.objects.all()

    def get(self, request):
        """获取所有直播间"""
        queryset = self.get_queryset()
        serializer = self.get_serializer(queryset, many=True)
        return Response(serializer.data)

    def post(self, request):
        """新增直播间"""
        serializer = self.get_serializer(data=request.data)
        serializer.is_valid(raise_exception=True)
        serializer.save()
        # 返回新增直播间
        return Response(serializer.data, status=status.HTTP_201_CREATED)


class LiveDetailView(GenericAPIView):
    serializer_class = LiveInfoSerializer
    queryset = LiveInfo.objects.all()

    def get(self, request, pk):
        """查询一间直播间信息"""
        instance = self.get_object()
        serializer = self.get_serializer(instance)
        return Response(serializer.data)

    def put(self, request, pk):
        """修改直播间信息"""
        instance = self.get_object()
        serializer = self.get_serializer(instance, data=request.data)
        serializer.is_valid(raise_exception=True)
        serializer.save()
        return Response(serializer.data)

    def delete(self, request, pk):
        """删除直播间"""
        instance = self.get_object()
        # 参数校验
        instance.delete()
        return Response(status=status.HTTP_204_NO_CONTENT)

Mixin扩展类

使用GenericAPIView改写之后的RestAPI接口中，图书管理的各个代码已经变成了通用的代码，这些代码和视图所使用的序列化器类和查询集已经没有直接的关系，DRF框架已经将这些代码做了封装，就是5个Mixin扩展类。

案例-Mixin改写RestAPI接口：

from rest_framework import mixins
from rest_framework.generics import GenericAPIView

from livetest.models import LiveInfo
from livetest.serializers import LiveInfoSerializer


class LiveListView(mixins.ListModelMixin, mixins.CreateModelMixin,GenericAPIView):
    serializer_class = LiveInfoSerializer
    queryset = LiveInfo.objects.all()

    def get(self, request):
        """获取所有直播间"""
        return self.list(request)

    def post(self, request):
        """新增直播间"""
        return self.create(request)


class LiveDetailView(mixins.RetrieveModelMixin, mixins.UpdateModelMixin, mixins.DestroyModelMixin, GenericAPIView):
    serializer_class = LiveInfoSerializer
    queryset = LiveInfo.objects.all()

    def get(self, request, pk):
        """查询一间直播间信息"""
        return self.retrieve(request, pk)

    def put(self, request, pk):
        """修改直播间信息"""
        return self.update(request, pk)

    def delete(self, request, pk):
        """删除直播间"""
        return self.destroy(request, pk)

子类视图：Django框架为了方便视图的编写，还提供了9个子类视图类。

子类视图一定同时继承了GenericAPIView和对应的Mixin扩展类，同时类中提供了对应的请求处理方法，并且请求处理方法中调用的就是Mixin扩展类中封装的通用方法。

案例-子类视图改写RestAPI接口：

from rest_framework.generics import ListCreateAPIView, RetrieveUpdateDestroyAPIView

from livetest.models import LiveInfo
from livetest.serializers import LiveInfoSerializer


class LiveListView(ListCreateAPIView):
    serializer_class = LiveInfoSerializer
    queryset = LiveInfo.objects.all()


class LiveDetailView(RetrieveUpdateDestroyAPIView):
    serializer_class = LiveInfoSerializer
    queryset = LiveInfo.objects.all()

视图集ViewSet

将操作同一组资源相关的处理方法放在同一个类中，这个类叫做视图集。

基本使用：

继承视图集父类ViewSet

视图集中的处理方法不再以请求方法(get等)命名，而是以对应的action操作命名

url地址配置时需要明确指明请求方式和处理函数之间的对应关系

常用视图集父类：

ViewSet：继承自APIView与ViewSetMixin，作用也与APIView基本类似，提供了身份认证、权限校验、流量管理等。
GenericViewSet：继承自GenericAPIView与ViewSetMixin，可以直接搭配Mixin扩展类使用。
ModelViewSet：继承自GenericViewSet和5个Mixin扩展类。
ReadOnlyModelViewSet：继承自GenericViewSet，同时包括了ListModelMixin、RetrieveModelMixin。

案例-ViewSet改写：

from django.http import Http404
from rest_framework import status
from rest_framework.response import Response
from rest_framework.viewsets import ViewSet

from livetest.models import LiveInfo
from livetest.serializers import LiveInfoSerializer


class LiveInfoViewSet(ViewSet):
    def list(self, request):
        """获取所有直播间"""
        lives = LiveInfo.objects.all()
        serializer = LiveInfoSerializer(lives, many=True)
        return Response(serializer.data)

    def create(self, request):
        """新增直播间"""
        serializer = LiveInfoSerializer(data=request.data)
        serializer.is_valid(raise_exception=True)
        serializer.save()
        # 返回新增直播间
        return Response(serializer.data, status=status.HTTP_201_CREATED)

    def retrieve(self, request, pk):
        """查询一间直播间信息"""
        try:
            live = LiveInfo.objects.get(pk=pk)
        except LiveInfo.DoesNotExist:
            raise Http404
        serializer = LiveInfoSerializer(live)
        return Response(serializer.data)

    def update(self, request, pk):
        """修改直播间信息"""
        try:
            live = LiveInfo.objects.get(pk=pk)
        except LiveInfo.DoesNotExist:
            raise Http404
        serializer = LiveInfoSerializer(live, data=request.data)
        serializer.is_valid(raise_exception=True)
        serializer.save()
        return Response(serializer.data)

    def destroy(self, request, pk):
        """删除直播间"""
        try:
            live = LiveInfo.objects.get(pk=pk)
        except LiveInfo.DoesNotExist:
            raise Http404
        # 参数校验
        live.delete()

        return Response(status=status.HTTP_204_NO_CONTENT)

# urls.py
from django.conf.urls import url

from booktest import views

urlpatterns = [
    url(r'^lives/#39;, views.LiveInfoViewSet.as_view({
        'get': 'list',
        'post': 'create'
    })),
    url(r'^lives/(?P<pk>\d+)/#39;, views.LiveInfoViewSet.as_view({
        'get': 'retrieve',
        'put': 'update',
        'delete': 'destroy'
    }))
]

案例-GenericViewSet改写：

案例-ModelViewSet并添加了一些额外的方法改写：

from rest_framework.decorators import action
from rest_framework.response import Response
from rest_framework.viewsets import ModelViewSet

from livetest.models import LiveInfo
from livetest.serializers import LiveInfoSerializer


class LiveInfoView(ModelViewSet):
    serializer_class = LiveInfoSerializer
    queryset = LiveInfo.objects.all()
    lookup_value_regex = '\d+'

    @action(methods='get', detail=False)
    def latest(self, request):
        """查询最新的直播间"""
        live = LiveInfo.objects.latest('pk')
        serializer = self.get_serializer(live)
        return Response(serializer.data)

    @action(methods='put', detail=True)
    def change_pop(self, request, pk):
        """修改指定直播间的人气"""
        live = self.get_object()
        live.bread = request.data.get('live_pop')
        live.save()
        serializer = self.get_serializer(live)
        return Response(serializer.data)

# urls.py

from django.conf.urls import url

from . import views

urlpatterns = [
    url(r'^lives/#39;, views.LiveInfoViewSet.as_view({
        'get': 'list',
        'post': 'create'
    })),
    url(r'^lives/(?P<pk>\d+)/#39;, views.LiveInfoViewSet.as_view({
        'get': 'retrieve',
        'put': 'update',
        'delete': 'destroy'
    })),
    url(r'^lives/latest/#39;, views.LiveInfoViewSet.as_view({
        'get': 'latest'
    })),
    url(r'^lives/(?P<pk>\d+)/change_pop/#39;, views.LiveInfoViewSet.as_view({
        'put': 'change_pop'
    }))
]

路由Router：动态生成视图集中处理方法的url配置项。

对于视图集ViewSet，除了可以自己手动进行URL配置指明请求方式与action处理函数之间的对应关系外，还可以使用路由Router来自动生成路由信息。

REST framework提供了两个Router类：

SimpleRouter
DefaultRouter

案例-router改写：

# urls.py
from rest_framework.routers import DefaultRouter

from livetest import views

urlpatterns = []

# 创建Router对象
router = DefaultRouter()
# 注册router
router.register('lives', views.LiveInfoView, base_name='live')
# 添加配置项
urlpatterns += router.urls

lookup_value_regex: 设置router生成路由时，从url中提取pk参数对应的正则表达式

视图集中额外处理方法的配置项，需要添加action装饰器

DefaultRouter和SimpleRouter的区别多生成一个根路径(/)配置项，并且每个配置项地址后都可以跟上.json，直接返回json数据。

DRF框架到此常用的功能都已经讲解完毕了，当然DRF框架还有其他功能：认证、权限、限流、过滤、排序、分页和异常处理机制。将在后面讲述，敬请关注。

作者简介：Python菜鸟工程师，将在接下来的一段时间内与大家分享一些与Python相关的知识点。如若文中出现问题，各位大佬多多指点，互相学习。喜欢的关注一个吧！谢谢！

极大简化Django开发，让程序员没代码敲的DRF框架

前置基础知识

使用Django开发REST API

RestAPI开发核心工作

Django REST framework 简介

序列化器

视图部分

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