Flask. Наполняем «флягу» функционалом

Предисловие

В прошлом году решил для себя вплотную познакомиться c Python, а в последствии перебраться на него с PHP. На данный момент моя стезя — веб-разработка, а потому осваивать новый язык я начал именно со стороны веба, в частности, с обзора доступных фреймворков и проектов на них. Познакомившись с возможностями TurboGears, web2py, Django, я всё таки поддался «тренду» и погрузился в мир Django.

На протяжении почти года я честно пытался подружиться с ним. Написал несколько простеньких проектов, но монструозность фреймворка отпугивала, обилие «батареек» путало выбор, а с некоторыми ограничениями не хотелось мириться. Душа требовала лаконичности и однозначности, что в конечном счете привело меня к знакомству с Flask. Изучив документацию по фреймворку и смежным проектам (Jinja2, Werkzeug), я проникся идеологией и стал вплотную изучать фреймворк.

Flask позиционируется как расширяемый микрофреймворк. Это означает наличие лишь необходимого минимума функционала, но в то же время возможность добавить оный посредством расширений до требуемого проекту уровня.

Сей эпос — это мой опыт под использованию Flask и расширений для него, а точнее, попытка собрать воедино и на русском то, что может пригодиться при создании проектов практически любого уровня.

Структура и конфигурация

Для каждого проекта я придерживаюсь типовой структуры, описанной ниже. Всё достаточно тривиально и знакомо программистам Django:

app/
--commands/
--migrations/
--static/
--templtaes/
--app.py
--config.py
--forms.py
--manage.py
--models.py
--views.py

• Каталог commands содержит команды для обслуживания приложения, подключаемые в модуле manage.py.
• Каталог migrations — файлы и конфигурацию миграций. Обычно создается автоматически при инициализации миграций.
• Каталог static — ресурсы проекта: js, css, scss и картинки.
• Каталог templates — шаблоны.
• Файл app.py — это головной модуль приложения, где определяются основные настройки и регистрируются расширения, он же реализует и веб-сервер.
• Файл manage.py служит для управления и обслуживания проектом.
• Файл config.py содержит объект конфигурации приложения. Отмечу, что Flask можно конфигурировать различными способами, но мне наиболее удобным показался способ на основе объектов. В упрощенном виде содержимое файла выглядит так:
  
  
  config.py

  import os
  basedir = os.path.abspath(os.path.dirname(__file__))
  
  class Config(object):
      DEBUG = False
      CSRF_ENABLED = True
      WTF_CSRF_SECRET_KEY = 'dsofpkoasodksap'
      SECRET_KEY = 'zxczxasdsad'
      SQLALCHEMY_DATABASE_URI = 'mysql+mysqlconnector://webuser:web_password@localhost/webuser_db'
  
  class ProductionConfig(Config):
      DEBUG = False
  
  class DevelopConfig(Config):
      DEBUG = True
      ASSETS_DEBUG = True
  

  
  А его применение так:
  
  
  app.py

  app.config.from_object('config.DevelopConfig')
  

Для крупных проектов официальная документация рекомендует дробить функционал на так называемые blueprints — модули, структурно похожие на приложение Flask, а сам проект организовывать в пакет python. Но сегодня не об этом.

Расширения

Flask-SQLAlchemy

Любое серьезное приложение использует базы данных. Данное расширение дружит Flask с самой популярной на Python ORM-библиотекой — SQLAlchemy, позволяя использовать любые поддерживаемые ей СУБД, а также отображение таблиц в объекты Python, аналогично Django. Впрочем, SQLAlchemy позволяет обойтись и без ORM.

Использование

# config.py
class Config(object):
    ...
    # определяем DSN в конфигурации
    SQLALCHEMY_DATABASE_URI = 'mysql+mysqlconnector://webuser:web_password@localhost/webuser_db'


# app.py
# импортируем расширение 
from flask.ext.sqlalchemy import SQLAlchemy

# инициализируем объект БД
db = SQLAlchemy(app)

# models.py
from app import db

# Модель User  - отображение таблицы users в БД
class User(db.Model):
    __tablename__ = 'users'

    id = db.Column(db.Integer, primary_key=True)
    email = db.Column(db.String(120), unique=True, nullable=False)
    password = db.Column(db.String(255))

Документация: pythonhosted.org/Flask-SQLAlchemy

Flask-Script

Добавляет поддержку обслуживающих проект скриптов: запуск dev-сервера, миграции баз данных, cron-задачи и тому подобное. Следуя рекомендациям, я создаю для каждого проекта файл manage.py, где добавляются все необходимые для обслуживания команды. По-умолчанию доступна команда runserver. Запуск команд осуществляется следующим образом:

$ python manage.py command <action>
$ python manage.py runserver
$ python manage.py db migate

Добавить команду можно, например, реализовав потомок класса Command, входящего в пакет, и зарегистрировав ее в менеджере. Команда может содержать действия(подкоманды), ей могут передаваться параметры командной строки.

manage.py

from flask.ext.script import Manager
from flask.ext.migrate import Migrate, MigrateCommand
from app import app, db

from models import *
migrate = Migrate(app, db)

# Инициализируем менеджер
manager = Manager(app)
# Регистрируем команду, реализованную в виде потомка класса Command
manager.add_command('db', MigrateCommand)

if __name__ == '__main__':
    manager.run()

Документация: flask-script.readthedocs.org/en/latest

Flask-Migrate

Позволяет настроить миграции для ORM SQLAlchemy. Пакет предоставляет класс MigrateCommand, который можно использовать в связке с вышеописанным расширением Flask-Script. Для использования миграций необходимо подключить команду(пример выше), произвести начальную инициализацию, выполнив manage.py db init, затем использовать действия migrate, upgrade и downgrade данной команды для управления миграциями. Стоит отметить, что список действий для команды и их краткое описание можно получить, выполнив manage.py db help.

Документация: flask-migrate.readthedocs.org/en/latest

Flask-WTF

Реализует привязку к WTForms — замечательной библиотеке для работы с формами. Опять же, налицо аналогия с Django. В коробке: солидный набор классов полей и валидаторов для них, наследование, вложенные формы и многое другое.

forms.py

from flask_wtf import Form
from wtforms import StringField, PasswordField, TextAreaField, SelectField
from wtforms.validators import Email, DataRequired, EqualTo

class LoginForm(Form):
    email = StringField('E-mail', validators=[Email(), DataRequired()])
    password = PasswordField('Пароль', validators=[DataRequired()])

class RegistrationForm(LoginForm):
    password_repeat = PasswordField('Повторите пароль', validators=[DataRequired(), EqualTo('password')])

Также есть расширение wtforms-alchemy для создания форм на основе моделей SQLAlchemy. Наткнулся на него совсем недавно, посему опыта работы пока нет. Впрочем, думаю, и здесь применима аналогия с Django.

Документация: flask-wtf.readthedocs.org/en/latest

Flask-Login

Добавляет базовую поддержку авторизации и пользовательских сессий. Подключение данного расширения требует достаточно много действий, поэтому попытаюсь быть максимально лаконичным и пропущу реализацию входа и выхода пользователей.

Использование Flask-Login

# app.py
# подключаем плагин
from flask.ext.login import LoginManager, current_user

# Инициализируем его и задаем действие "входа"
login_manager = LoginManager()
login_manager.init_app(app)
login_manager.login_view = 'login'

# Задаем обработчик, возвращающий пользователя по Id, либо None. Здесь пользователь запрашивается из базы.
@login_manager.user_loader
def load_user(userid):
    from models import User
    return User.query.get(int(userid))

# Задаем обработчик before_request, в котором добавляем к глобально-локальному контексту текущего пользователя  
@app.before_request
def before_request():
    g.user = current_user


# models.py
class User(db.Model):
    __tablename__ = 'users'

    id = db.Column(db.Integer, primary_key=True)
    email = db.Column(db.String(120), unique=True, nullable=False)
    password = db.Column(db.String(255))

    # Расширением предъявляются некоторые требования к классу User, а именно реализация следующих методов
    def is_authenticated():
        return True

    def is_active():
        return True

    def is_anonymous():
        return False

    def get_id(self):
        return str(self.id)

Документация: flask-login.readthedocs.org/en/latest

Flask-Bcrypt

Добавляет функционал для хеширования и проверки паролей.

models.py

from flask.ext.bcrypt import generate_password_hash, check_password_hash

class User(db.Model):
    ...
    def check_password(self, password):
        return check_password_hash(self.password, password)

    @staticmethod
    def hash_password(password):
        return generate_password_hash(password)

Flask-Assets

Дружит Flask с библиотекой webassets, позволяя невероятно изящно работать с ресурсами проекта. Умеет объединять ресурсы в пакеты, компилировать scss(sass) и less, минифицировать js и css и удобно подключать их в шаблонах.

Использование

# app.py
# Подключаем
from flask.ext.assets import Environment, Bundle

assets = Environment(app)

# Формируем и регистрируем пакеты
js = Bundle('jquery.js', 'jquery.file-upload.js', filters='jsmin', output='assets/jquery-min.js')
css = Bundle('main.css', 'form.css', 'flashes.css', filters='cssmin', output='assets/all-min.css')
assets.register('js_all', js)
assets.register('css_all', css)

# templates/index.html
{% assets "js_all" %}
    <script type="text/javascript" src="{{ ASSET_URL }}"></script>
{% endassets %}
{% assets "css_all" %}
    <link rel="stylesheet" href="{{ ASSET_URL }}">
{% endassets %}

Указав в пакете(Bundle) параметр filters, мы заставим пропустить файлы пакета через заданный фильтр(ы). В нашем случае файлы минифицируются и объяденяться в один. Некоторые фильтры потребуют установки дополнительных python-модулей.

Если в конфигурации задан параметр ASSETS_DEBUG = True, то файлы пакетов не будут пропускаться через фильтры и склеиваться, а в шаблоне для каждого файла будет сгенерирован отдельный url.

P.S. При достаточно большом количестве ресурсов, следует вынести функционал по формированию пакетов(Bundle) и их регистрации в отдельный файл — например, assets.py.

Документация: flask-assets.readthedocs.org/en/latest

Flask-DebugToolbar

Какая разработка обойдется без удобного дебаггера? Расширение добавляет debug-панель, портированную из Django, с исчерпывающей информацией о запросе. Панель отображается при заданном в конфигурации параметре DEBUG = True.

app.py

# config.py
class Config(object):
    ...
    # Задаем токен для генерации cookie
    SECRET_KEY = 'xv3gavkxc04n3mzx7oksd6q'


# app.py
# Подключаем
from flask_debugtoolbar import DebugToolbarExtension

# Регистрируем
dtb = DebugToolbarExtension(app)

Документация: flask-debugtoolbar.readthedocs.org/en/latest

Вместо заключения

В статье представлены расширения, которые мне довелось использовать в своих проектах, однако это далеко не полный список того, что уже существует для Flask. Более исчерпывающий список актуальных расширений представлен на официальном сайте фреймворка по ссылке flask.pocoo.org/extensions.

Дополнения

Пользователь danSamara указал на проект скелета приложения на Flask, в котором включены многие из описанных расширений, а также кеширование Flask-Cache, тема на bootstrap3, а сам скелет оформлен в виде пакета python и использует blueprints. Весьма годная штука. ;-)