flask 上下文管理 &源码剖析

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篇首语:本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理,主要介绍了flask 上下文管理 &源码剖析相关的知识,希望对你有一定的参考价值。

基本流程概述

 

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- 与django相比是两种不同的实现方式。
    - django/tornado是通过传参数形式实现
    - 而flask是通过上下文管理, 两种都可以实现,只不实现的方式不一样罢了。
    - 上下文管理:
        - 说上下文管理前要先提一下threadinglocal,它为每一个线程开辟一块独立的空间,但是Flask不是用它做得,它自己实现类一个local类
        - 其中创建了一个字典来保存数据,这个字典的key是用线程的唯一标识,如果有协程用greelet拿的一个唯一标识,可以是线程的也可以支持协程,后面是存取的数据{greenlet做唯一标识:存数据} 这样可以保证数据隔离
        - 当请求进来的时候:
            - 将请求相关所有数据(request,session)封装到了RequestContext中。
            - 再将RequestContext对象通过LocalStack类添加到Local中(调用push方法)
        - 使用时,调用request
            - 调用此类方法 request.method、print(request)、request+xxx 会执行LocalProxy中对应的魔法方法
            - 魔法方法中调用_get_current_object函数
            - 通过LocalStack中的top方法,去Local中获取值,取的是列表的最后一个值。
        - 请求终止时
            - 还是通过LocalStack的pop方法 将Local中将值在列表中pop掉。
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内置session流程

当请求刚进来的时候,会把请求相关的和session封装到RequestContext的对象中去,RequestCcontext对像再通过它里面对push方法把对象放到Flask特有的,类似与theadingLocal那么一个Local对象中去,
push中会调用session里面open_session方法,通过这个方法帮助我们获取用户原有的session信息,有就获取,没有就返回一个空的类似字典的数据结构,赋值给对象中的session 当使用的时候触发LocalProxy对像里对魔法方法,再调用get_current_obj,通过偏函数用Localstark中方法去Local获取到数据 使用完后,调用session对像的save_session方法,将数据加密写到用户的cookie中,这个操作在after_request之后
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 request 与 session

flask中要想调用当前请求的request对象,需要使用from flask import reuqest导入。当我们导入request全局对象的时候,本质上是从Local中本次请求线程对应的RequestContext内封装的request_context_obj.request对象。
除了request对象,session、g 以及current_app都是这个原理

 

 

LocalStack类与Local类

 

Local类

 

  是flask模仿threading.Local实现的一个本地线程,内部的self.__storage__封装了一个字典,用来存放每一个请求对应线程的私有数据数据,保证了每一个请求之间的数据隔离。

  他的结构是这样

  •  其中RequestContext对象中封装了当前请求的request对象和session对象
self.__storage__ = {
    greenlet获取的唯一标识:{"stack": [RequestContext]},
    greenlet获取的唯一标识:{"stack": [RequestContext]},
    greenlet获取的唯一标识:{"stack": [RequestContext]},
}

 

__storage__是一个字典,但是在Local中还定义了__setattr__、__getattr__等方法,意味着我们可以向操作Local对象属性的方式操作__storage__字典
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try:
    from greenlet import getcurrent as get_ident        # 协程的唯一标识
except ImportError:
    try:
        from thread import get_ident            # 线程的唯一标识
    except ImportError:
        from _thread import get_ident


class Local(object):
    __slots__ = (‘__storage__‘, ‘__ident_func__‘)

    def __init__(self):
        object.__setattr__(self, ‘__storage__‘, {})            # 这里不能直接使用self.__storage__ = {},因为会触发setattr
        object.__setattr__(self, ‘__ident_func__‘, get_ident)


    def __release_local__(self):
        self.__storage__.pop(self.__ident_func__(), None)    # 删除__storage__中存放的线程相关数据(requestcontext)

    def __getattr__(self, name):
        try:
            return self.__storage__[self.__ident_func__()][name]
        except KeyError:
            raise AttributeError(name)

    def __setattr__(self, name, value):
        ident = self.__ident_func__()
        storage = self.__storage__
        try:
            storage[ident][name] = value
        except KeyError:
            storage[ident] = {name: value}

    def __delattr__(self, name):
        try:
            del self.__storage__[self.__ident_func__()][name]
        except KeyError:
            raise AttributeError(name)
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LocalStack 类

 

Local类的作用只是用来存放数据,而LocalStack则提供了pop、top、push方法来操作Local中的数据。即Local中的数据是通过LocalStack来操作的。

  • push方法将一个RequestContext放到local.__storage__字典中stack对应的列表中
  • pop方法将RequestContext从列表中取出并从列表中删除
  • top方法用来获取RequestContext对象,并不会删除该对象

注意:每一次请求的生命周期中导入的request、session等其他flask全局对象,指向的都是同一个引用,也就是说在其他地方操作session都是操作的同一个session对象

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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):
        stack = getattr(self._local, ‘stack‘, None)
        if stack is None:
            return None
        elif len(stack) == 1:
            release_local(self._local)
            return stack[-1]
        else:
            return stack.pop()

    @property
    def top(self):
        """The topmost item on the stack.  If the stack is empty,
        `None` is returned.
        """
        try:
            return self._local.stack[-1]
        except (AttributeError, IndexError):
            return None
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源码流程分析

 

1. 请求进来后会首先执行app的__call__方法,在该方法内部调用的其实就是app.wsgi_app()方法

2. ctx = self.request_context(environ)方法本质上就是实例化一个RequestContext对象,并将请求的所有相关信息(WSGI environment)封装到RequestContext对象中,在实例化RequestContext对象的时候,其__init__方法中会干以下几件事儿

  •  2.1 初始化RequestContext,初始化app, request, session等属性
  •  2.2 调用requestcontext_obj.match_request(),该函数内部会匹配url_rule
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class Flask:
    def wsgi_app(self, environ, start_response):

        ctx = self.request_context(environ)
        ctx.push()

        # 中间省略部分内容

    def request_context(self, environ):
        return RequestContext(self, environ)


class RequestContext:
    def __init__(self, app, environ, request=None):
        self.app = app
        if request is None:
            request = app.request_class(environ)
        self.request = request
        self.url_adapter = app.create_url_adapter(self.request)
        self.flashes = None
        self.session = None                    # 在self.push()中被赋值

        self.match_request()

    def match_request(self):
        try:
            url_rule, self.request.view_args =                 self.url_adapter.match(return_rule=True)
            self.request.url_rule = url_rule
        except HTTPException as e:
            self.request.routing_exception = e
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2.3  request = app.request_class(environ)会将请求的所有相关信息分装成一个Request对象,并绑定到RequestContext对象的request属性上

class Flask:
    request_class = Request            # app.request_class其实就是Request

 

 

3.  ctx.push(),这个方法会将RequestContext对象通过LocalStack类push到Local.__storage__字典的列表中,

  获取当前请求对应的session数据并绑定RequestContext对象的session属性上

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# globals.py

_request_ctx_stack = LocalStack()
_app_ctx_stack = LocalStack()
current_app = LocalProxy(_find_app)
request = LocalProxy(partial(_lookup_req_object, ‘request‘))
session = LocalProxy(partial(_lookup_req_object, ‘session‘))
g = LocalProxy(partial(_lookup_app_object, ‘g‘
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class RequestContext:
    def push(self):
        # 省略部分

        _request_ctx_stack.push(self)        # 把requestcontext保存到列表中

        self.session = self.app.open_session(self.request)    # 获取session数据并绑定到requestcontext对象的session属性中
        if self.session is None:
            self.session = self.app.make_null_session()
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4.  当我们使用from flask import request, sesion的时候,就会触发LocalProxy类中相应对魔法方法,调用 _get_current_object() 函数,函数中调用 _lookup_req_object,通过LocalStack到Local到__storage__字典中

  对应的列表中的 RequestContext对象的request属性和session属性 对应的Request对象和SecureCookieSession对象取出

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request = LocalProxy(partial(_lookup_req_object, ‘request‘))    # 获取requestcontext_obj.request
session = LocalProxy(partial(_lookup_req_object, ‘session‘))    # 获取requestcontext_obj.session


def _lookup_req_object(name):
    top = _request_ctx_stack.top
    if top is None:
        raise RuntimeError(_request_ctx_err_msg)
    return getattr(top, name)        # 利用反射获取RequestContext对象的属性值
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5. 请求结束时,调用RequestContext中调pop方法,通过Localstack将Local中__storage__字典内的数据pop掉

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class LocalStack():  

    """"省略"""
    def pop(self):
        """Removes the topmost item from the stack, will return the
        old value or `None` if the stack was already empty.
        """
        stack = getattr(self._local, ‘stack‘, None)
        if stack is None:
            return None
        elif len(stack) == 1:
            release_local(self._local)
            return stack[-1]
        else:
            return stack.pop()
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class Local(object):
    __slots__ = (‘__storage__‘, ‘__ident_func__‘)

    def __init__(self):
        object.__setattr__(self, ‘__storage__‘, {})
        object.__setattr__(self, ‘__ident_func__‘, get_ident)

    
    def __delattr__(self, name):
        try:
            del self.__storage__[self.__ident_func__()][name]
        except KeyError:
            raise AttributeError(name)
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应用上下文

 

应用上下文的原理和流程和管理上下文基本一致,他们分别创建了自己的一个Local类,在自己的Local类中为每一个线程创建类独立的存储数据的空间

上下文全局变量current_app, g, request, session等都是对象,我们可以在这些对象上通过属性绑定一些数据,在需要的时候再取出这些数据进行操作

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from flask import Flask,request,g,current_app,

app = Flask(__name__)

@app.before_request
def before():
    g.permission_code_list = [‘list‘,‘add‘]
    current_app.x = 123
    request.name = "zhou"



@app.route(‘/‘,methods=[‘GET‘,"POST"])
def index():
    print(g.permission_code_list)
    print(current_app.x)
    print(request.name)
    # [‘list‘, ‘add‘]
    # 123
    # zhou
    return "index"


if __name__ == ‘__main__‘:
    app.run()
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源码

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


def _lookup_app_object(name):
    top = _app_ctx_stack.top
    if top is None:
        raise RuntimeError(_app_ctx_err_msg)
    return getattr(top, name)


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


# context locals
_request_ctx_stack = LocalStack() #请求上下文
_app_ctx_stack = LocalStack()  #应用上下文
current_app = LocalProxy(_find_app)
g = LocalProxy(partial(_lookup_app_object, ‘g‘))
request = LocalProxy(partial(_lookup_req_object, ‘request‘))
session = LocalProxy(partial(_lookup_req_object, ‘session‘))


以上是关于flask 上下文管理 &源码剖析的主要内容,如果未能解决你的问题,请参考以下文章

flask源码剖析之LocalStack和Local对象实现栈的管理

深度剖析Flask上下文管理机制

flask上下文管理相关 - threading.local 以及原理剖析

Flask上下文管理源码分析

源码解读:Flask 上下文核心机制

11.6 Flask 源码流程,上下文管理