第 10 章:组织你的代码

虽然我们的程序开发已经完成,但随着功能的增多,把所有代码放在 app.py 里会让后续的开发和维护变得麻烦。这一章,我们要对项目代码进行一次重构,让项目组织变得更加合理。

Flask 对项目结构没有固定要求,你可以使用单脚本,也可以使用包。这一章我们会学习使用包来组织程序。

先来看看我们目前的项目文件结构:

├── .flaskenv
├── app.py
├── test_watchlist.py
├── static
│ ├── favicon.ico
│ ├── images
│ │ ├── avatar.png
│ │ └── totoro.gif
│ └── style.css
└── templates
├── 400.html
├── 404.html
├── 500.html
├── base.html
├── edit.html
├── index.html
├── login.html
└── settings.html

使用包组织代码

我们会创建一个包,然后把 app.py 中的代码按照类别分别放到多个模块里。下面是我们需要执行的一系列操作(这些操作你也可以使用文件管理器或编辑器完成):

$ mkdir watchlist # 创建作为包的文件夹
$ mv static templates watchlist # 把 static 和 templates 文件夹移动到 watchlist 文件夹内
$ cd watchlist # 切换进包目录
$ touch __init__.py views.py errors.py models.py commands.py # 创建多个模块

我们把这个包称为程序包,包里目前包含的模块和作用如下表所示:

模块

作用

__init__.py

包构造文件,创建程序实例

views.py

视图函数

errors.py

错误处理函数

models.py

模型类

commands.py

命令函数

提示 除了包构造文件外,其他的模块文件名你可以自由修改,比如 views.py 也可以叫 routes.py。

创建程序实例,初始化扩展的代码放到包构造文件里(__init__.py),如下所示:

import os
import sys
from flask import Flask
from flask_sqlalchemy import SQLAlchemy
from flask_login import LoginManager
# ...
app = Flask(__name__)
app.config['SECRET_KEY'] = 'dev'
# 注意更新这里的路径,把 app.root_path 添加到 os.path.dirname() 中
# 以便把文件定位到项目根目录
app.config['SQLALCHEMY_DATABASE_URI'] = prefix + os.path.join(os.path.dirname(app.root_path), 'data.db')
app.config['SQLALCHEMY_TRACK_MODIFICATIONS'] = False
db = SQLAlchemy(app)
login_manager = LoginManager(app)
@login_manager.user_loader
def load_user(user_id):
from watchlist.models import User
user = User.query.get(int(user_id))
return user
login_manager.login_view = 'login'
@app.context_processor
def inject_user():
from watchlist.models import User
user = User.query.first()
return dict(user=user)
from watchlist import views, errors, commands

在构造文件中,为了让视图函数、错误处理函数和命令函数注册到程序实例上,我们需要在这里导入这几个模块。但是因为这几个模块同时也要导入构造文件中的程序实例,为了避免循环依赖(A 导入 B,B 导入 A),我们把这一行导入语句放到构造文件的结尾。同样的,load_user() 函数和 inject_user() 函数中使用的模型类也在函数内进行导入。

其他代码则按照分类分别放到各自的模块中,这里不再给出具体代码,你可以参考源码仓库。在移动代码之后,注意添加并更新导入语句,比如使用下面的导入语句来导入程序实例和扩展对象:

from watchlist import app, db

使用下面的导入语句来导入模型类:

from watchlist.models import User, Movie

以此类推。

组织模板

模块文件夹 templates 下包含了多个模板文件,我们可以创建子文件夹来更好的组织它们。下面的操作创建了一个 errors 子文件夹,并把错误页面模板都移动到这个 errors 文件夹内(这些操作你也可以使用文件管理器或编辑器完成):

$ cd templates # 切换到 templates 目录
$ mkdir errors # 创建 errors 文件夹
$ mv 400.html 404.html 500.html errors # 移动错误页面模板到 errors 文件夹

因为错误页面放到了新的路径,所以我们需要修改代码中的 3 处模板文件路径,以 404 错误处理函数为例:

@app.errorhandler(400)
def bad_request(e):
return render_template('errors/400.html'), 400

单元测试

你也可以将测试文件拆分成多个模块,创建一个 tests 包来存储这些模块。但是因为目前的测试代码还比较少,暂时不做改动,只需要更新导入语句即可:

from watchlist import app, db
from watchlist.models import Movie, User
from watchlist.commands import forge, initdb

因为要测试的目标改变,测试时的 --source 选项的值也要更新为包的名称 watchlist

(env) $ coverage run --source=watchlist test_watchlist.py

提示 你可以创建配置文件来预先定义 --source 选项,避免每次执行命令都给出这个选项,具体可以参考文档配置文件章节

现在的测试覆盖率报告会显示包内的多个文件的覆盖率情况:

$ coverage report
Name Stmts Miss Cover
-------------------------------------------
watchlist\__init__.py 25 1 96%
watchlist\commands.py 35 1 97%
watchlist\errors.py 8 2 75%
watchlist\models.py 16 0 100%
watchlist\views.py 77 2 97%
-------------------------------------------
TOTAL 161 6 96%

启动程序

因为我们使用包来组织程序,不再是 Flask 默认识别的 app.py,所以在启动开发服务器前需要使用环境变量 FLASK_APP 来给出程序实例所在的模块路径。因为我们的程序实例在包构造文件内,所以直接写出包名称即可。在 .flaskenv 文件中添加下面这行代码:

FLASK_APP=watchlist

最终的项目文件结构如下所示:

├── .flaskenv
├── test_watchlist.py
└── watchlist # 程序包
├── __init__.py
├── commands.py
├── errors.py
├── models.py
├── views.py
├── static
│ ├── favicon.ico
│ ├── images
│ │ ├── avatar.png
│ │ └── totoro.gif
│ └── style.css
└── templates
├── base.html
├── edit.html
├── errors
│ ├── 400.html
│ ├── 404.html
│ └── 500.html
├── index.html
├── login.html
└── settings.html

本章小结

对我们的程序来说,这样的项目结构已经足够了。但对于大型项目,你可以使用蓝本和工厂函数来进一步组织程序。结束前,让我们提交代码:

$ git add .
$ git commit -m "Organize application with package"
$ git push

提示 你可以在 GitHub 上查看本书示例程序的对应 commit:f705408

进阶提示

  • 蓝本类似于子程序的概念,借助蓝本你可以把程序不同部分的代码分离开(比如按照功能划分为用户认证、管理后台等多个部分),即对程序进行模块化处理。每个蓝本可以拥有独立的子域名、URL 前缀、错误处理函数、模板和静态文件。

  • 工厂函数就是创建程序的函数。在工厂函数内,我们先创建程序实例,并在函数内完成初始化扩展、注册视图函数等一系列操作,最后返回可以直接运行的程序实例。工厂函数可以接受配置名称作为参数,在内部加载对应的配置文件,这样就可以实现按需创建加载不同配置的程序实例,比如在测试时调用工厂函数创建一个测试用的程序实例。

  • 如果你是《Flask Web 开发实战》的读者,第 7 章介绍了使用包组织程序,第 8 章介绍了大型项目结构以及如何使用蓝本和工厂函数组织程序。