Python web实战 | 使用 Django 搭建 Web 应用程序 【干货】

概要

从社交媒体到在线购物，从在线银行到在线医疗，Web 应用程序为人们提供了方便快捷的服务。Web 应用程序已经成为了人们日常生活中不可或缺的一部分。搭建一个高效、稳定、易用的 Web 应用程序并不是一件容易的事情。本文将介绍如何使用 Django 快速搭建一个强大的 Web 应用程序。我将从如何安装 Django 开始，一步一步地讲解如何创建、设计和部署一个完整的 Web 应用程序。

安装 Django

在开始之前，我们需要安装 Django。Django 是一个开源的 Web 应用框架，基于 Python 编程语言。它提供了一系列工具和库，可以帮助我们快速地搭建 Web 应用程序。以下是安装 Django 的步骤：

步骤 1：安装 Python

略

步骤 2：安装 Django

安装 Python 之后，我们需要安装 Django。打开终端或命令提示符，输入以下命令：

pip install Django

创建 Django 项目

安装 Django 之后，我们可以开始创建 Django 项目了。以下是创建 Django 项目的步骤：

步骤 1：创建项目

首先，我们需要在命令提示符或终端中进入我们要存放项目的目录。然后，输入以下命令，创建一个 Django 项目：

django-admin startproject myproject

这将会创建一个名为 myproject的 Django 项目。myproject目录下的文件和子目录如下：

myproject/

    manage.py

    myproject/

        __init__.py

        settings.py

        urls.py

        asgi.py

        wsgi.py

manage.py是一个命令行工具，可以用来执行各种 Django 命令，例如启动开发服务器、执行数据库迁移等等。

myproject目录是我们的项目主目录。

init.py文件是一个空文件，用于指示 Python 解释器将该目录视为 Python 包。

settings.py文件包含了 Django 项目的设置，例如数据库配置、静态文件路径、模板路径等等。

urls.py文件包含了 Django 项目的 URL 映射关系。

asgi.py文件是使用 ASGI（异步服务器网关接口）的入口文件。

wsgi.py文件是使用 WSGI（Web 服务器网关接口）的入口文件。

步骤 2：运行开发服务器

创建项目之后，我们可以运行开发服务器来测试我们的项目。在命令提示符或终端中进入 myproject目录，然后输入以下命令：

python manage.py runserver

这将会启动开发服务器，默认监听本地的 8000 端口。打开浏览器，访问 http://localhost:8000/ ↗，我们应该能够看到 Django 的欢迎页面。

👉当运行 python manage.py runserver 命令时，Django 会启动一个本地服务器，并实时监听你的项目文件的修改。

如果你修改了你的 Django 项目中的任何文件（如视图、模板、静态文件等），服务器会自动重新加载，并反映出你所做的更改。这羊开发过程更加高效和便捷，因为你不需要手动重启服务器来查看修改后的效果。

请注意，如果修改了 settings.py 文件，需要重新启动服务器才能使更改生效。

步骤 3：创建一个 Django 应用程序

现在我们已经创建了一个 Django 项目，接下来我们需要创建一个 Django 应用程序。Django 应用程序是 Django 项目的一个组成部分，用于处理特定的功能或业务逻辑。以下是创建 Django 应用程序的步骤：

1、创建应用程序

在命令提示符或终端中进入项目主目录 myproject，然后输入以下命令：

python manage.py startapp myapp

这将会创建一个名为 myapp的 Django 应用程序。myapp目录下的文件和子目录如下：

myapp/

    __init__.py

    admin.py

    apps.py

    models.py

    tests.py

    views.py

    migrations/

        __init__.py

init.py文件是一个空文件，用于指示 Python 解释器将该目录视为 Python 包。

admin.py文件用于定义 Django 管理后台的配置。

apps.py文件用于定义应用程序的配置。

models.py文件用于定义应用程序的数据模型。

tests.py文件用于编写应用程序的单元测试。

views.py文件用于定义应用程序的视图函数。

migrations目录用于存放应用程序的数据库迁移脚本。

2、注册应用程序

在项目主目录 myproject中的 settings.py文件中，我们需要将应用程序添加到 INSTALLED_APPS列表中，以便 Django 知道我们要使用哪些应用程序。我们需要将 myapp添加到 INSTALLED_APPS列表中，如下所示：

INSTALLED_APPS = [

    'django.contrib.admin',

    'django.contrib.auth',

    'django.contrib.contenttypes',

    'django.contrib.sessions',

    'django.contrib.messages',

    'django.contrib.staticfiles',

    'myapp',

]

3、定义模型

在 Django 中，数据模型是使用 Python 类来定义的。我们需要在 myapp应用程序的 models.py文件中定义数据模型。以下是一个简单的例子：

from django.db import models

class Book(models.Model):

    title = models.CharField(max_length=100)

    author = models.CharField(max_length=100)

    pub_date = models.DateField()

    price = models.DecimalField(max_digits=5, decimal_places=2)

在上面的例子中，我们定义了一个名为 Book的数据模型，它包含了 title、author、pub_date和 price四个属性。title和 author属性都是字符串类型，最大长度为 100。pub_date属性是一个日期类型，表示出版日期。price属性是一个十进制数，共有五位数字，其中两位小数。

👉您可以使用Django的inspectdb命令来快速根据MySQL数据库生成模型。inspectdb命令会根据数据库中的表结构自动生成相应的Django模型代码。

以下是使用inspectdb命令生成模型的步骤：

a. 确保您的Django项目已经连接到MySQL数据库。在settings.py文件中DATABASES字典中的相关配置正确。

b. 打开终端，进入项目根目录，并执行以下命令：

python manage.py inspectdb > models.py

该命令会将生成的模型代码输出到models.py文件中。

c. 在生成的代码中进行必要的修改。由于MySQL的表可能包含一些与Django模型不兼容的特性，例如自增长主键和命名不规范的列名，因此您需要手动修改生成的代码以适应您的项目需求。

d. 在models.py文件中导入必要的模块和类，例如：

from django.db import models

class YourModel(models.Model):

    # your fields here

    pass

e. 运行数据迁移命令，将模型同步到数据库中：

python manage.py makemigrations

python manage.py migrate

步骤 4：生成数据库迁移脚本

在定义完数据模型之后，我们需要使用 Django 的数据库迁移工具来生成数据库迁移脚本。以下是生成数据库迁移脚本的步骤：

1、创建迁移文件

在命令提示符或终端中进入项目主目录 myproject，然后输入以下命令：

python manage.py makemigrations

这将会根据我们在数据模型中定义的信息，生成一个新的迁移文件。迁移文件将被保存在应用程序的 migrations目录中。

2、应用迁移文件

在命令提示符或终端中进入项目主目录 myproject，然后输入以下命令：

python manage.py migrate

这将会将我们的数据库迁移到最新的状态。如果我们之前没有使用过 Django 的数据库迁移工具，则该命令将会创建一个新的数据库。

👉如果你已经有了一个存在的数据库，并修改了某个模型类的字段或删除了某个模型类，执行 python manage.py makemigrations 会生成对应的迁移文件，再执行 python manage.py migrate 命令则会将这些修改应用到数据库中，并且可能会导致数据丢失或出现其他问题。

因此，在执行 migrate 命令之前，建议先备份数据库以避免数据丢失。

步骤 5：编写视图函数

在 Django 中，视图函数用于处理 HTTP 请求并生成 HTTP 响应。我们需要在应用程序的 views.py文件中编写视图函数。以下是一个简单的例子：

from django.shortcuts import render

from django.http import HttpResponse

from .models import Book

def index(request):

    books = Book.objects.all()

    context = {'books': books}

    return render(request, 'index.html', context)

在上面的例子中，我们定义了一个名为 index的视图函数。该函数使用 Book.objects.all()查询所有的书籍，并将其存储在一个名为 books的变量中。然后，我们创建了一个字典 context，将 books变量添加到其中。最后，我们使用 render函数将 index.html模板渲染成 HTML 并返回给客户端。

步骤 6：创建模板

在 Django 中，模板用于生成 HTML 页面。我们需要在应用程序的 templates目录中创建一个名为 index.html的模板。以下是一个简单的例子：

<!DOCTYPE html>

<html>

<head>

    <title>My Bookstore</title>

</head>

<body>

    <h1>My Bookstore</h1>

    <ul>

        {% for book in books %}

        <li>{{ book.title }} by {{ book.author }}</li>

        {% endfor %}

    </ul>

</body>

</html>

在上面的例子中，我们定义了一个 HTML 页面，使用 Django 的模板语言来遍历所有的书籍，并将它们显示在一个无序列表中。

步骤 7：配置 URL 映射

在 Django 中，URL 映射用于将 URL 请求映射到相应的视图函数。我们需要在应用程序的 urls.py文件中定义 URL 映射。以下是一个简单的例子：

from django.urls import path

from . import views

urlpatterns = [

    path('', views.index, name='index'),

]

在上面的例子中，我们定义了一个 URL 映射，将根 URL 映射到 index视图函数。我们还为该 URL 映射指定了一个名为 index的名称。

部署 Django 应用程序

在完成开发和测试之后，我们需要将 Django 应用程序部署到生产环境中。以下是部署 Django 应用程序的步骤：

步骤 1：选择 Web 服务器

在部署 Django 应用程序之前，我们需要选择一个 Web 服务器。常见的 Web 服务器包括 Apache、Nginx、Gunicorn 等等。在选择 Web 服务器时，我们需要考虑服务器的性能、稳定性、安全性等因素。

👉Nginx 擅长处理反向代理和负载均衡，而 Apache 擅长处理静态文件和动态内容。Gunicorn 则是 Python WSGI 应用程序的常用服务器。一般Web首选Nginx。

步骤 2：安装 Web 服务器和数据库

在选择好 Web 服务器之后，我们需要在生产服务器上安装 Web 服务器和数据库。具体的安装方法因服务器和操作系统而异。我们需要根据服务器和操作系统的文档来完成安装。

步骤 3：部署 Django 应用程序

在安装好 Web 服务器和数据库之后，我们可以开始部署 Django 应用程序了。以下是部署 Django 应用程序的步骤：

1、将应用程序上传到服务器

将我们的 Django 应用程序上传到服务器。我们可以使用 FTP、SCP 或其他文件传输工具来完成上传。

2、配置 Web 服务器

在部署 Django 应用程序之前，我们需要配置 Web 服务器。具体的配置方法因 Web 服务器而异。我们需要根据 Web 服务器的文档来完成配置。

在配置 Web 服务器时，我们需要指定 Django 应用程序的 WSGI 入口文件。以下是一个简单的例子：

import os

from django.core.wsgi import get_wsgi_application

os.environ.setdefault('DJANGO_SETTINGS_MODULE', 'myproject.settings')

application = get_wsgi_application()

在上面的例子中，我们将 Django 应用程序的设置文件指定为 myproject.settings，然后调用 get_wsgi_application()函数，返回一个 WSGI 应用程序对象。

3、设置静态文件和媒体文件

在部署 Django 应用程序时，我们需要处理静态文件和媒体文件。静态文件包括 CSS、JavaScript、图片等文件，媒体文件包括用户上传的文件。我们需要在 Web 服务器中配置静态文件和媒体文件的访问。

对于静态文件，我们可以使用 Django 提供的 collectstatic命令来收集静态文件，然后将其存储在一个指定的目录中。我们需要在 Web 服务器中配置该目录的访问。

对于媒体文件，我们需要在 Django 应用程序中设置媒体文件的存储路径，并在 Web 服务器中配置该路径的访问。

4、启动 Web 服务器

在完成以上步骤之后，我们可以启动 Web 服务器，让 Django 应用程序在生产环境中运行。

技术总结

本文介绍了 Django 的基本概念，包括模型、视图、模板、URL 映射等。我们还学习了如何使用 Django 创建一个简单的书店应用程序，并将其部署到生产环境中。

Django 是一个功能强大的 Web 框架，它提供了许多便捷的功能，例如 ORM、模板引擎、表单处理等。使用 Django 可以大大简化 Web 应用程序的开发过程，并提高开发效率。