Python的Web开发框架有很多种，常见的有Django、Flask、Tornado等，每种开发框架都有其自身特点，可以根据使用场景选用。

Django是一个开放源代码的Web应用框架，由Python写成。它适用于快速开发，因为它采用了MTV（模型M，模板T和视图V）模式，类似于JAVA Spring框架的MVC（模型M，视图V和控制器C）模式。

• M全拼为Model，与MVC中的M功能相同，负责和数据库交互，进行数据处理。
• V全拼为View，与MVC中的C功能相同，接收请求，进行业务处理，返回应答。
• T全拼为Template，与MVC中的V功能相同，负责封装构造要返回的html。

Flask是另一个Python Web应用框架，它非常轻量级，只提供了基本的框架功能。

Tornado是一个用Python写的异步非阻塞IO网络库，响应快速，可处理数千并发连接，特别适用用于实时的 Web 服务。

本文以Django为例，搭建一个可访问的“学习笔记”Web应用程序，以便熟悉Python基础Web应用程序开发。需要注意的是，本文演示的是前后端不分离场景。页面渲染过程中会有类似{% for topic in topics %}这样的偏后端（非纯前端）的语法标识符。

项目实现

1.创建项目

我们使用PyCharm基于新的虚拟环境创建项目learning_log:

这里有必要说一下虚拟环境的作用，虚拟环境是系统的一个位置，用来存放管理项目依赖包，而不用担心与其他项目中的同名不同版本的包产生冲突，支持独立部署。

比如:/Users/test/PycharmProjects/learning_log/venv目录下:

创建完成后：

也可以手动创建虚拟环境，可以执行命令:

python -m venv /Users/test/PycharmProjects/learning_log/venv

没有激活虚拟环境，可以执行命令：

source /Users/test/PycharmProjects/learning_log/venv/bin/activate

2.安装Django

这里使用PyCharm安装的，使用pip install命令安装也可以。

pip install django

查看安装版本：

python -m django --version

3.创建Django项目

在PyCharm终端命令行，切换到刚才创建的项目文件夹下，执行如下命令:

django-admin startproject learning_log .

这里的项目名可以和刚才创建的项目名称相同。命令行代码执行后，会在项目目录下多出一个目录，名字和项目名称一模一样，如下图所示，表示创建项目成功。

4.测试是否成功

通过终端命令行工具创建项目成功后，接着执行如下代码，启动服务器：

python manage.py runserver

执行结果如下：

使用浏览器访问：

http://127.0.0.1:8000

显示页面：

5. 创建数据库

Django将大部分与项目相关的信息都存储在数据库当中，我们可以使用如下命令进行同步数据库操作，默认使用SQLite数据库（使用文件存储的小型数据库）。首次执行该命令，会新建一个数据库。

python manage.py migrate

执行结果：

如果使用其他数据库，比如：MySQL数据库，需要下载安装mysqlclient包：

pip install mysqlclient

需要修改Django项目下的setting.py文件配置：

6.创建应用程序

Django项目由多个应用程序组成，它们协同工作，让项目成为一个整体。我们暂时只创建一个应用程序“learning_logs”。执行如下命令：

python manage.py startapp learning_logs

会生成目录learning_logs：

learning_logs目录：

工程结构:

7.定义模型

我们需要在学习笔记中创建主题，主题下有多个条目，每个条目都有文本和时间戳。

修改models.py：

from django.db import models

class Topic(models.Model):
    """A topic the user is learning about."""
    text = models.CharField(max_length=200)
    date_added = models.DateTimeField(auto_now_add=True)

    def __str__(self):
        """Return a string representation of the model."""
        return self.text


class Entry(models.Model):
    """Something specific learned about a topic."""
    topic = models.ForeignKey(Topic, on_delete=models.CASCADE)
    text = models.TextField()
    date_added = models.DateTimeField(auto_now_add=True)

    class Meta:
        verbose_name_plural = 'entries'

    def __str__(self):
        """Return a simple string representing the entry."""
        return f"{self.text[:50]}..."

8.激活模型

在项目配置文件中添加自定义应用：

为了让Django能够修改数据库，使其能够存储与Topic和Entry相关的信息：

python manage.py makemigrations learning_logs

执行结果：

生成的0001_initial.py描述了创建表的信息：

执行数据同步，让Django能够修改数据库：

python manage.py migrate

9.创建超级用户

创建超级用户，执行如下命令：

python manage.py createsuperuser

根据提示输入用户名/密码，创建完成后，需要将自定义的模型Topic和Entry注册到网站。修改admin.py:

from django.contrib import admin

from .models import Topic, Entry


admin.site.register(Topic)
admin.site.register(Entry)

10.访问管理网站

输入如下地址：

http://127.0.0.1:8000/admin

输入用户名/密码后登录：

可以管理主题Topic和条目Entry：

11.交互式终端会话

通过交互式终端会话以编程的方式查看数据，这种交互式环境叫做Django Shell，可以用来排查问题。输入如下命令：

python manage.py shell

查看主题Topic和条目Entry：

12.创建主页

使用Django创建网页通常分为三个阶段：定义URL，编写视图和编写模板。URL模式描述了URL是如何设计的，将浏览器请求与URL匹配，确定返回哪个网页，也就是URL路由规则。

每个URL都被映射到特定的视图——视图函数获取并处理网页所需的数据，视图函数通常调用一个模板，后者生成浏览器能够理解的网页。类似于JAVA的JSP。

1）映射主页URL到视图

修改urls.py，将应用的urls包含到项目中:

from django.contrib import admin
from django.urls import path, include

urlpatterns = [
    path('admin/', admin.site.urls),
    path('', include('learning_logs.urls', namespace='learning_logs')),
]

在“learning_logs”中创建urls.py，将主页URL映射到index视图：

"""Defines URL patterns for learning_logs."""

from django.urls import path

from . import views

app_name = 'learning_logs'
urlpatterns = [
    # Home page
    path('', views.index, name='index'),
]

2）编写视图

视图相当于MVC模式中控制器C的功能，负责接收请求，进行业务处理，返回应答。修改“learning_logs”中的views.py:

from django.shortcuts import render


def index(request):
    """The home page for Learning Log."""
    return render(request, 'learning_logs/index.html')

3）编写模板

在“learning_logs”中新建文件夹templates和其子文件夹learning_logs，在子文件夹learning_logs创建index.html:

<p>学习笔记</p>

<p>通过主题和条目，学习笔记可以帮你记录感兴趣的东西。</p>

13.测试主页

完整目录结构：

启动服务器后，使用浏览器访问：

http://127.0.0.1:8000

显示主页：

14.创建父模板

我们通过类似的过程，创建两个显示数据的网页，一个列出所有主题，另一个列出特定主题的所有条目。

为了减少重复工作，我们先创建一个父模板base.html，其他网页如果需要的话，可以继承这个父模板。

<p>
  <a href="{% url 'learning_logs:index' %}">学习笔记</a> -
  <a href="{% url 'learning_logs:topics' %}">主题</a>
</p>

{% block content %}{% endblock content %}

模板标签是一小段代码，可以生成网页中要显示的内容：

{% url 'learning_logs:index' %}#

块标签中的内容是占位符，其中所包含的内容由子模板指定。需要注意的是，子模板并非必须定义父模板中的每个块，父模板可以有多个块，子模板根据需要指定块。

继承base.html，重新编写之前的index.html:

{% extends 'learning_logs/base.html' %}

{% block content %}
  <p>通过主题和条目，学习笔记可以帮你记录感兴趣的东西。</p>
{% endblock content %}

15.创建显示所有主题的页面

1）URL模式

修改“learning_logs”中的urls.py，匹配"topics/"URL：

"""Defines URL patterns for learning_logs."""

from django.urls import path

from . import views

app_name = 'learning_logs'
urlpatterns = [
    # 匹配到该路径后，跳转到主页函数index()
    path('', views.index, name='index'),
    # 匹配到该路径后，跳转到视图函数topics()
    path('topics/', views.topics, name='topics'),
]

2）视图

修改“learning_logs”中的views.py，从数据库获取和处理数据后，传递给模板根据数据渲染出界面：

from django.shortcuts import render
from .models import Topic


def index(request):
    """The home page for Learning Log."""
    return render(request, 'learning_logs/index.html')


def topics(request):
    #从数据库中根据添加时间排序后返回所有主题列表
    topics = Topic.objects.order_by('date_added')
    #放入上下文
    context = {'topics': topics}
    return render(request, 'learning_logs/topics.html', context)

3）模板

在“templates/learning_logs”中创建topics.html：

{% extends 'learning_logs/base.html' %}

{% block content %}

  <p>主题列表</p>
  <ul>
    {% for topic in topics %}
      <li>
        <a>
          {{ topic.text }}
        </a>
      </li>
    {% empty %}
      <li>没有添加任何主题。</li>
    {% endfor %}
  </ul>

{% endblock content %}

16.测试显示所有主题的页面

完整目录结构：

显示主页：

点击主题：

17.创建显示主题下所有条目的页面

1）URL模式

修改“learning_logs”中的urls.py，匹配"topics/id"URL：

"""Defines URL patterns for learning_logs."""

from django.urls import path

from . import views

app_name = 'learning_logs'
urlpatterns = [
    # Home page
    path('', views.index, name='index'),
    # Page that shows all topics.
    path('topics/', views.topics, name='topics'),
    # Detail page for a single topic.
    path('topics/<int:topic_id>/', views.topic, name='topic'),
]

2）视图

修改“learning_logs”中的views.py，从数据库获取和处理数据后，传递给模板根据数据渲染出界面：

from django.shortcuts import render
from .models import Topic


def index(request):
    """The home page for Learning Log."""
    return render(request, 'learning_logs/index.html')


def topics(request):
    """Show all topics."""
    topics = Topic.objects.order_by('date_added')
    context = {'topics': topics}
    return render(request, 'learning_logs/topics.html', context)


def topic(request, topic_id):
    """Show a single topic and all its entries."""
    topic = Topic.objects.get(id=topic_id)
    entries = topic.entry_set.order_by('-date_added')
    context = {'topic': topic, 'entries': entries}
    return render(request, 'learning_logs/topic.html', context)

3）模板

修改在“templates/learning_logs”中的topics.html，添加到单个主题的链接:

{% extends 'learning_logs/base.html' %}

{% block content %}

  <p>主题列表</p>
  <ul>
    {% for topic in topics %}
      <li>
        <a href="{% url 'learning_logs:topic' topic.id %}">
          {{ topic.text }}</a></li>
    {% empty %}
      <li>没有添加任何主题。</li>
    {% endfor %}
  </ul>

{% endblock content %}

在“templates/learning_logs”中创建topic.html：

{% extends 'learning_logs/base.html' %}

{% block content %}

  <p>主题: {{ topic.text }}</p>

  <p>条目列表:</p>
  <ul>
    {% for entry in entries %}
      <li>
        <p>{{ entry.date_added|date:'M d, Y H:i' }}</p>
        <p>{{ entry.text|linebreaks }}</p>
      </li>
    {% empty %}
      <li>当前主题下没有任何条目。</li>
    {% endfor %}
  </ul>
  
{% endblock content %}

18.测试显示主题下所有条目的页面

完整目录结构：

显示主页：

点击主题：

点击主题列表中的某一项：

19.管理主题和条目页面

完成添加新主题，添加新条目，编辑条目操作。

1）主题和条目的表单

收集用户输入的数据是通过表单完成的，针对主题和条目的表单，我们需要先创建一个forms.py:

from django import forms

from .models import Topic, Entry


class TopicForm(forms.ModelForm):
    class Meta:
        model = Topic
        #使用主题的'text'字段
        fields = ['text']
        #不为字段'text'生成标签
        labels = {'text': ''}


class EntryForm(forms.ModelForm):
    class Meta:
        model = Entry
        fields = ['text']
        labels = {'text': ''}
        widgets = {'text': forms.Textarea(attrs={'cols': 80})}

2）URL模式

修改“learning_logs”中的urls.py：

"""Defines URL patterns for learning_logs."""

from django.urls import path

from . import views

app_name = 'learning_logs'
urlpatterns = [
    # Home page
    path('', views.index, name='index'),
    # Page that shows all topics.
    path('topics/', views.topics, name='topics'),
    # Detail page for a single topic.
    path('topics/<int:topic_id>/', views.topic, name='topic'),
    # Page for adding a new topic.
    path('new_topic/', views.new_topic, name='new_topic'),
    # Page for adding a new entry.
    path('new_entry/<int:topic_id>/', views.new_entry, name='new_entry'),
    # Page for editing an entry.
    path('edit_entry/<int:entry_id>/', views.edit_entry, name='edit_entry'),
]

3）视图

修改“learning_logs”中的views.py，从数据库获取和处理数据后，传递给模板根据数据渲染出界面：

from django.shortcuts import render, redirect

from .models import Topic, Entry
from .forms import TopicForm, EntryForm


def index(request):
    """The home page for Learning Log."""
    return render(request, 'learning_logs/index.html')


def topics(request):
    """Show all topics."""
    topics = Topic.objects.order_by('date_added')
    context = {'topics': topics}
    return render(request, 'learning_logs/topics.html', context)


def topic(request, topic_id):
    """Show a single topic and all its entries."""
    topic = Topic.objects.get(id=topic_id)
    entries = topic.entry_set.order_by('-date_added')
    context = {'topic': topic, 'entries': entries}
    return render(request, 'learning_logs/topic.html', context)


def new_topic(request):
    """Add a new topic."""
    if request.method != 'POST':
        # No data submitted; create a blank form.
        form = TopicForm()
    else:
        # POST data submitted; process data.
        form = TopicForm(data=request.POST)
        #根据表单定义，检查输入数据的有效性
        if form.is_valid():
            #保存数据
            form.save()
            #重定向
            return redirect('learning_logs:topics')

    # Display a blank or invalid form.
    context = {'form': form}
    return render(request, 'learning_logs/new_topic.html', context)


def new_entry(request, topic_id):
    """Add a new entry for a particular topic."""
    topic = Topic.objects.get(id=topic_id)

    if request.method != 'POST':
        # No data submitted; create a blank form.
        form = EntryForm()
    else:
        # POST data submitted; process data.
        form = EntryForm(data=request.POST)
        if form.is_valid():
            new_entry = form.save(commit=False)
            new_entry.topic = topic
            new_entry.save()
            return redirect('learning_logs:topic', topic_id=topic_id)

    # Display a blank or invalid form.
    context = {'topic': topic, 'form': form}
    return render(request, 'learning_logs/new_entry.html', context)


def edit_entry(request, entry_id):
    """Edit an existing entry."""
    entry = Entry.objects.get(id=entry_id)
    topic = entry.topic

    if request.method != 'POST':
        # Initial request; pre-fill form with the current entry.
        form = EntryForm(instance=entry)
    else:
        # POST data submitted; process data.
        form = EntryForm(instance=entry, data=request.POST)
        if form.is_valid():
            form.save()
            return redirect('learning_logs:topic', topic_id=topic.id)

    context = {'entry': entry, 'topic': topic, 'form': form}
    return render(request, 'learning_logs/edit_entry.html', context)

4）模板

创建新模板new_topic.html，显示主题表单：

{% extends "learning_logs/base.html" %}

{% block content %}
  <p>添加新的主题:</p>

  <form action="{% url 'learning_logs:new_topic' %}" method='post'>
    {% csrf_token %}
    {{ form.as_p }}
    <button name="提交">添加新主题</button>
  </form>

{% endblock content %}

备注：{% csrf_token %}是为了预防跨站请求伪造攻击；{{ form.as_p }}用于根据TopicForm.Meta中对于表单字段定义渲染出表单样式。

在topics.html添加到new_topic.html的链接：

{% extends 'learning_logs/base.html' %}

{% block content %}

  <p>主题列表</p>
  <ul>
    {% for topic in topics %}
      <li>
        <a href="{% url 'learning_logs:topic' topic.id %}">
          {{ topic.text }}</a></li>
    {% empty %}
      <li>没有添加任何主题。</li>
    {% endfor %}
  </ul>

  <a href="{% url 'learning_logs:new_topic' %}">添加新主题</a>

{% endblock content %}

创建新模板new_entry.html，显示条目表单：

{% extends "learning_logs/base.html" %}

{% block content %}

  <p><a href="{% url 'learning_logs:topic' topic.id %}">{{ topic }}</a></p>

  <p>添加新的条目:</p>
  <form action="{% url 'learning_logs:new_entry' topic.id %}" method='post'>
    {% csrf_token %}
    {{ form.as_p }}
    <button name='提交'>添加新条目</button>
  </form>

{% endblock content %}

创建新模板edit_entry.html，显示条目表单：

{% extends "learning_logs/base.html" %}

{% block content %}

  <p><a href="{% url 'learning_logs:topic' topic.id %}">{{ topic }}</a></p>

  <p>编辑条目:</p>

  <form action="{% url 'learning_logs:edit_entry' entry.id %}" method='post'>
    {% csrf_token %}
    {{ form.as_p }}
    <button name="提交">保存修改</button>
  </form>

{% endblock content %}

在topic.html添加到new_entry.html和edit_entry.html的链接：

{% extends 'learning_logs/base.html' %}

{% block content %}

  <p>主题: {{ topic.text }}</p>

  <p>条目列表:</p>
  <p>
    <a href="{% url 'learning_logs:new_entry' topic.id %}">添加新条目</a>
  </p>

  <ul>
    {% for entry in entries %}
      <li>
        <p>{{ entry.date_added|date:'M d, Y H:i' }}</p>
        <p>{{ entry.text|linebreaks }}</p>
        <p>
          <a href="{% url 'learning_logs:edit_entry' entry.id %}">
            编辑条目</a></p>
      </li>
    {% empty %}
      <li>当前主题下没有任何条目。</li>
    {% endfor %}
  </ul>

{% endblock content %}

20.测试管理主题和条目

完整目录结构：

显示主页：

点击主题：

点击添加新主题：

点击新添加的主题：

点击添加新条目：

点击编辑条目：

保存修改：