對于 Python 程式員來說，進行 Web 開發有很多現成的框架可供使用，比如Django、Flask、Tornado，而其中，Django 可能是最全面、同時最受歡迎的一個，世界上最大的在線視頻網站 YouTube、最大的圖片分享網站 Instagram，都使用 Python + Django 開發，
作為一個 Python Web 框架，它內置了全套工具，可以開箱即用，也被稱為“完美主義者的最后框架”，如果你想找一份 Python Web 開發的作業，Django 可能是你最需要掌握的技能，
今天給大家推薦一門 Django 課程——《Django Web 框架入門實戰》，沒有高深的概念、大段難懂的代碼，帶你從零入門 Django Web 開發，掌握 MVT 模型、模型類、資料模型關系、資料表、HTTP 請求、Cookie & session、后臺管理等 Django 知識點，
（該課程是寫給初學者的，如果你已經把 Django 玩得非常 6 了，那么這個課程不適合你，如果你是一個初學者，看 Django 檔案看得頭痛，來吧，我們開始，）
第一章：Django 框架介紹與安裝
實驗簡介
本課程作為入門課程將詳細介紹 Django 框架在 Web 開發程序中的應用，包括 MVT 模型、模型類的撰寫、資料模型關系、創建資料表、路由基礎知識、HTTP 請求方法、Cookie & session 、視圖函式的創建、模板檔案的配置與后臺管理功能等知識點，
本節實驗我們主要來了解什么是 BS 架構、MVT 框架的構成、 Django 框架的簡介與安裝，
知識點
- BS 架構簡介
- MVT 結構
- Django 框架簡介
- 安裝 Django
什么是 BS 架構
要了解什么是 BS 架構，就要從什么是架構說起，
架構是什么意思？為什么要有架構？
大家都知道編程的一個默認原則是 Don't Repeat Yourself ，即不要重復撰寫代碼，簡稱 “DRY 原則”，編程之初，人們為了避免重復寫代碼，創建了函式：
# 舉個簡單的例子，以下為 Python 代碼
>>> print('Hello, I am {}'.format('小明'))
Hello, I am 小明
>>> print('Hello, I am {}'.format('詹姆斯'))
Hello, I am 詹姆斯
>>> print('Hello, I am {}'.format('周芷若'))
Hello, I am 周芷若
>>>
# 為了避免重復，創建一個 hello 函式
>>> def hello(name):
... print('Hello, I am', name)
...
...
>>> hello('小明')
Hello, I am 小明
>>> hello('詹姆斯')
Hello, I am 詹姆斯
>>> hello('周芷若')
Hello, I am 周芷若
>>>
后來在一些編程語言中引入了面向物件的概念，將一些有共性的函式放到類里面，稱之為方法，對類進行實體化，使用實體的屬性或方法實作一些功能，這樣在稍復雜場景中可以更加有效地避免撰寫重復代碼：
>>> class Student:
... def __init__(self, name, age):
... self.name = name
... self.age = age
...
... def hello(self):
... print('Hello, I am', self.name)
...
...
...
>>> st = Student('Nash', 12)
>>> st.hello()
Hello, I am Nash
>>>
場景更加復雜時，多個類之中還是會重復撰寫代碼，為了優化，又出現了繼承的概念，子類繼承父類并擁有父類全部屬性和方法（雙下劃線的私有屬性除外），
以上所述在 Python 基礎編程中隨處可見，是自然而然的事情，盡管它們是幾代編程人員總結歸納創新的結果，
在更加復雜的情況下，人們為了避免重復的勞動，提高作業效率，又提出來設計模式的概念，一個良好的設計模式在實踐中不僅可以避免撰寫重復的代碼，而且能夠使程式的執行效率更高、更易于維護和更新功能，
設計模式是一個廣泛的概念，其中包括一種叫做 “架構模式” 的概念，架構模式有很多種，例如分層模式是十分常見的一種，它在網路編程中一定會被提到，大家熟知的 IOS 七層模型，就是一種分層架構，分層架構把一個資料傳輸的模型分成若干層，每一層使用獨特的協議對資料作一次包裝或轉換，然后傳到下一層，最后合起來完成資料的傳輸，
設計模式中還有一個叫做 “客戶端 / 服務器模式”（Client / Server Model）的概念，一個服務器對應多個客戶端：客戶端發起服務請求，服務器提供服務，例如我們日常使用的音視頻軟體，我們在手機或電腦上下載安裝客戶端 APP ，注冊登錄之后就可以聽音樂看電影了，在這種模式中，客戶端向服務器發送請求，服務器回傳給客戶端對應的資源，
這種模式就是被稱作 CS 架構的模式，我們要了解的 BS 架構就是這種模式的一個特殊情況，
BS 架構就是 Browser - Server Model ，以瀏覽器作為客戶端向服務器發送請求，這種模式的優勢就是不需要用戶安裝單獨的客戶端，只需要有一個瀏覽器即可訪問任意服務器，CS 架構中客戶端需要不定期更新，以支持服務器提供的最新功能，而 BS 模式下服務器只需要對瀏覽器進行適配開發即可，
我們在手機上安裝的各種 APP ，會頻繁更新，有些時候需要更新才能用，在急需使用的時候還要等待下載新版本和安裝，有些煩人，BS 架構下沒有這種困擾，瀏覽器更新的頻率也相對較低，
MVT 模式
簡單描述一次完整的瀏覽器打開頁面的操作：
- 在瀏覽器的地址欄輸入網址，或者在搜索引擎的搜索框輸入關鍵字，然后敲回車
- 瀏覽器會把頁面請求發送給對應的服務器
- 服務器收到請求，處理請求，回傳回應
- 瀏覽器收到回應，決議成頁面顯示在螢屏上
作為用戶，我們使用瀏覽器操作即可，不關心服務器是怎么作業的，作為 Web 開發人員，我們要做的就是開發服務器，
如上圖所示，當我們使用瀏覽器打開實驗樓網站的課程頁面：
- 瀏覽器向實驗樓的服務器發送一個頁面請求，請求物件中包含 URL 資訊、瀏覽器版本、Cookie 等資訊，
- 服務器作為后端控制層，從請求物件中提取 URL 字串，決議分配給對應的視圖函式，由視圖函式進行處理，
- 視圖函式需要查詢資料庫中的課程資料，資料庫將查詢結果回傳給視圖函式，
- 視圖函式將處理結果打包成 Response 物件回傳給瀏覽器，
- 瀏覽器收到回應，存盤 Cookie 、決議 JS 資料，將完整的頁面顯示在螢屏上，
MVT 框架如下圖所示：
在收到瀏覽器的請求后，首先由視圖函式來接受請求，視圖函式在處理請求的程序中需要模板來配合，模板提供頁面的所有靜態資源，包括 HTML 、CSS 、JS 資料，它們是渲染頁面的基礎資料，頁面中的動態資料，例如課程名稱、簡介、學習人數等資料需要從資料庫中獲取，這需要創建模型類（也叫映射類）來與資料庫互動，
視圖函式即 View ，模型類即 Model ，前端模板即為 Templates ，合起來簡稱 MVT ，這種設計模式就叫做 MVT 設計模式，
Django 簡介
Django 是一個由 Python 撰寫的開放源代碼的 Web 應用程式開發框架，它采用了 MVT 軟體設計模式，即 Model 模型、View 視圖和 Templates 模板，它最初被開發出來用于管理某新聞網站，于 2005 年在 BSD 許可下發布開源，這套框架是以比利時的吉普賽吉他手的名字命名的，
Django 的主要目標是使得開發流程復雜、依賴資料庫的網站變得簡單，Django 注重各個組件間的低耦合性，遵循 DRY 原則，
Django 框架的核心包括：
- 面向物件的關系映射模型，支持撰寫對應資料表的映射類，這一點做得格外優秀
- URL 分發器，基于正則運算式（Django2 中支持 path 撰寫簡潔路徑欄位）
- 視圖系統，用于接收客戶端請求和回傳回應
- 模板系統，內置 Jinja2 模板引擎，便于撰寫 Python 風格的動態資料處理代碼
- 輕量、獨立的 Web 服務器，便于開發測驗
- 快取框架，支持多種快取方式
- 中間件，對請求處理階段進行額外操作
同時 Django 內置了一些針對新聞類網站的基礎且實用的應用：
- 可擴展的認證系統
- 動態站點管理頁面
- 靈活的評論系統
- CSRF Token 工具
- 標記語言模板庫
在使用 Python 進行 Web 開發時，除了 Django 編程人員還有多種框架選擇：
- Flask 很輕量，可以迅速搭建一個簡單的 Web 網站，幾乎沒有組件限制，提供大量功能豐富且實用的插件，例如 Flask-Admin 后臺管理插件、Flask-WTForm 表單管理插件、Flask-Login 登錄功能插件、Flask-Migrate 資料表版本控制插件等，著名的科學網站果殼網就是使用 Flask 開發的，
- Tornado 性能較高，支持異步處理，這是它最大的亮點，對 Restful API 設計良好，但沒有針對資料庫設計的優秀的 ORM 模塊，這是比較麻煩的，
- Bottle 更加輕量，只依賴于 Python 標準庫，無法做到快速建站，在 Flask 面前幾乎沒有優勢可言，
- Aiohttp 是比較新的框架，它需要基于 asyncio 撰寫異步代碼，性能方面不必擔心，但框架完善還需要較長時間，
此外還有數種小眾框架，它們都有一些獨到之處，但在商用上的前途比較渺茫，對 Python Web 開發而言，小的網站會使用 Flask ，大型的網站就要用 Django ，
安裝 Django
作為 Python 撰寫的 Web 開發框架，安裝自然是極簡單的事，使用 pip 包管理工具即可一步到位，
實驗環境中已經安裝了 Python3.5 和 對應的包管理工具 pip3 ，我們首先在終端命令列更新 pip3 ：
$ cd ~
$ sudo pip3 install -U pip
操作截圖如下：
為了周全考慮，我們希望針對一個工程創建一個虛擬環境，切換到 ~/Code 目錄下，更新 virtualenv 庫，然后創建名為 venv 的虛擬環境：
$ cd Code
$ sudo pip3 install -U virtualenv
$ virtualenv -p python3 venv
操作截圖如下：
進入虛擬環境，安裝 Django2 的最終版本 2.2.9 ：
$ source venv/bin/activate
$ pip install django==2.2.9
$ pip freeze | grep -i django
操作截圖如下：
如上圖所示，終端執行 pip freeze 命令可以查看虛擬環境中安裝了哪些工具包及其對應的版本號，
Django 已經安裝完畢，它存在于虛擬環境 venv 中，此外我們還要安裝一些其它的基礎工具包，先安裝 ipython 和 mysqlclient 這兩個，其它的在需要時再進行安裝：
$ pip install ipython mysqlclient
安裝完畢，最好要再次執行一次進入虛擬環境的命令，以激活這些新安裝的工具包，執行 pip freeze 可以查看已經安裝的各種包及其依賴包：
$ source venv/bin/activate
$ pip freeze
操作截圖如下：
到此為止，準備作業已經做完，
總結
本節實驗我們了解了什么是 BS 架構，以及為什么要使用架構，架構的作用是什么，此外我們學習了 MVT 模式的設計思路以及視圖函式、模板、模型類之間的協調關系，最后了解了 Django 框架的核心功能和優勢以及在實驗環境中安裝 Django 的操作，
下一節實驗我們將學習使用 Django 創建一個 Web 專案，
篇幅有限，后續的課程內容，請在實驗樓邊敲代碼邊學習～
你將學到：
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標籤：Python