Фреймворк Django. Назначение, применение в современной web разработке
 Скачать 244.67 Kb.
|
1 2 Министерство образования и науки Кыргызской Республики Бишкекский Технический Колледж  Курсовая Работа По дисциплине: «Теория разработки программного продукта» На тему: «Фреймворк Django. Назначение, применение в современной web - разработке» Выполнил: Абдумалик уулу Чынгыз Группа: 303-ПО-1 Проверил: Кумарбек уулу Кутман Оценка_________ Содержание Введение………………………………………………………………3 Установка среды разработки Django…………………………….......7 Тестирование приложений Django…………………………………..10 Работа с формами……………………………………………………..13 Аутентификация и авторизация пользователей………………….....19 Сессии…………………………………………………………………25 Разворачивание сайта на сервере……………………………………29 Введение Django (Джанго, ['dʒæŋɡoʊ]) — свободный фреймворк для веб-приложений на языке Python, использующий шаблон проектирования MVC. Проект поддерживается организацией Django Software Foundation. Сайт на Django строится из одного или нескольких приложений, которые рекомендуется делать отчуждаемыми и подключаемыми. Это одно из существенных архитектурных отличий этого фреймворка от некоторых других (например, Ruby on Rails). Один из основных принципов фреймворка — DRY (англ. Don'trepeatyourself) Также, в отличие от других фреймворков, обработчики URL в Django конфигурируются явно при помощи регулярных выражений. Для работы с базой данных Django использует собственный ORM, в котором модель данных описывается классами Python, и по ней генерируется схема базы данных. Пример веб-приложения, которое показывает «Hello World!»: 1 from django.http import HttpResponse 2 3 def hello(request): 4 return HttpResponse("Hello world") Django — это высокоуровневый Python веб-фреймворк, который позволяет быстро создавать безопасные и поддерживаемые веб-сайты. Созданный опытными разработчиками, Django берёт на себя большую часть хлопот веб-разработки, поэтому вы можете сосредоточиться на написании своего веб-приложения без необходимости изобретать велосипед. Он бесплатный и с открытым исходным кодом, имеет растущее и активное сообщество, отличную документацию и множество вариантов как бесплатной, так и платной поддержки. Django помогает писать программное обеспечение, которое будет: Полным Django следует философии «Всё включено» и предоставляет почти всё, что разработчики могут захотеть сделать «из коробки». Поскольку всё, что вам нужно, является частью единого «продукта», всё это безупречно работает вместе, соответствует последовательным принципам проектирования и имеет обширную и актуальную документацию. Разносторонним Django может быть (и был) использован для создания практически любого типа веб-сайтов — от систем управления контентом и wiki до социальных сетей и новостных сайтов. Он может работать с любой клиентской средой и может доставлять контент практически в любом формате (включая HTML, RSS-каналы, JSON, XML и т. д.). Сайт, который вы сейчас читаете, создан с помощью Django! Хотя Django предоставляет решения практически для любой функциональности, которая вам может понадобиться (например, для нескольких популярных баз данных, шаблонизаторов и т. д.), внутренне он также может быть расширен сторонними компонентами, если это необходимо. Безопасным Django помогает разработчикам избежать многих распространённых ошибок безопасности, предоставляя фреймворк, разработанный чтобы «делать правильные вещи» для автоматической защиты сайта. Например, Django предоставляет безопасный способ управления учётными записями пользователей и паролями, избегая распространённых ошибок, таких как размещение информации о сеансе в файлы cookie, где она уязвима (вместо этого файлы cookie содержат только ключ, а фактические данные хранятся в базе данных) или непосредственное хранение паролей вместо хэша пароля. Хэш пароля — это значение фиксированной длины, созданное путём обработки пароля через криптографическую хэш-функцию. Django может проверить правильность введённого пароля, пропустив его через хэш-функцию и сравнив вывод с сохранённым значением хэша. Благодаря «одностороннему» характеру функции, даже если сохранённое хэш-значение скомпрометировано, злоумышленнику будет сложно определить исходный пароль. Django, по умолчанию, обеспечивает защиту от многих уязвимостей, включая SQL-инъекцию, межсайтовый скриптинг, подделку межсайтовых запросов и кликджекинг (см. Website security для получения дополнительной информации об этих атаках). Масштабируемым Django использует компонентную “shared-nothing” архитектуру (каждая её часть независима от других и, следовательно, может быть заменена или изменена, если это необходимо). Чёткое разделение частей означает, что Django может масштабироваться при увеличении трафика, путём добавления оборудования на любом уровне: серверы кеширования, серверы баз данных или серверы приложений. Одни из самых загруженных сайтов успешно масштабировали Django (например, Instagram и Disqus, если назвать только два из них). Удобным в сопровождении Код Django написан с использованием принципов и шаблонов проектирования, которые поощряют создание поддерживаемого и повторно используемого кода. В частности, в нём используется принцип «Don't Repeat Yourself» (DRY, «не повторяйся»), поэтому нет ненужного дублирования, что сокращает объём кода. Django также способствует группированию связанных функциональных возможностей в повторно используемые «приложения» и, на более низком уровне, группирует связанный код в модули (в соответствии с шаблоном Model View Controller (MVC)). Переносным Django написан на Python, который работает на многих платформах. Это означает, что вы не привязаны к какой-либо конкретной серверной платформе и можете запускать приложения на многих версиях Linux, Windows и Mac OS X. Кроме того, Django хорошо поддерживается многими веб-хостингами, которые часто предоставляют определённую инфраструктуру и документацию для размещения сайтов Django. Установка среды разработки Django Django упрощает настройку собственного компьютера, чтобы вы могли начать разработку веб-приложений. В этом разделе объясняется, что входит в состав среды разработки, и даётся обзор некоторых параметров настройки и конфигурации. В оставшейся части статьи объясняется рекомендуемый метод установки среды разработки Django на Ubuntu, Mac OS X и Windows, и как вы можете её протестировать. Среда разработки - это установка Django на вашем локальном компьютере, которую вы можете использовать для разработки и тестирования приложений Django до их развёртывания в производственной среде. Основными инструментами, которые предоставляет сам Django, является набор скриптов Python для создания и работы с проектами Django, а также простой веб-сервер разработки, который можно использовать для тестирования локальных (то есть на вашем компьютере, а не на внешнем веб-сервере) веб-приложений Django на веб-браузере вашего компьютера. Существуют и другие периферийные инструменты, являющиеся частью среды разработки, которые мы не будем освещать здесь. К ним относятся такие вещи, как текстовый редактор или IDE для редактирования кода, и инструмент управления исходным кодом, например Git, для безопасного управления различными версиями вашего кода. Мы предполагаем, что у вас уже установлен текстовый редактор. Django очень гибок с точки зрения способа и места установки и настройки. Django может быть: установлен на различных операционных системах, установлен из исходного кода, из Python Package Index (PyPi) и во многих случаях из любого менеджера пакетов, настроен на использование различных баз данных, которые должны быть установлены и настроены отдельно, запущен в основной системе окружения Python или в отдельном виртуальном окружении Python. Каждый из этих вариантов требует немного разной настройки и установки. Следующие подразделы объяснят некоторые аспекты вашего выбора. Далее мы покажем вам, как установить Django на некоторые операционные системы, и эта установка будет предполагаться на всём протяжении данного модуля. Для загрузки Django можно воспользоваться 3 источниками: The Python Package Repository (PyPi), при помощи инструмента pip. Это лучший способ получения последней стабильной версии Django. Использование версии из менеджера пакетов вашего компьютера. Такие дистрибутивы Django, собранные для конкретных операционных систем, предлагают знакомый механизм установки. Однако обратите внимание на то, что пакетные версии могут быть достаточно старыми и установлены только в системную среду Python (что может отличаться от ваших желаний). Установка из исходного кода. Вы можете получить и установить последний выпуск Django из исходного кода. Этот способ не рекомендован для новичков, но необходим в случае, когда вы готовы начать вносить собственный вклад в проект Django. Данный материал описывает способ установки Django из PyPi с целью получения последней стабильной версии. Веб-приложения Django можно запускать почти на любых машинах, которые поддерживают язык программирования Python 3, среди прочих: Windows, Mac OS X, Linux/Unix, Solaris. Почти любой компьютер имеет необходимую производительность для запуска Django во время разработки. Django поддерживает 4 основных базы данных (PostgreSQL, MySQL, Oracle и SQLite), также есть публичные библиотеки, которые предоставляют разные уровни поддержки других SQL и NoSQL баз данных. Мы рекомендуем вам выбрать одинаковую БД для обеих рабочей и разрабатываемой сред (несмотря на то, что Django нивелирует множество различий баз данных при помощи Object-Relational Mapper (ORM), всё равно возможны потенциальные проблемы, которых лучше избегать. Django сконфигурирован для использования SQLite по умолчанию, при создании вашего проекта с использованием стандартных инструментов (django-admin). Это отличный выбор для начала работы, потому что он не требует дополнительной настройки. Тестирование приложений Django Сайты, в процессе развития и разработки, становится все сложнее тестировать вручную. Кроме такого тестирования, сложными становятся внутренние взаимодействия между компонентами - внесение небольшого изменения в одной части приложения влияет на другие. При этом, чтобы все продолжало работать нужно вносить все больше и больше изменений и, желательно так, чтобы не добавлялись новые ошибки. Одним из способов который позволяет смягчить последствия добавления изменений, является внедрение в разработку автоматического тестирования - оно должно просто и надёжно запускаться каждый раз, когда вы вносите изменения в свой код. Данное руководство рассматривает вопросы автоматизации юнит-тестирования вашего сайта при помощи фреймворка Django для тестов. Существует несколько типов, уровней, классификаций тестов и тестовых приёмов. Наиболее важными автоматическими тестами являются: Юнит-тесты Проверяют функциональное поведение для отдельных компонентов, часто классов и функций. Регрессионное тестирование Тесты которые воспроизводят исторические ошибки (баги). Каждый тест вначале запускается для проверки того, что баг был исправлен, а затем перезапускается для того, чтобы убедиться, что он не был внесён снова с появлением новых изменений в коде. Интеграционные тесты Проверка совместной работы групп компонентов. Данные тесты отвечают за совместную работу между компонентами, не обращая внимания на внутренние процессы в компонентах. Они проводятся как для простых групп компонентов, так и для целых веб-сайтов. Тестирование сайта это сложная задача, потому что она состоит их нескольких логических слоёв – от HTTP-запроса и запроса к моделям, до валидации формы и их обработки, а кроме того, рендеринга шаблонов страниц. Django предоставляет фреймворк для создания тестов, построенного на основе иерархии классов, которые, в свою очередь, зависят от стандартной библиотеки Python unittest. Несмотря на название, данный фреймворк подходит и для юнит-, и для интеграционного тестирования. Фреймворк Django добавляет методы API и инструменты, которые помогают тестировать как веб так и, специфическое для Django, поведение. Это позволяет вам имитировать URL-запросы, добавление тестовых данных, а также проводить проверку выходных данных ваших приложений. Кроме того, Django предоставляет API (LiveServerTestCase) и инструменты для применения различных фреймворков тестирования, например вы можете подключить популярный фреймворк Selenium для имитации поведения пользователя в реальном браузере. Для написания теста вы должны наследоваться от любого из классов тестирования Django (или юниттеста) (SimpleTestCase, TransactionTestCase, TestCase, LiveServerTestCase), а затем реализовать отдельные методы проверки кода (тесты это функции-"утверждения", которые проверяют, что результатом выражения являются значения True или False, или что два значения равны и так далее). Когда вы запускаете тест, фреймворк выполняет соответствующие тестовые методы в вашем классе-наследнике. Методы тестирования запускаются независимо друг от друга, начиная с метода настроек и/или завершаясь методом разрушения (tear-down), определённом в классе, как показано ниже. class YourTestClass(TestCase): def setUp(self): # Установки запускаются перед каждым тестом pass def tearDown(self): # Очистка после каждого метода pass def test_something_that_will_pass(self): self.assertFalse(False) def test_something_that_will_fail(self): self.assertTrue(False) Copy to Clipboard Самый подходящий базовый класс для большинства тестов это django.test.TestCase. Этот класс создаёт чистую базу данных перед запуском своих методов, а также запускает каждую функцию тестирования в его собственной транзакции. У данного класса также имеется тестовый Клиент, который вы можете использовать для имитации взаимодействия пользователя с кодом на уровне отображения. Работа с формами HTML форма - это группа из одного или нескольких полей/виджетов на веб-странице, которая используется для сбора информации от пользователей для последующей отправки на сервер. Формы являются гибким механизмом сбора пользовательских данных, поскольку имеют целый набор виджетов для ввода различных типов данных, как то: текстовые поля, флажки, переключатели, установщики дат и т. д. Формы являются относительно безопасным способом взаимодействия пользовательского клиента и сервера, поскольку они позволяют отправлять данные в POST-запросах, применяя защиту от Межсайтовой подделки запроса (Cross Site Request Forgery - CSRF) Работа с формами может быть достаточно сложной! Разработчикам надо описать форму на HTML, проверить её валидность, а также, на стороне сервера, проверять введённые пользователем данные (а возможно и на стороне клиента), далее, в случае возникновения ошибок необходимо опять показать пользователю форму и, при этом, указать на то, что пошло не так, в случае же успеха проделать с данными необходимые операции и каким-то образом проинформировать об этом пользователя. Django, при работе с формами, берёт большую часть, описанной выше работы, на себя. Он предоставляет фреймворк, который позволяет вам определять форму и её поля программно, а затем использовать эти объекты и для генерации непосредственно кода HTML-формы, и для контроля за процессом валидации и других пользовательский взаимодействий с формой. Начнём мы с краткого обзора Форм HTML. Рассмотрим простую форму HTML, имеющую поле для ввода имени некоторой "команды" ("team"), и, связанную с данным полем, текстовой меткой:  Форма описывается на языке HTML как набор элементов, расположенных внутри парных тэгов . Любая форма содержит как минимум одно поле-тэг input типа type="submit". <form action="/team_name_url/" method="post"> <label for="team_name">Enter name: label> <input id="team_name" type="text" name="name_field" value="Default name for team."> <input type="submit" value="OK"> form> Здесь у нас только одно поле для ввода имени команды, но форма может иметь любое количество элементов ввода и, связанных с ними, текстовых меток. Атрибут элемента type определяет какого типа виджет будет показан в данной строке. Атрибуты name и id используются для однозначной идентификации данного поля в JavaScript/CSS/HTML, в то время как value содержит значение для поля (когда оно показывается в первый раз). Текстовая метка добавляется при помощи тэга label (смотрите "Enter name", в предыдущем фрагменте) и имеет атрибут for со значением идентификатора id, того поля, с которым данная текстовая метка связана. Элемент input с type="submit" будет показана как кнопка (по умолчанию), нажав на которую, пользователь отправляет введённые им данные на сервер (в данном случае только значение поля с идентификатором team_name). Атрибуты формы определяют каким методом будут отправлены данные на сервер (атрибут method) и куда (атрибут action): action: Это ресурс/URL-адрес куда будут отправлены данные для обработки. Если значение не установлено (то есть, значением поля является пустая строка), тогда данные будут отправлены в отображение (функцию, или класс), которое сформировало текущую страницу. method: HTTP-метод, используемый для отправки данных: post, или get. Метод POST должен всегда использоваться если отправка данных приведёт к внесению изменений в базе данных на сервере. Применение данного метода должно повысить уровень защиты от CSRF. Метод GET должен применяться только для форм, действия с которыми не приводят к изменению базы данных (например для поисковых запросов). Кроме того, данный метод рекомендуется применять для создания внешних ссылок на ресурсы сайта. Ролью сервера в первую очередь является отрисовка начального состояния формы — либо содержащей пустые поля, либо с установленными начальными значениями. После того как пользователь нажмёт на кнопку, сервер получит все данные формы, а затем должен провести их валидацию. В том случае, если форма содержит неверные данные, сервер должен снова отрисовать форму, показав при этом поля с правильными данными, а также сообщения, описывающие "что именно пошло не так". В тот момент, когда сервер получит запрос с "правильными" данными он должен выполнить все необходимые действия (например, сохранение данных, возврат результата поиска, загрузка файла и тому подобное), а затем, в случае необходимости, проинформировать пользователя. Управление формами в Django использует те же самые техники, которые мы изучали в предыдущих частях руководства (при показе информации из наших моделей): отображение получает запрос, выполняет необходимые действия, включающие в себя чтение данных из моделей, генерацию и возврат страницы HTML (из шаблона, в который передаётся контекст, содержащий данные, которые и будут показаны). Что делает данный процесс более сложным, так это то, что серверной части надо дополнительно обработать данные, предоставленные пользователем и, в случае возникновения ошибок, снова перерисовать страницу. Диаграмма, представленная ниже, демонстрирует процесс работы с формой в Django, начиная с запроса страницы, содержащей форму (выделено зелёным цветом).  В соответствии с данной диаграммой, главными моментами, которые берут на себя формы Django являются: Показ формы по умолчанию при первом запросе со стороны пользователя. Форма может содержать пустые поля (например, если вы создаёте новую запись в базе данных), или они (поля) могут иметь начальные значения (например, если вы изменяете запись, или хотите заполнить её каким-либо начальным значением). Форма в данный момент является несвязанной, потому что она не ассоциируется с какими-либо введёнными пользователем данными (хотя и может иметь начальные значения). Получение данных из формы (из HTML-формы) со стороны клиента и связывание их с формой (классом формы) на стороне сервера. Связывание данных с формой означает, что данные, введённые пользователем, а также возможные ошибки, при переотрисовке в дальнейшем, будут относиться именно к данной форме, а не к какой-либо ещё. Очистка и валидация данных. Очистка данных - это их проверка на наличие возможных значений, или вставок в поля ввода (то есть очистка - это удаление неправильных символов, которые потенциально могут использоваться для отправки вредоносного содержимого на сервер), с последующей конвертацией очищенных данных в подходящие типы данных Python. Валидация проверяет, значения полей (например, правильность введённых дат, их диапазон и так далее) Если какие-либо данные являются неверными, то выполнение перерисовки формы, но на этот раз, с уже введёнными пользователем данными и сообщениями об ошибках, описывающих возникшие проблемы. Если все данные верны, то исполнение необходимых действий (например, сохранение данных, отправка писем, возврат результата поиска, загрузка файла и так далее) Когда все действия были успешно завершены, то перенаправление пользователя на другую страницу. Класс Form является сердцем системы Django при работе с формами. Он определяет поля формы, их расположение, показ виджетов, текстовых меток, начальных значений, валидацию значений и сообщения об ошибках для "неправильных" полей (если таковые имеются). Данный класс, кроме того, предоставляет методы для отрисовки самого себя в шаблоне при помощи предопределённых форматов (таблицы, списки и так далее), или для получения значения любого элемента (позволяя выполнять более точную отрисовку). Синтаксис объявления для класса формы Form очень похож на объявление класса модели Model, он даже использует те же типы полей (и некоторые похожие параметры). Это существенный момент, поскольку в обоих случаях нам надо убедиться, что каждое поле управляет правильным типом данных, соответствует нужному диапазону (или другому критерию) и имеет необходимое описание для показа/документации. Аутентификация и авторизация пользователей Система аутентификации и авторизации позволяет вам проверять учётные данные пользователей и определять какие действия какой пользователь может выполнять. Данный фреймворк включает в себя встроенные модели для Пользователей и Групп (основной способ применения прав доступа для более чем одного пользователя), непосредственно саму систему прав доступа (permissions)/флаги, которые определяют может ли пользователь выполнить задачу, с какой формой и отображением для авторизованных пользователей, а так же получить доступ к контенту с ограниченным доступом. В соответствии с идеологией Django система аутентификации является очень общей и, таким образом, не предоставляет некоторые возможности, которые присутствуют в других системах веб-аутентификации. Решениями некоторых общих задач занимаются пакеты сторонних разработчиков, например, защита от подбора пароля (через стороннюю библиотеку OAuth). Система аутентификации является очень гибкой и позволяет вам формировать свои собственные URL-адреса, формы, отображения, а также шаблоны страниц, если вы пожелаете, с нуля, через простой вызов функций соответствующего API для авторизации пользователя. Тем не менее, в данной статье мы будем использовать "встроенные" в Django методы отображений и форм аутентификации, а также методы построения страниц входа и выхода. вы можете создавать пользователей программно, как показано ниже. Например, вам мог бы подойти данный способ в том случае, если вы разрабатываете интерфейс, который позволяет пользователям создавать их собственные аккаунты (вы не должны предоставлять доступ пользователям к административной панели вашего сайта). from django.contrib.auth.models import User # Создайте пользователя и сохраните его в базе данных user = User.objects.create_user('myusername', 'myemail@crazymail.com', 'mypassword') # Обновите поля и сохраните их снова user.first_name = 'John' user.last_name = 'Citizen' user.save() Ниже мы создадим группу, а затем пользователя. Несмотря на то, что у нас пока нет никаких разрешений для добавления к нашей библиотеке каких-либо членов, если мы захотим это сделать в будущем, то будет намного проще добавлять их к уже созданной группе, с заданной аутентификацией. Запустите сервер разработки и перейдите к административной панели вашего сайта (http://127.0.0.1:8000/admin/). Залогиньтесь на сайте при помощи параметров (имя пользователя и пароля) аккаунта суперпользователя. Самая "верхняя" страница панели Администратора показывает все наши модели. Для того, чтобы увидеть записи в разделе Authentication and Authorisation вы можете нажать на ссылку Users, или Groups.  В первую очередь, в качестве нового члена нашего сайта, давайте создадим новую группу. Нажмите на кнопку Add (Добавить) (рядом с Group) и создайте новую группу; для данной группы введите Name (Имя) "Library Members".  Для данной группы не нужны какие-либо разрешения, поэтому мы просто нажимаем кнопку SAVE (Сохранить) (вы перейдёте к списку групп). Теперь давайте создадим пользователя: Перейдите обратно на домашнюю страницу административной панели Для перехода к диалогу добавления пользователя нажмите на кнопку Add, соответствующую строке Users (Пользователи).  Введите соответствующие Username (имя пользователя) и Password/Password confirmation (пароль/подтверждение пароля) для вашего тестового пользователя Нажмите SAVE для завершения процесса создания пользователя. Административная часть сайта создаст нового пользователя и немедленно перенаправит вас на страницу Change user (Изменение параметров пользователя) где вы можете, соответственно, изменить ваш username, а кроме того добавить информацию для дополнительных полей модели User. Эти поля включают в себя имя пользователя, фамилию, адрес электронной почты, статус пользователя, а также соответствующие параметры доступа (может быть установлен только флаг Active). Ниже вы можете определить группу для пользователя и необходимые параметры доступа, а кроме того, вы можете увидеть важные даты, относящиеся к пользователю (дату подключения к сайту и дату последнего входа). Django предоставляет почти все, что нужно для создания страниц аутентификации входа, выхода из системы и управления паролями из коробки. Это включает в себя url-адреса, представления (views) и формы,но не включает шаблоны — мы должны создать свой собственный шаблон! Система сброса пароля по умолчанию использует электронную почту, чтобы отправить пользователю ссылку на сброс. Вам необходимо создать формы, чтобы получить адрес электронной почты пользователя, отправить электронное письмо, разрешить им вводить новый пароль и отметить, когда весь процесс будет завершён. В качестве отправной точки можно использовать следующие шаблоны. 1 2 |