Python 四大主流 Web 编程框架 _Python

作者：陈秋歌 | 编辑：真经君
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正文
本文内容摘录自《Python高效开发实战——Django、Tornado、Flask、Twisted》一书。该书分为三部分：第1部分是基础篇，带领初学者实践Python开发环境和掌握基本语法，同时对网络协议、Web客户端技术、数据库建模编程等网络编程基础深入浅出地进行学习；第2部分是框架篇，学习当前最流行的Python Web框架，即Django、Tornado、Flask和Twisted，达到对各种Python网络技术融会贯通的目的；第3部分是实战篇，分别对4种框架进行项目实践，利用其各自的特点开发适用于不同场景的网络程序。
目前Python的网络编程框架已经多达几十个，逐个学习它们显然不现实。但这些框架在系统架构和运行环境中有很多共通之处，本文带领读者学习基于Python网络框架开发的常用知识,及目前的4种主流Python网络框架：Django、Tornado、Flask、Twisted 。
网络框架及MVC架构
所谓网络框架是指这样的一组Python包，它能够使开发者专注于网站应用业务逻辑的开发，而无须处理网络应用底层的协议、线程、进程等方面。这样能大大提高开发者的工作效率，同时提高网络应用程序的质量。
在目前Python语言的几十个开发框架中，几乎所有的全栈网络框架都强制或引导开发者使用MVC架构开发Web应用。所谓全栈网络框架，是指除了封装网络和线程操作，还提供HTTP栈、数据库读写管理、html模板引擎等一系列功能的网络框架。本文重点讲解的Django、Tornado和Flask是全栈网络框架的典型标杆；而Twisted更专注于网络底层的高性能封装而不提供HTML模板引擎等界面功能，所以不能称之为全栈框架。
MVC（Model-View-Controller）模式最早由Trygve Reenskaug在1978年提出，在20世纪80年代是程序语言Smalltalk的一种内部架构。后来MVC被其他语言所借鉴，成为了软件工程中的一种软件架构模式。MVC把Web应用系统分为3个基本部分。
模型（Model）：用于封装与应用程序的业务逻辑相关的数据及对数据的处理方法，是Web应用程序中用于处理应用程序的数据逻辑的部分，Model只提供功能性的接口，通过这些接口可以获取Model的所有功能。Model不依赖于View和Controller，它们可以在任何时候调用Model访问数据。有些Model还提供了事件通知机制，为在其上注册过的View或Controller提供实时的数据更新。
视图（View）：负责数据的显示和呈现，View是对用户的直接输出。MVC中的一个Model通常为多个View提供服务。为了获取Model的实时更新数据，View应该尽早地注册到Model中。
控制器（Controller）：负责从用户端收集用户的输入，可以看成提供View的反向功能。当用户的输入导致View发生变化时，这种变化必须是通过Model反映给View的。在MVC架构下，Controller一般不能与View直接通信，这样提高了业务数据的一致性，即以Model作为数据中心。
这3个基本部分互相分离，使得在改进和升级界面及用户交互流程时，不需要重写业务逻辑及数据访问代码。MVC架构如图1所示。
MVC架构图

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注意：MVC在除Python外的其他语言中也有广泛应用，例如VC++的MFC、JAVA的Structs及Spring、C#的.NET开发框架，读者应该有深刻的体会。
4种Python网络框架：Django、Tornado、Flask、Twisted
接下来带领大家学习当今主流的4种Python网络框架。
企业级开发框架——Django
Django于2003年诞生于美国堪萨斯（Kansas）州，最初用来制作在线新闻Web站点，于2005年加入了BSD许可证家族，成为开源网络框架。Django根据比利时的爵士音乐家Django Reinhardt命名，作者这样命名Django意味着Django能优雅地演奏（开发）功能丰富的乐曲（Web应用）。
它是当前Python世界里最负盛名且最成熟的网络框架。最初用来制作在线新闻的Web站点，目前已发展为应用最广泛的Python网络框架。Django的各模块之间结合得比较紧密，所以在功能强大的同时又是一个相对封闭的系统，但是其健全的在线文档及开发社区，使开发者在遇到问题时能找到解决方法。
Django框架的特点
相对于Python的其他Web框架，Django的功能是最完整的，Django定义了服务发布、路由映射、模板编程、数据处理的一整套功能。这也意味着Django模块之间紧密耦合，开发者需要学习Django自己定义的这一整套技术。Django的主要特点如下。