flask 源码解析:请求

这是 flask 源码解析系列文章的其中一篇,本系列所有文章列表:

简介

对于物理链路来说,请求只是不同电压信号,它根本不知道也不需要知道请求格式和内容到底是怎样的;
对于 TCP 层来说,请求就是传输的数据(二进制的数据流),它只要发送给对应的应用程序就行了;
对于 HTTP 层的服务器来说,请求必须是符合 HTTP 协议的内容;
对于 WSGI server 来说,请求又变成了文件流,它要读取其中的内容,把 HTTP 请求包含的各种信息保存到一个字典中,调用 WSGI app;
对于 flask app 来说,请求就是一个对象,当需要某些信息的时候,只需要读取该对象的属性或者方法就行了。

可以看到,虽然是同样的请求数据,在不同的阶段和不同组件看来,是完全不同的形式。因为每个组件都有它本身的目的和功能,这和生活中的事情一个道理:对于同样的事情,不同的人或者同一个人不同人生阶段的理解是不一样的。

这篇文章呢,我们只考虑最后一个内容,flask 怎么看待请求。

请求

我们知道要访问 flask 的请求对象非常简单,只需要 from flask import request

前面一篇文章 已经介绍了这个神奇的变量是怎么工作的,它最后对应了 flask.wrappers:Request 类的对象。
这个类内部的实现虽然我们还不清楚,但是我们知道它接受 WSGI server 传递过来的 environ 字典变量,并提供了很多常用的属性和方法可以使用,比如请求的 method、path、args 等。
请求还有一个不那么明显的特性——它不能被应用修改,应用只能读取请求的数据。

这个类的定义很简单,它继承了 werkzeug.wrappers:Request,然后添加了一些属性,这些属性和 flask 的逻辑有关,比如 view_args、blueprint、json 处理等。它的代码如下:

这段代码没有什难理解的地方,唯一需要说明的就是 @property 装饰符能够把类的方法变成属性,这是 python 中经常见到的用法。

接着我们就要看 werkzeug.wrappers:Request

这个方法有一点比较特殊,它没有任何的 body。但是有多个基类,第一个是 BaseRequest,其他的都是各种 Mixin
这里要讲一下 Mixin 机制,这是 python 多继承的一种方式,如果你希望某个类可以自行组合它的特性(比如这里的情况),或者希望某个特性用在多个类中,就可以使用 Mixin。
如果我们只需要能处理各种 Accept 头部的请求,可以这样做:

但是不要滥用 Mixin,在大多数情况下子类继承了父类,然后实现需要的逻辑就能满足需求。

我们先来看看 BaseRequest:

能看到实例化需要的唯一变量是 environ,它只是简单地把变量保存下来,并没有做进一步的处理。Request 的内容很多,其中相当一部分是被 @cached_property 装饰的方法,比如下面这种:

@cached_property 从名字就能看出来,它是 @property 的升级版,添加了缓存功能。我们知道
@property 能把某个方法转换成属性,每次访问属性的时候,它都会执行底层的方法作为结果返回。
@cached_property 也一样,区别是只有第一次访问的时候才会调用底层的方法,后续的方法会直接使用之前返回的值。
那么它是如何实现的呢?我们能在 werkzeug.utils 找到它的定义:

这个装饰器同时也是实现了 __set____get__ 方法的描述器
访问它装饰的属性,就会调用 __get__ 方法,这个方法先在 obj.__dict__ 中寻找是否已经存在对应的值。如果存在,就直接返回;如果不存在,调用底层的函数
self.func,并把得到的值保存起来,再返回。这也是它能实现缓存的原因:因为它会把函数的值作为属性保存到对象中。

关于 Request 内部各种属性的实现,就不分析了,因为它们每个具体的实现都不太一样,也不复杂,无外乎对 environ 字典中某些字段做一些处理和计算。
接下来回过头来看看 Mixin,这里只用 AcceptMixin 作为例子:

AcceptMixin 实现了请求内容协商的部分,比如请求接受的语言、编码格式、相应内容等。
它也是定义了很多 @cached_property 方法,虽然自己没有 __init__ 方法,但是也直接使用了
self.environ,因此它并不能直接使用,只能和 BaseRequest 一起出现。

参考资料

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