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什麼是中間件？ python中Django中間件的解析

不言
不言原創
2018-09-25 17:02:483119瀏覽

這篇文章帶給大家的內容是關於什麼是中間件？ python中Django中間件的解析，有一定的參考價值，有需要的朋友可以參考一下，希望對你有幫助。

什麼是中間件？

官方的說法：中間件是一個用來處理Django的請求和回應的框架層級的鉤子。它是一個輕量、低階的插件系統，用於在全域範圍內改變Django的輸入和輸出。每個中間件組件都負責做一些特定的功能。

但是由於其影響的是全局，所以需要謹慎使用，使用不當會影響性能。

說的直白一點中間件是幫助我們在視圖函數執行之前和執行之後都可以做一些額外的操作，它本質上就是一個自定義類，類中定義了幾個方法，Django框架會在請求的特定的時間去執行這些方法。

我們一直都在使用中間件，只是沒有註意到而已，打開Django專案的Settings.py文件，看到下圖的MIDDLEWARE配置項目。 

MIDDLEWARE = [
    'django.middleware.security.SecurityMiddleware',
    'django.contrib.sessions.middleware.SessionMiddleware',
    'django.middleware.common.CommonMiddleware',
    'django.middleware.csrf.CsrfViewMiddleware',
    'django.contrib.auth.middleware.AuthenticationMiddleware',
    'django.contrib.messages.middleware.MessageMiddleware',
    'django.middleware.clickjacking.XFrameOptionsMiddleware',
]

MIDDLEWARE配置項目是一個列表，列表中是一個字串，這些字串其實是一個個類，也就是一個個中間件。

那接下來就來了解中間件中的方法以及這些方法什麼時候被執行。

自訂中間件

中介軟體可以定義五個方法，分別是：（主要的是process_request和process_response）

  • process_request(self ,request)

  • process_view(self, request, view_func, view_args, view_kwargs)

  • process_template_response(self,request,response)

    • process_template_response(self,request,response)

    • ##process_exception(self, request, exception)

    • process_response(self, request, response)

以上方法的回傳值可以是None或一個HttpResponse對象，如果是None，則繼續依照django定義的規則向後繼續執行，如果是HttpResponse對象，則直接將該物件傳回給使用者。

自訂一個中間件範例

from django.utils.deprecation import MiddlewareMixin
class MD1(MiddlewareMixin):
    def process_request(self, request):
        print("第一个里面的 process_request")
    def process_response(self, request, response):
        print("第二个里面的 process_response")
        return response

process_request

#process_request有一個參數，就是request，這個request和視圖函數中的request是一樣的。

它的回傳值可以是None也可以是HttpResponse物件。傳回值是None的話，按正常流程繼續走，交給下一個中間件處理，如果是HttpResponse對象，Django將不執行視圖函數，而將對應對象傳回瀏覽器。

我們來看看多個中間件時，Django是如何執行其中的process_request方法的

from django.utils.deprecation import MiddlewareMixin
class MD1(MiddlewareMixin):
    def process_request(self, request):
        print("第一个里面的 process_request")
class MD2(MiddlewareMixin):
    def process_request(self, request):
        print("第二个里面的 process_request")
        pass

在settings.py的MIDDLEWARE配置項中註冊上述兩個自訂中間件： 

MIDDLEWARE = [
    'django.middleware.security.SecurityMiddleware',
    'django.contrib.sessions.middleware.SessionMiddleware',
    'django.middleware.common.CommonMiddleware',
    'django.middleware.csrf.CsrfViewMiddleware',
    'django.contrib.auth.middleware.AuthenticationMiddleware',
    'django.contrib.messages.middleware.MessageMiddleware',
    'django.middleware.clickjacking.XFrameOptionsMiddleware',
    'middlewares.MD1',  # 自定义中间件MD1
    'middlewares.MD2'  # 自定义中间件MD2
]

此時，我們存取一個視圖，會發現終端機中列印以下內容：

第一个里面的 process_request
第二个里面的 process_request
app01 中的 index视图

把MD1和MD2的位置調換一下，再存取一個視圖，會發現終端機中列印的內容如下：

第二个里面的 process_request
第一个里面的 process_request
app01 中的 index视图

看結果我們知道：視圖函數還是最後執行的，第二個比第一個先執行自己的process_request方法。

在列印一下兩個自訂中間件中process_request方法中的request參數，會發現它們是同一個物件。

    由此總結一下：

    2. 中間件的process_request方法是在執行視圖函數之前執行的。

    3. 當配置多個中間件時，會依照MIDDLEWARE中的​​註冊順序，也就是清單的索引值，從前到後依序執行的。

    4. 不同中間件之間傳遞的request都是同一個物件

#多個中間件中的process_response方法是依照MIDDLEWARE中的註冊順序

倒序

執行的，也就是說第一個中間件的process_request方法首先執行，而它的process_response方法最後執行，最後一個中間件的process_request方法最後一個執行，它的process_response方法是最先執行。

process_response

它有兩個參數，一個是request，一個是response，request就是上述範例中一樣的對象，response是視圖函數傳回的HttpResponse物件。此方法的傳回值也必須是HttpResponse物件。

給上述的M1和M2加上process_response方法：

from django.utils.deprecation import MiddlewareMixin
class MD1(MiddlewareMixin):
    def process_request(self, request):
        print("第一个里面的 process_request")
    def process_response(self, request, response):
        print("第一个里面的 process_response")
        return response
class MD2(MiddlewareMixin):
    def process_request(self, request):
        print("第二个里面的 process_request")
        pass
    def process_response(self, request, response):
        print("第二个里面的 process_response")
        return response

存取一個視圖，看一下終端的輸出：

第二个里面的 process_request
第一个里面的 process_request
app01 中的 index视图
第一个里面的 process_response
第二个里面的 process_response

看結果可知：

process_response方法是在視圖函數之後執行的，並且順序是MD1比MD2先執行。 (此時settings.py中MD2比MD1先註冊)多個中間件中的process_response方法是按照MIDDLEWARE中的​​註冊順序

倒序

執行的，也就是說第一個中間件的process_request方法先執行，而它的process_response方法最後執行，最後一個中間件的process_request方法最後一個執行，它的process_response方法是最先執行。

process_view

process_view(self, request, view_func, view_args, view_kwargs)

此方法有四個參數

request是HttpRequest物件。

###view_func是Django即將使用的視圖函數。 （它是實際的函數對象，而不是函數的名稱作為字串。）###

view_args是将传递给视图的位置参数的列表.

view_kwargs是将传递给视图的关键字参数的字典。 view_args和view_kwargs都不包含第一个视图参数（request）。

Django会在调用视图函数之前调用process_view方法。

它应该返回None或一个HttpResponse对象。 如果返回None，Django将继续处理这个请求，执行任何其他中间件的process_view方法，然后在执行相应的视图。 如果它返回一个HttpResponse对象，Django不会调用适当的视图函数。 它将执行中间件的process_response方法并将应用到该HttpResponse并返回结果。

 给MD1和MD2添加process_view方法:

from django.utils.deprecation import MiddlewareMixin
class MD1(MiddlewareMixin):
    def process_request(self, request):
        print("第一个里面的 process_request")
    def process_response(self, request, response):
        print("第一个里面的 process_response")
        return response
    def process_view(self, request, view_func, view_args, view_kwargs):
        print("-" * 80)
        print("第一个中的process_view")
        print(view_func, view_func.__name__)
class MD2(MiddlewareMixin):
    def process_request(self, request):
        print("第二个里面的 process_request")
        pass
    def process_response(self, request, response):
        print("第二个里面的 process_response")
        return response
    def process_view(self, request, view_func, view_args, view_kwargs):
        print("-" * 80)
        print("第二个中的process_view")
        print(view_func, view_func.__name__)

访问index视图函数，看一下输出结果：

第二个里面的 process_request
第一个里面的 process_request
--------------------------------------------------------------------------------
第二个 中的process_view
<function index at 0x000001DE68317488> index
--------------------------------------------------------------------------------
第一个 中的process_view
<function index at 0x000001DE68317488> index
app01 中的 index视图
第一个里面的 process_response
第二个里面的 process_response

process_view方法是在process_request之后，视图函数之前执行的，执行顺序按照MIDDLEWARE中的注册顺序从前到后顺序执行的

process_exception

process_exception(self, request, exception)

该方法两个参数:

一个HttpRequest对象

一个exception是视图函数异常产生的Exception对象。

这个方法只有在视图函数中出现异常了才执行，它返回的值可以是一个None也可以是一个HttpResponse对象。如果是HttpResponse对象，Django将调用模板和中间件中的process_response方法，并返回给浏览器，否则将默认处理异常。如果返回一个None，则交给下一个中间件的process_exception方法来处理异常。它的执行顺序也是按照中间件注册顺序的倒序执行。

 给MD1和MD2添加上这个方法：

from django.utils.deprecation import MiddlewareMixin
class MD1(MiddlewareMixin):
    def process_request(self, request):
        print("第一个里面的 process_request")
    def process_response(self, request, response):
        print("第一个里面的 process_response")
        return response
    def process_view(self, request, view_func, view_args, view_kwargs):
        print("-" * 80)
        print("第一个中的process_view")
        print(view_func, view_func.__name__)
    def process_exception(self, request, exception):
        print(exception)
        print("第一个中的process_exception")
class MD2(MiddlewareMixin):
    def process_request(self, request):
        print("第二个里面的 process_request")
        pass
    def process_response(self, request, response):
        print("第二个里面的 process_response")
        return response
    def process_view(self, request, view_func, view_args, view_kwargs):
        print("-" * 80)
        print("第二个中的process_view")
        print(view_func, view_func.__name__)
    def process_exception(self, request, exception):
        print(exception)
        print("第二个 中的process_exception")

如果视图函数中无异常，process_exception方法不执行。

想办法，在视图函数中抛出一个异常：

def index(request):    
print("app01 中的 index视图")    
raise ValueError("呵呵")    
return HttpResponse("O98K")

在MD1的process_exception中返回一个响应对象：

class MD1(MiddlewareMixin):
    def process_request(self, request):
        print("第一个里面的 process_request")
    def process_response(self, request, response):
        print("第一个里面的 process_response")
        return response
    def process_view(self, request, view_func, view_args, view_kwargs):
        print("-" * 80)
        print("第一个中的process_view")
        print(view_func, view_func.__name__)
    def process_exception(self, request, exception):
        print(exception)
        print("第一个中的process_exception")
        return HttpResponse(str(exception))  # 返回一个响应对象

看输出结果：

第二个里面的 process_request
第一个里面的 process_request
--------------------------------------------------------------------------------
第二个 中的process_view
<function index at 0x0000022C09727488> index
--------------------------------------------------------------------------------
第一个 中的process_view
<function index at 0x0000022C09727488> index
app01 中的 index视图
呵呵
第一个 中的process_exception
第一个里面的 process_response
第二个里面的 process_response

注意，这里并没有执行MD2的process_exception方法，因为MD1中的process_exception方法直接返回了一个响应对象。

process_template_response（用的比较少）

process_template_response(self, request, response)

它的参数，一个HttpRequest对象，response是TemplateResponse对象（由视图函数或者中间件产生）。

process_template_response是在视图函数执行完成后立即执行，但是它有一个前提条件，那就是视图函数返回的对象有一个render()方法（或者表明该对象是一个TemplateResponse对象或等价方法）。

from django.utils.deprecation import MiddlewareMixin
class MD1(MiddlewareMixin):
    def process_request(self, request):
        print("第一个里面的 process_request")
    def process_response(self, request, response):
        print("第一个里面的 process_response")
        return response
    def process_view(self, request, view_func, view_args, view_kwargs):
        print("-" * 80)
        print("第一个中的process_view")
        print(view_func, view_func.__name__)
    def process_exception(self, request, exception):
        print(exception)
        print("第一个中的process_exception")
    def process_template_response(self, request, response):
        print("第一个中的process_template_response")
        return response
class MD2(MiddlewareMixin):
    def process_request(self, request):
        print("第二个里面的 process_request")
        pass
    def process_response(self, request, response):
        print("第二个里面的 process_response")
        return response
    def process_view(self, request, view_func, view_args, view_kwargs):
        print("-" * 80)
        print("第二个中的process_view")
        print(view_func, view_func.__name__)
    def process_exception(self, request, exception):
        print(exception)
        print("第二个 中的process_exception")
    def process_template_response(self, request, response):
        print("第二个中的process_template_response")
        return response

views.py中：

def index(request):
    print("app01 中的 index视图")
    def render():
        print("in index/render")
        return HttpResponse("O98K")
    rep = HttpResponse("OK")
    rep.render = render
    return rep

访问index视图，终端输出的结果：

第二个里面的 process_request
第一个里面的 process_request
--------------------------------------------------------------------------------
第二个 中的process_view
<function index at 0x000001C111B97488> index
--------------------------------------------------------------------------------
第一个 中的process_view
<function index at 0x000001C111B97488> index
app01 中的 index视图
第一个 中的process_template_response
第二个 中的process_template_response
in index/render
第一个里面的 process_response
第二个里面的 process_response

从结果看出：

视图函数执行完之后，立即执行了中间件的process_template_response方法，顺序是倒序，先执行MD1的，在执行MD2的，接着执行了视图函数返回的HttpResponse对象的render方法，返回了一个新的HttpResponse对象，接着执行中间件的process_response方法。

中间件的执行流程

上一部分，我们了解了中间件中的5个方法，它们的参数、返回值以及什么时候执行，现在总结一下中间件的执行流程。

请求到达中间件之后，先按照正序执行每个注册中间件的process_reques方法，process_request方法返回的值是None，就依次执行，如果返回的值是HttpResponse对象，不再执行后面的process_request方法，而是执行当前对应中间件的process_response方法，将HttpResponse对象返回给浏览器。也就是说：如果MIDDLEWARE中注册了6个中间件，执行过程中，第3个中间件返回了一个HttpResponse对象，那么第4,5,6中间件的process_request和process_response方法都不执行，顺序执行3,2,1中间件的process_response方法。

process_request方法都执行完后，匹配路由，找到要执行的视图函数，先不执行视图函数，先执行中间件中的process_view方法，process_view方法返回None，继续按顺序执行，所有process_view方法执行完后执行视图函数。假如中间件3 的process_view方法返回了HttpResponse对象，则4,5,6的process_view以及视图函数都不执行，直接从最后一个中间件，也就是中间件6的process_response方法开始倒序执行。

 

process_template_response和process_exception两个方法的触发是有条件的，执行顺序也是倒序。总结所有的执行流程如下：

附：Django请求流程图

#

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Python django 中间件 字符串 对象
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