Python Django 5 Web应用开发实战

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  大家好，我是爱编程的喵喵。双985硕士毕业，现担任全栈工程师一职，热衷于将数据思维应用到工作与生活中。从事机器学习以及相关的前后端开发工作。曾在阿里云、科大讯飞、CCF等比赛获得多次Top名次。现为CSDN博客专家、人工智能领域优质创作者。喜欢通过博客创作的方式对所学的知识进行总结与归纳，不仅形成深入且独到的理解，而且能够帮助新手快速入门。

  本文主要介绍了Python Django 5 Web应用开发实战，希望能对学习Python Web应用开发的同学们有所帮助。

1. 前言

  Python是当前热门的开发语言之一，它有着广泛的应用领域。无论是网络爬虫、Web开发、数据分析还是人工智能等领域，Python都备受开发者的青睐。目前，很多企业都选择Python作为网站服务器的开发语言。因此，掌握Web开发是Python开发者必不可少的技能之一。

  Django是Python在Web开发领域的首选框架，其优势在于强调开发的规范性，这不仅有助于规范开发者的编码习惯，而且与企业对规范化管理的需求相契合。因此，Django已成为开发人员必学的Web框架之一。

2. 书籍推荐

  本书讲述的内容基于Django 5及更高版本，涉及从Django入门到网站架构设计的广泛主题。通过对本书内容的学习，读者能够深入了解Web开发技术，并在通往架构师之路上稳步前行。

  《Django 5 Web应用开发实战》集Django架站基础、项目实践、开发经验于一体，是一本从零基础到精通Django Web企业级开发技术的实战指南。《Django 5 Web应用开发实战》内容以Python 3.x和Django 5版本为基础，从Django 5构建项目开始，逐步深入讲述Django框架的各项功能要点，每个功能要点从源码角度分析，并在源码的基础上实现自定义的功能开发。还介绍了Django的第三方功能应用，如DRF框架开发API接口、生成网站验证码、站内搜索引擎、第三方网站实现账号注册、异步任务和定时任务、即时通信实现在线聊天，同时介绍了当前流行的前后端分离模式和微服务架构网站的开发，《Django 5 Web应用开发实战》还提供了两个完整的Web实战案例：博客系统和音乐网站平台，从中读者可以学习了解网站开发的全流程，最后介绍了Django项目的上线部署。

  《Django 5 Web应用开发实战》注重案例教学，讲解深入浅出，非常易于上手，适合有一定Python基础的开发人员和在校学生学习，也可以用作培训机构和大中专院校Web项目开发的教学实践用书。

2.1 内容简介

  本书共16章，各章内容概述如下：

• 第1章介绍网站的基础知识和Django的环境搭建，包括网站的运行原理及开发流程、Django的安装、开发环境的搭建、项目的创建与调试。

• 第2章介绍Django的项目配置，包括基本配置、资源文件配置、模板配置、数据库配置和中间件。

• 第3章讲述路由的编写规则，包括路由变量的设置、设置正则表达式、命名空间与路由命名、路由的反向解析和重定向。

• 第4章介绍视图函数的定义方法，其中包括用户的响应方式、文件下载、HTTP请求信息、文件上传、Cookie反爬虫功能以及请求头反爬虫功能。

• 第5章讲述视图类的定义与使用，将视图类根据用途划分为三部分：数据显示视图、数据操作视图和日期筛选视图。

• 第6章详细讲解模板的编写方法，包括Django模板引擎和Jinja2模板引擎的使用。

• 第7章涵盖模型与数据库的内容，包括模型的定义与数据迁移、数据表的数据关系、数据的读写操作、多数据库的连接与使用，并讲述数据表的动态创建和MySQL分表功能。

• 第8章介绍表单与模型，主要讲述表单与模型如何结合生成数据表单，并通过数据表单操作实现数据表的数据读写。例如，同一网页多个表单、一个表单多个按钮、表单批量处理和多文件批量上传等常见的Web应用。

• 第9章介绍Django内置的Admin后台系统，讲述Admin的基本设置以及一些常用功能的二次开发。

• 第10章介绍Django内置的Auth认证系统，讲述内置模型User的使用和扩展，以及如何实现用户注册和登录功能、用户权限的设置和用户组的设置。

• 第11章介绍Django常用的Web应用程序，包括会话控制、缓存机制、CSRF防护、消息框架、分页功能、国际化和本地化、单元测试、自定义中间件、异步编程（多线程的应用、ASGI服务、异步视图以及异步与同步的转换）以及信号机制。

• 第12章介绍Django的第三方功能应用，如DRF框架开发API接口、生成网站验证码、站内搜索引擎、第三方网站实现用户注册、异步任务和定时任务、即时通信实现在线聊天。

• 第13章讲述博客系统的开发，网站功能包括用户（博主）注册和登录、博主资料信息、图片墙功能、留言板功能、文章列表、文章正文内容以及Admin后台系统。

• 第14章讲述音乐网站平台的开发，网站主要功能包括首页、歌曲排行榜、歌曲搜索、歌曲播放、歌曲点评、用户注册和登录、用户中心、Admin后台管理以及网站异常机制。

• 第15章讲述基于前后端分离与微服务架构的网站开发，包括Vue开发用户界面、Django开发API接口、微服务架构、JWT认证以及微服务注册与发现。

• 第16章分别讲述Django如何部署在Windows和Linux上。在Windows上采用IIS+wfastcgi+Django部署方案；在Linux上是基于Docker部署Nginx+uWSGI+Django来搭建网站。

2.2 本书作者

• 黄永祥：架构师，资深软件开发工程师，拥有10年以上一线大型Web项目开发经验，尤其擅长Go和Python语言，对相关技术架构、工具和框架，如Gin、Flask、Django等架轻就熟。已出版《实战Python网络爬虫》《精通Python自动化编程》《Django+Vue.js商城项目实战》等书籍。

2.3 本书目录

第 1 章 走进Django 5 1

1.1 Django 5的新特性 1

1.2 安装Django 5 4

1.3 创建项目 4

1.4 PyCharm创建项目 6

1.5 初试Django 5 7

1.5.1 Django的操作指令 8

1.5.2 开启Hello World之旅 9

1.6 调试Django项目 11

1.6.1 PyCharm断点调试 11

1.6.2 调试异常 13

1.7 本章小结 15

第 2 章　配置Django项目 16

2.1 基本配置信息 16

2.2 资源文件配置 18

2.2.1 资源路由——STATIC_URL 18

2.2.2 资源集合——STATICFILES_DIRS 19

2.2.3 资源部署——STATIC_ROOT 20

2.2.4 媒体资源——MEDIA 20

2.3 模板配置 21

2.4 数据库配置 22

2.4.1 mysqlclient连接MySQL 22

2.4.2 pymysql连接MySQL 24

2.4.3 多个数据库的连接方式 24

2.4.4 使用配置文件动态连接数据库 25

2.4.5 通过SSH隧道远程连接MySQL 27

2.5 中间件 29

2.6 本章小结 31

第 3 章　路由的编写规则与使用 32

3.1 路由定义规则 32

3.1.1 Django的路由定义 32

3.1.2 路由变量的设置 34

3.1.3 正则表达式的路由定义 36

3.2 命名空间与路由命名 37

3.2.1 命名空间namespace 37

3.2.2 路由命名name 39

3.3 路由的使用方式 40

3.3.1 在模板中使用路由 40

3.3.2 反向解析reverse与resolve 43

3.3.3 路由重定向 46

3.4 本章小结 47

第 4 章　简单直观的FBV视图 49

4.1 设置响应方式 49

4.1.1 返回响应内容 49

4.1.2 设置重定向 52

4.1.3 异常响应 54

4.1.4 文件下载功能 57

4.2 HTTP请求对象 60

4.2.1 获取请求信息 60

4.2.2 文件上传功能 64

4.2.3 Cookie实现反爬虫 68

4.2.4 请求头实现反爬虫 74

4.3 本章小结 77

第 5 章　更现代的CBV视图 78

5.1 数据显示视图 78

5.1.1 重定向视图RedirectView 78

5.1.2 基础视图TemplateView 80

5.1.3 列表视图ListView 83

5.1.4 详细视图DetailView 87

5.2 数据操作视图 89

5.2.1 表单视图FormView 90

5.2.2 新增视图CreateView 92

5.2.3 修改视图UpdateView 94

5.2.4 删除视图DeleteView 96

5.3 日期筛选视图 98

5.3.1 月份视图MonthArchiveView 100

5.3.2 周期视图WeekArchiveView 105

5.4 本章小结 107

第 6 章　深入理解模板 108

6.1 Django模板引擎 108

6.1.1 模板上下文 108

6.1.2 自定义标签 110

6.1.3 模板继承 113

6.1.4 自定义过滤器 115

6.2 Jinja2模板引擎 119

6.2.1 安装与配置 120

6.2.2 模板语法 123

6.2.3 自定义过滤器 125

6.3 本章小结 126

第 7 章　模型与数据库 127

7.1 模型定义与数据迁移 127

7.1.1 定义模型 127

7.1.2 开发个人的ORM框架 131

7.1.3 数据迁移 134

7.1.4 数据导入与导出 137

7.2 数据表关系 138

7.3 数据表操作 142

7.3.1 数据新增 143

7.3.2 数据修改 145

7.3.3 数据删除 146

7.3.4 数据查询 147

7.3.5 多表查询 150

7.3.6 执行SQL语句 154

7.3.7 数据库事务 156

7.4 多数据库的连接与使用 158

7.4.1 多数据库的连接 158

7.4.2 多数据库的使用 161

7.5 动态创建模型与数据表 163

7.6 MySQL分表功能 165

7.7 本章小结 169

第 8 章　表单与模型 170

8.1 初识表单 170

8.2 源码分析Form 173

8.3 源码分析ModelForm 180

8.4 在视图里使用Form 184

8.5 在视图里使用ModelForm 186

8.6 同一网页多个表单 188

8.7 一个表单多个按钮 191

8.8 表单的批量处理 192

8.9 多文件批量上传 196

8.10 本章小结 202

第 9 章　Admin后台系统 203

9.1 走进Admin 203

9.2 源码分析ModelAdmin 206

9.3 Admin首页设置 211

9.4 Admin的二次开发 212

9.4.1 函数get_readonly_fields() 213

9.4.2 设置字段样式 214

9.4.3 函数get_queryset() 215

9.4.4 函数formfield_for_foreignkey() 216

9.4.5 函数formfield_for_choice_field() 217

9.4.6 函数save_model() 218

9.4.7 数据批量操作 219

9.4.8 自定义Admin模板 220

9.4.9 自定义Admin后台系统 222

9.5 本章小结 227

第 10 章　Auth认证系统 228

10.1 内置User实现用户管理 228

10.2 发送邮件实现密码找回 236

10.3 模型User的扩展与使用 241

10.4 权限的设置与使用 248

10.5 自定义用户权限 250

10.6 设置网页的访问权限 251

10.7 用户组的设置与使用 257

10.8 本章小结 260

第 11 章　优化网站性能的Web程序 261

11.1 会话控制 261

11.1.1 会话的配置与操作 261

11.1.2 使用会话实现商品抢购 264

11.2 缓存机制 269

11.2.1 缓存的类型与配置 270

11.2.2 缓存的使用 272

11.3 CSRF防护 275

11.4 消息框架 278

11.4.1 源码分析消息框架 278

11.4.2 消息框架的使用 279

11.5 分页功能 283

11.5.1 源码分析分页功能 283

11.5.2 分页功能的使用 286

11.6 国际化和本地化 289

11.6.1 环境搭建与配置 290

11.6.2 设置国际化 291

11.6.3 设置本地化 292

11.7 单元测试 294

11.7.1 定义测试类 294

11.7.2 运行测试用例 300

11.8 自定义中间件 301

11.8.1 中间件的定义过程 301

11.8.2 中间件实现Cookie反爬虫 305

11.9 异步编程 307

11.9.1 使用多线程 307

11.9.2 启用ASGI服务 310

11.9.3 异步视图 310

11.9.4 异步与同步的转换 313

11.10 信号机制 314

11.10.1 内置信号 314

11.10.2 自定义信号 317

11.10.3 订单的创建与取消 320

11.11 本章小结 323

第 12 章　扩展网站功能的第三方应用 324

12.1 Django Rest Framework框架 324

12.1.1 DRF的安装与配置 324

12.1.2 序列化类Serializer 326

12.1.3 模型序列化类ModelSerializer 330

12.1.4 序列化的嵌套使用 332

12.2 验证码生成与使用 335

12.2.1 Django Simple Captcha的安装与配置 336

12.2.2 使用验证码实现用户登录 338

12.3 站内搜索引擎 342

12.3.1 Django Haystack的安装与配置 342

12.3.2 使用搜索引擎实现产品搜索 345

12.4 第三方网站实现用户注册 349

12.4.1 Social-Auth-App-Django的安装与配置 350

12.4.2 微博账号实现用户注册 353

12.5 异步任务和定时任务 355

12.5.1 Celery的安装与配置 355

12.5.2 异步任务 357

12.5.3 定时任务 359

12.6 即时通信——在线聊天 361

12.6.1 Channels的安装与配置 362

12.6.2 Web在线聊天功能 365

12.7 本章小结 368

2.4 适合读者

本书主要适合以下读者阅读：

1. Django初学者及在校学生：本书内容通俗易懂，适合刚开始学习Django框架的初学者。书中通过大量的实例和详细的步骤讲解，帮助读者快速掌握Django的基础知识和应用技巧。此外，在校学生也可以通过本书了解如何使用Django进行实际项目开发，为将来的职业生涯打下坚实的基础。

2. Django初级开发工程师：对于已经有一定编程基础的开发者，本书提供了深入浅出的教程和实践案例，帮助他们进一步提升Django开发技能。通过学习本书中的内容，初级开发工程师可以更加熟练地使用Django进行开发，提高工作效率和代码质量。

3. 从事Python网站开发的技术人员：本书不仅适合专注于Django的开发者，同样适合从事Python网站开发的技术人员。书中涵盖了Django在Web开发中的广泛应用，从基础的模型、视图到高级的用户认证、权限管理等内容，帮助技术人员全面掌握Django框架，提升开发水平。

4. 其他学习Django的开发人员：无论是希望通过自学提升技能的个人开发者，还是希望掌握更多Web开发技术的全栈工程师，本书都能提供有价值的学习资源和实践指导。通过系统学习本书内容，读者可以全面了解Django的各种功能和最佳实践，进一步拓宽职业发展的道路。

  本书的结构和内容设计旨在兼顾不同读者的需求，从基础入门到高级应用，循序渐进地引导读者掌握Django开发的各个方面。无论你是新手还是有经验的开发者，都能从本书中获得实用的知识和技能，助你在Django开发的道路上不断前行。

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