概述

在模块三：典型案例篇，我介绍了 PyEcharts 图表设计的典型案例，带你了解了 PyEcharts 常用图表的设计和使用方法。在讲解过程中，各个案例输出的都是一个单独的图表页面，并没有组成一个完整的报表体系。接下来我要介绍的内容，是课程的模块四：数据发布篇。

数据发布篇是以模块三的典型案例为基础，整合 6 大案例的输出结果，最终生成一个完整的数据报表系统。数据发布篇的内容包括：Python Flask Web 框架基础、PyEcharts 与 Flask 框架集成、PyEcharts 与 Flask 集成案例三部分内容。本节是模块四的第一个课时：Python Flask Web 框架基础。完整的知识结构图如下：

Flask 简介

Flask 是一个用 Python 语言开发的、轻量级的、可扩展的 Web 应用程序框架，它基于 Werkzeug WSGI 工具包和 Jinja2 模板引擎进行封装和拓展。Werkzeug WSGI 提供了路由处理、请求和响应封装，Jinja2 则提供模板文件处理。

Flask 是 Python 语言三大主流开发框架之一，另外两个分别为 Django 和 Pyramid。

Flask 主要特性

Flask 具有轻量级和模块化设计的特点，因此只需要几个扩展，就可以轻松地将其转换为需要的 Web 框架。Flask 的设计使用简单且易于拓展，其初衷就是为各种复杂的 Web 应用程序构建坚实的基础，让开发者可以自由地插入任何扩展，也可以自由地构建自己的模块。其主要特性包括 4 个方面：

• 轻量级的体系结构：核心功能框架提供路由请求处理、请求和响应封装和模板引擎。

• 基于插件的拓展体系：核心功能之外，一切皆插件。Flask 还具有丰富的插件资源，如 ORM、表单、权限等。

• 完善的用户文档体系：从安装部署、项目创建、路由设置到视图设计，Flask 提供了完善的用户文档教程，使用者可以非常轻松地获取相关的资料，并且实现快速入门。

• 技术社区活跃：作为一个开源项目，其技术社区的活跃程度，一方面代表该项目的受欢迎程度，另一方面则代表该项目的生存状态。Flask 的技术社区具有非常高的社区活跃度，表明了该项目欣欣向荣。

Flask 官方网站

Flask 官方网站提供了丰富的学习资源，包括：文档、教程和案例。官方网站的内容结构如下所示：

Flask 官方网站提供了完备的用户学习手册，包括安装部署、基础概念、快速入门、模板文件等。通过 Flask 的官方文档，你可以很快掌握 Flask 的使用，这也是 Flask 被广泛应用的原因之一。Flask 官方用户学习手册的网址为：https://flask.palletsprojects.com/en/1.1.x/，页面截图如下：

Flask 中文社区的力量同样非常强大，他们完成了 Flask 英文教程的翻译工作，并将其共享。我们同样可以找到对应的Flask 的中文操作教程。页面截图如下图所示：

Flask 体系结构

学习 Flask 的体系结构，首先需要了解 Flask 的工作流程，Flask 的工作流程如下所示：

我们可以看到：客户端（通常为浏览器）发送 HTTP 请求，web 服务器在一个网络地址的指定端口上等待接收；一旦收到，会将请求通过 WSGI 交给 application 应用处理，application 应用就是 Flask 框架编写的应用；应用服务器对消息处理后，再通过 WSGI 返回 HTTP 响应给 Web 服务器，由服务器发送给客户端。

通过上述过程，我们可以发现 Flask 核心部分的体系结构，具体的内容如下所示：

路由处理模块负责客户端请求的分发；请求处理负责客户端 HTTP 请求的接收和自定义业务逻辑的调度；自定义业务逻辑是基于 Flask 框架，用户自定义的业务处理程序；模板引擎是执行页面渲染时用到的基本框架；拓展插件用于拓展基本 Flask 框架的处理能力，如数据库访问插件 Flask-SQLAlchemy，它是对数据库访问操作的抽象，让开发者不用直接和 SQL 语句打交道；通过 Python 对象操作数据库，在舍弃一些性能开销的同时，换来的是开发效率的较大提升，和多源异构数据源的支持。

Flask 源码资源

Flask 是一个开源项目，其源码资源托管在 GitHub，源码地址：https://github.com/pallets/flask/ 。Flask 源码结构如下所示：

上图中，src/flask 目录是 Flask 框架源码程序，examples 目录是示例程序，docs 目录是文档文件，test 目录是测试用例。

Flask 安装部署

Flask 是一个标准的 Python 程序，其安装部署非常简单。通常它支持两种安装方式：pip 资源库安装和源码安装。pip 资源库的安装方式，可以直接通过指令 pip install –U flask 完成安装。安装完成以后可以通过：pip show flask，查看安装结果。命令执行结果如下所示：

通过上述指令的执行输出结果，我们可以看到 Flask 已经安装完成，当前版本 v0.12.4，图中可以看到它的源码地址、作者信息、开源协议和组件需求。

基于源码的安装方式也非常简单，我们只需要从 GitHub 下载源码到本地目录，解压缩以后，进入根目录，执行安装指令：python setup.py。安装完成后，可以通过同样的方法查看是否安装成功。

Flask 常用插件

Flask 的主要特点之一就是插件拓展机制，我们可以通过 Flask 的安装资源库，查找可用的 Flask 插件资源，查询地址为：https://pypi.org/search/?c=Framework+%3A%3A+Flask。查询页面如下：

Flask 插件资源库具有丰富的插件资源，当前可用该插件资源数 800+，足以证明其活跃度和用户使用规模。实践中 Flask 常用的插件资源和功能，我整理了一个清单：

上述插件可以直接使用到我们的项目开发中，通过插件集成，可以快速地构建一个完整的 Web 应用程序，从而避免重复的造轮子的工作。

Flask 入门示例

概述

了解了 Flask 的常用插件，我们接下来通过一个案例的方式，学习一下 Flask 的使用方法。

Flask 应用程序的开发，通常包括 6 个步骤：导入模块、声明对象、路由设置、业务逻辑处理、数据逻辑处理和服务启动。具体的流程如下图所示：

上图中，导入模块环节负责导入 Flask 应用程序需要类和函数；对象声明环节声明一个 Flask Application 应用对象；路由设置环节定义一个服务接口，接受来自客户端的数据请求；业务响应环节定义服务于客户端请求的业务逻辑处理，包括数据访问、加工处理和图表页面渲染等；数据处理环节定义数据库访问操作；服务启动环节启动定义好的 Flask Application 应用程序。

了解了 Flask 程序设计的流程，接下来我们看一个最小规格的 Flask 示例程序，通过这样的一个示例程序，我们了解一下 Flask 应用程序的基本结构。一个典型的 Flask 应用程序源码如下所示：

# 01.导入文件
from flask import Flask
# 02.创建对象
app = Flask(__name__)

03.路由设置

@app.route(‘/’)

04.业务逻辑

def hello():
return ‘欢迎来到：Python Flask Web 框架基础理论’

05. 服务启动

if name == ‘main’:
app.run()

上述示例程序导入了 Flask 模块，声明了一个 Flask 应用程序对象，通过调用 Flask 构造函数进行初始化，使用当前模块（__name __）的名称作为参数。

通过调用 route()函数设置路由。

Flask 类的 route()函数是一个装饰器，它告诉应用程序哪个 URL 应该调用那个相关的函数。本例中实现的是路由“/”和函数 hello()的绑定。

通过调用 Flask 的 run()方法，在本地服务器启动一个 Flask 应用程序。Flask 应用服务器启动以后，我们在浏览器中输入地址： http://127.0.0.1:5000/ 后，返回一个字符串：“欢迎来到：Python Flask Web 框架基础理论”。程序运行后的截图如下所示：

了解了一个最基本的 Flask 应用程序的结构之后，我们就可以基于实际业务需要，进行应用服务器功能的扩展了。接下来，我们来重点看一下 Flask 模板使用。

Flask 模板

在前面的示例程序中，客户端请求业务响应函数，其主要作用是生成客户端请求的响应，返回一个字符串，这是最简单使用场景。

实际上，业务响应函数有两个作用：业务逻辑处理和响应内容生成。工程实践时，在大型 Web 应用中，把业务逻辑、表现内容放在一起，会增加代码的复杂度和维护成本，因此通常采用 MVC 的架构模式，其中 M 代表模型，负责数据逻辑处理；V 代表视图，负责表现内容的处理；C 代表控制，负责业务逻辑的处理。

模板是用来衔接视图表现和控制逻辑的一种实现方式。它是一个包含响应文本的文件，包括静态内容和动态内容两部分，动态内容以变量的方式存在，它负责告诉模板引擎其具体的值，这个值需要从数据中动态地获取。

模板实现了静态内容和动态内容的结合。设计完模板以后，使用真实值替换变量，再返回最终得到的字符串内容的过程，就是页面渲染的过程。

我们可以通过使用模板，实现了展示逻辑和控制逻辑的解耦。

Flask 模板的使用包括 3 个步骤：模板设计、业务逻辑设计和模板渲染。一个典型的模板设计案例如下所示：

<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
    <meta charset="UTF-8">
    <title>Flask 模板演示示例</title>
</head>
<body>
  Flask 模板 HTML 内容：
  <br />{{ my_str }}
  <br />{{ my_int }}
</body>
</html>

上述模板就是一个普通 HTML 文件，通过{{}}嵌入变量内容，渲染时变量内容会被替换成实际值。与之对应，我们需要一个业务逻辑程序，其代码如下所示：

from flask import Flask, render_template
app = Flask(__name__)
@app.route('/')
def index():
    # 变量
    my_str = '我是字符串变量'
    my_int = 8888
    return render_template('hello.html',
                           my_str=my_str,
                           my_int=my_int
                           )
if __name__ == '__main__':
    app.run(debug=True)

上述程序为 index()函数，即业务逻辑处理函数。该函数中声明了一个字符串变量和一个整数变量，并通过函数 render_template()进行了模板渲染。

以上程序执行以后的输出结果如下所示：

小结

本小节，我介绍了 Flask Web 框架的主要特性、官方网站、源码资源、体系结构、安装部署和常用插件，并通过一个示例程序给演示了 Flask 的基本应用。

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