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1、web的状态与访问权限
我们在上一章已经完成了日志的记录与SQL的处理。并且可以通过viewlog网址查询所有的日志。但是现在问题来了：作为日志数据这样较为敏感较为有价值的信息，应该是所有人可以随意看到的吗？
不应该。我们应添加一个功能，使得只有认证用户可以查询日志。
最初的想法可以是这样的：在我们的webapp中维护一个全局变量，如果这个变量值为True，说明有权限；如果变量值为False，说明没有权限。
看上去好想可以用。
但是实际上不可以。为什么呢？
之前我们讨论过所谓的变量作用域。即使是代码中的全局变量，它的作用范围也仅限于该程序。你总不能让程序A中的全局变量a在程序B中也可以使用吧。那样程序B不就把程序A给绿了。这不和谐。
那这样，只要有用户在访问我的网站，我的程序A就一直运行，全局变量a就一直在作用域内，一直都是有效的。这样不行吗？
不行。为什么不行？因为你没法保证“程序A一直运行”。
在我们自己的电脑上，我们打开一个程序，不自己关闭它，它就一直在内存里，但是在服务器上不是。服务器会根据需要，随时运行你的代码，当然也可能会随时关闭。这样变量作用域就会时有时无，一会是True一会是False。这样用户可能一会可以看，一会又不能看。很麻烦。
那我们把这个变量保存在SQL中吧。需要验证权限的时候就读取一下。
这样是可行的，而且在你的网站仅有一个用户的时候完全可行。这个唯一的用户对应唯一的变量，根据用户是否登录与登出改变变量的值。听起来好惨
要是用户多了就很麻烦。每个用户都要维护这样一个变量，有一种大炮打蚊子的感觉。
为什么会出现这种情况呢？因为在服务器看来，使用web时保存变量是一个很浪费的操作，为了实现高并发，就很难有保存变量的效率空间了。二者不可得兼。web选择了效率，因此它自己不会保存变量。这里谈到的变量，专业词汇应该为“状态”。web是无状态的。
那我们要用什么方法实现权限检查啊？也就是说，我们要用什么方法分别保存多个用户的变量啊？
大多数web应用开发框架都提供了一种名为session（会话）的技术来满足这个需求。
可以把会话看作是无状态web上面的一种状态。
session的原理：服务器给用户一小段认证数据，cookie，并且在服务器上建立一个与cookie对应的一段认证数据，会话ID。这样就可以让每个用户都有和服务器的唯一连接，可以持久储存数据，而且不同的用户也不会混淆了。
2、session的机制
我们提供了一段成品代码来演示session的会话机制如何工作。
from flask import Flask,session
app=Flask(__name__)
app.secret_key='YouWillNeverGuess'#秘密密钥
@app.route('/setuser/<user>')
def setuser(user:str)->str:
session['user']=user
return 'User value set to: '+session['user']
@app.route('/getuser')
def getuser()->str:
return 'User value is currently set to:'+session['user']
if __name__=='__main__':
app.run(debug=True)
首先要从flask中导入session模块。不用对session很害怕，可以把session看作是一个全局的python字典，我们用到的功能就是保存变量罢了。flask可以保证，无论应用的代码加载和卸载多少次，session中的变量都能够一直存在。
其次，存储在session中的所有数据都有一个唯一的浏览器cookie作为密钥，这就确保了并不是web应用的每一个用户都能访问你的会话数据。为了得到这些密钥，我们需要为flask提供一个秘密密钥作为种子，flask会用这个秘密密钥加密所有的cookie，保护它不被外人刺探。也就是说，我作为一个用户，我的会话数据保存在session中，因为我有cookie，所以我可以看我的数据。我的cookie又是经过flask加密的，这样就减少了泄露的概率。
在设置完秘密密钥之后，就可以直接把session当做一个字典使用了。
@app.route('/setuser/<user>')
这行代码看起来很奇怪，因为之前我们的url中都没有尖括号包括的代码。它的用途是希望用户提供一个值来赋给user变量。得到user变量后，会在setuser函数中使用该变量，并在字典中保存这个值。之后但会保存成功的提示。
注意一点，虽然所有用户共用这一行保存变量的代码，而且表面上看session字典中的键都是user，但并不表示字典中只有一个名为user的键，这个键只有一个值。实际上，不同的用户有不同的键值，但是在这里不需要考虑键名问题，只需要当它是仅为一个用户服务的就好，其他的由session自己完成。
如果我们想查看user这个变量现在的值，访问/getuser这个url即可。它会调用一个函数访问字典中的user键，并返回它的值。
既然我们已经可以实现变量的保存和读取了，那么接下来可以进行测试了。
首先注意一点，web服务器把一个浏览器当做一个用户，因此你电脑上的firefox和chrome会被认作是两个用户。这样就很容易测试了：我们打开多个浏览器分别访问不同的/setuser/<user>，就会保存多个user值，然后在分别查看，如果它们的值不同，就说明已经成功的进行了分别保存。
效果如下：
首先设置第一个user为hry。使用chrome浏览器。
然后设置第二个user为chy,使用firefox。
设置第三个user为chy,使用edge。
接下来分别查看这三个user的值，如下：
image
image
image
可以看出，不同的浏览器访问相同的网址，得到了不同的结果，说明变量保存成功，并且未发生混淆。
3、用session来控制登录
使用一个简单的实验代码来进行我们的探索：
from flask import Flask,session
app=Flask(__name__)
app.secret_key='YouWillNeverGuess'
@app.route('/')
def hello()->str:
return 'Hello from the simple webapp.'
@app.route('/page1')
def page1()->str:
return 'This is page 1.'
@app.route('/page2')
def page2()->str:
return 'This is page 2.'
@app.route('/page3')
def page3()->str:
return 'This is page 3.'
if __name__=='__main__':
app.run(debug=True)
可以看到，代码创建了四个url。我们希望page1、page2、page3都只对登录用户可见。因此，我们首先要写一个登录页面。如下：
@app.route('/login')
def do_login()->str:
session['logged_in']=True
return 'You are now logged in'
很简单，实现的功能就是如果你访问了该url，则置session字典中的logged_in为True，并返回一个已登录的提示。
接下来写一个注销页面，如下：
@app.route('/logout')
def do_logout()->str:
#session['logged_in'].clear()
session.pop('logged_in')
return 'You are now logged out.'
注销逻辑有两种：第一种是将logged_in的值由True改成False，第二种是直接删去logged_in。在这里我们选择后者。原因稍后再讲。另外注意一点，python中，删除字典的某一项使用的方法为pop，删除字典内所有数据才会用clear。
然后是一个查看当前状态的页面：
@app.route('/status')
def check_status()->str:
#if session['logged_in']==True:
if 'logged_in' in session:
return 'You are currently logged in.'
return 'You are NOT logged in.'
也有两种逻辑：第一种是判断键值是否为True，第二种是判断键值是否存在。同样选择第二种。为什么都选第二种呢？
因为python的字典机制：如果字典中某个键名不存在，就不能检查它的值。注销和查看状态中的第一种方法都会检查字典中某一键名的值，但是如果键名不存在呢？那样程序就会崩溃。而且我们无法要求用户一定是先访问login再访问status或logout，一旦不按这种顺序访问，网站就会出错，也不会返回You are NOT logged in的信息，那样就很不喜人。
因此我们选择直接判断是否存在，这样就避免了检查键值的操作。
接下来开始测试：
首先我们不登录：
image
返回正确。
接下来我们登录：
image
看状态：
image
注销：
image
看状态：
image
这样就简单实现了登陆的操作。
4、引入函数修饰符
在3中，我们实现了登陆与注销，对于status，登陆与注销后，它显示的内容不同，这就是限制访问url的雏形。现在想要实现对所有三个page实现这一点。
当然很容易，把status中的check_status代码在这三个url下面复制一下不就好了。
这样是好了，但也没好。为什么呢？
这样做难以维护，想一下要是我们要想改一下键名，或者更改返回的信息，那该多麻烦！
那把这写代码单独拎出来怎么样？写一个函数，这三个url下面只用一行代码，调用这个函数如何？
本质上没有区别，后者就是把复制黏贴几行代码变成了复制黏贴一行代码，仍然难以维护，而且这两者都会让代码真正要做的工作变得模糊：page1本来是返回一行通知的，你加的这个函数干嘛用啊？劣化了代码的可读性。
如果有一种方法，可以以某种方式为函数添加一个功能，比如说为page1、page2、page3这三个函数增加一个相同的检查状态功能就好了。为函数增加额外功能，这就是函数修饰符做的事情。
利用修饰符，可以用额外的代码增强现有的函数，从而改变现有函数的行为而不必修改它的代码。
也就是说，我现在有一个高达，给他加个喷气模块就能飞，而不用把它大卸八块从内而外的改造才能飞，这个喷气模块就是函数修饰符。
我们之前就有用过函数修饰符：所有的函数修饰符前面都有一个@作为前缀，它们很容易发现。
接下来我们将创建一个自己的函数修饰符。
5、创建函数修饰符的铺垫
创建函数修饰符，需要我们了解三个问题：
如何把一个函数作为参数传递到另一个函数？
如何从函数返回一个函数？
如何处理任意数量和类型的函数参数？
首先来解决第一个问题：如何把一个函数作为参数传递到另一个函数？
咋一眼好像很奇怪？函数的参数也可以是函数吗？当然可以。python中的一切都是对象，函数自然也是对象，可以通过下面的试验代码证明这一点：
image
hello是一个函数，id是另外一个函数，我们调用id(hello)也会得到一个结果，而不会报错。这里hello就是id的参数。但是注意一点，虽然hello是id的参数，但是id(hello)并没有调用hello，而只是返回了一个地址，实际上，函数可以选择是否调用它的函数参数。我们下面写一个调用函数参数的函数apply。如下：
def apply(func:object,value:object)->object:
return func(value)
它的第一个参数func就是一个函数对象，这里的注解object可以帮助理解这一点，第二个参数value也是一个对象。虽然它们类型相同，但是通过名字可以看出，第一个参数应该是一个函数，而第二个参数应是第一个函数参数所需要的参数。这是约定俗成的起名方法。效果如下：
image
可以看到apply的确调用了它的函数参数，最后一个我是故意这么写的，有点好奇它会不会死循环。
然而知道参数可以是函数有什么用呢？这个问题暂时按下不表。接下来看第二个问题：如何从一个函数返回一个函数？
如果之前只学过C的话，这是不可想象的。C中return只能是一个值，连数据结构都不可以，怎么还可以是一个函数呢？的确可以。
为了从函数返回一个函数，首先来学习一下嵌套函数的知识。
嵌套函数，顾名思义，就是在一个函数中再定义一个函数，举例如下：
def outer():
def inner():
print("This is inner.")
print("This is outer.")
inner()
在outer内定义一个函数inner，然后就可以在outer内调用这个inner函数了。注意inner的作用域仅在outer内部，你在外面是无法调用inner的。
这有什么用呢？我把inner的代码写在调用的地方不就好了。
的确是这样。但是有一个问题，我们上文说过，函数可以作为返回值，你如何返回一大堆代码呢？这不可能吧。
如果你想返回一个函数中的一部分代码，一个做法就是把这个函数中要返回的这部分代码打包成一个函数，然后返回这个函数。
仍然以上面的函数为例，想返回inner。如下：
def outer():
def inner():
print("This is inner.")
print("This is outer.")
return inner
那么运行它会发生什么呢？如下：
image
直接运行outer。返回inner的类型和地址。因为outer有返回值，但我们没有指定返回值赋给谁，所以会出现这种情况。
将outer的返回值赋给i。然后输入i，情况和上面的类似。
输入i(），这时才会调用inner。说明只有加上括号了，才能够调用函数对象。只使用函数名就只是返回函数对象的类型和地址。
要想调用outer可以直接调用inner，只需要在return后面加上括号就行了。
这样就体现出嵌套函数的作用了。
第三个问题：如何处理任意数量和类型的函数参数？
假设我现在有一个函数，它可以接受任意多个参数，例如没有参数，一个参数，9527个参数。如何实现呢？总不可能是对每种情况分别写一个函数吧。
python解决这一问题的方法是传入一个参数元组，元组内保存参数。元组内的元素数量可以是任意个，因此函数可以接收任意个参数。这里使用*代表任意数量，如下：
def myfunc(*args):
for a in args:
print(a,end=' ')
if args:
print()
其运行效果如下：
image
注意，我们是直接输入参数的，而不需要自己先声明一个元组，初始化，然后再将元组作为参数输入。将多个参数变为元组这一步是由解释器完成的，我们在调用时只需要把它看作是能够接收任意个参数即可。而且类型不限哦。
那么问题来了，我提供一个列表行不行。比如说我在上文得到了一个列表，我想用这个函数处理列表中所有元素，难不成还得一个个拆开？当然不用，要想处理列表中的所有参数，只需要在调用时，列表参数前面加一个*即可，函数会自动展开这个列表。
如下：
image
可以很明显的看出来，前者是直接打印列表，也就是把列表当做一个元素打印；后者则是把列表展开后一个个打印元素。
现在我们更贪心了，可不可以直接指定函数内的若干个变量，直接让参数赋给变量呢？毕竟，如果一个函数的参数太多的话，记住参数顺序也有点烦，要是可以直接指定，那不就不用记住顺序了。
可以的，我们在写vsearch4web函数里就用过这种调用方式，这称为接收一个函数字典。要想让函数接收一个参数字典，需要在参数前面加两个*。如下：
def myfunc(*args):
for a in args:
print(a,end=' ')
if args:
print()
def myfunc2(**kwargs):
for k,v in kwargs.items():
print(k,v,sep='->',end=' ')
if kwargs:
print()
这里的myfunc2就可以接收参数字典。效果如下：
image
但是注意，这种接收参数的方式只能用于字典，而不能给函数里面的某一个特定参数指定赋值，如下：
def myfunc2(**kwargs):
print(sec)
for k,v in kwargs.items():
print(k,v,sep='->',end=' ')
if kwargs:
print()
报错如下图：
image
注意这里报的错指的是print(sec)这一行的sec未定义，说明参数中的sec没有被正确赋值，而是被加入到了参数字典中。若想指定sec，需要在定义函数时把参数更改如下：
def myfunc2(sec,**kwargs):
print(sec)
for k,v in kwargs.items():
print(k,v,sep='->',end=' ')
if kwargs:
print()
运行如下：
image
注意sec在定义函数中必须在kwargs之前，否则会报错。在运行的时候就没有关系了。另外，在调用这个函数的时候也可以用直接传入一个字典，之前传送SQL配置的时候就用过，在这里不再赘述。
现在总结一下，若干参数的传入其实就是在函数中先定义一个列表或者字典，然后用args或者*kwargs来填这个字典。
最后，我们可以把这两者结合，传入一个列表，再传入一个字典，如下：
def myfunc3(*args,**kwargs):
if args:
for a in args:
print(a,end=' ')
if kwargs:
for k,v in kwargs.items():
print(k,v,sep='->',end=' ')
效果如下：
image
没指定的默认放在args中，指定的就放在kwargs中。
6、创建函数修饰符
前面铺垫了这么一大堆，有什么用呢？在这里就可以描述一下函数修饰符的功能了：
函数修饰符的参数是一个函数，它会自己定义一个函数，称作wrapper（包装），在自己定义的这个函数里调用参数函数，然后返回定义函数。也就是说，自己定义的这个函数wrapper，就是把参数函数包装了一下，然后返回。因此需要用到以上的三大功能：
以函数为参数，从而使得我们可以传入一个函数；
可以返回一个函数，从而使得我们能够得到新的函数；
可以传入任意参数，使得wrapper能够包装任何函数。
下面开始创建函数修饰符。它本质上还是一个函数，它必须维护被修饰函数的签名。什么叫被修饰函数的签名？它返回的函数要和被修饰函数有同样的参数，个数和类型都得相同，参数的个数和类型就叫签名。
代码如下：
from flask import session
from functools import wraps
def check_logged_in(func):
@wraps(func)
def wrapper(*args,**kwargs):
if 'logged_in' in session:
return func(*args,**kwargs)
return "You are NOT logged in"
return wrapper
首先是import，要从flask中引入session，这是要实现函数功能必须的；引入wraps是函数修饰符的要求，这个有点复杂，我们只需要知道要先用一个这个修饰符，然后定义wrap函数。
然后就可以定义我们自己的函数修饰符了，因为是函数，所以也用def定义，参数只有一个，就是被修饰的函数。
接下来调用修饰符，并定义wrap函数，为了使其具有通用性，要用args和*kwargs来让其可以接收任意参数。接下来是重头戏，要给参数函数增加的功能就写在这里面。我们的功能就是判断字典中有没有登录记录，有的话，就返回参数函数，注意这里是有括号的，因此是调用；没有的话，就返回通知。
最后返回定义的函数即可。这里没有括号，因此不是调用。因为我们修饰一个函数，要得到的应该是一个新的函数对象，而不是直接就让被修饰函数调用。
用修饰符修饰函数使得对page1、2、3进行限制访问的代码如下：
from flask import Flask,session
from checker import check_logged_in
app=Flask(__name__)
app.secret_key='YouWillNeverGuess'
@app.route('/login')
def do_login()->str:
session['logged_in']=True
return 'You are now logged in'
@app.route('/logout')
def do_logout()->str:
#session['logged_in'].clear()
session.pop('logged_in')
return 'You are now logged out.'
@app.route('/status')
def check_status()->str:
#if session['logged_in']==True:
if 'logged_in' in session:
return 'You are currently logged in.'
return 'You are NOT logged in.'
@app.route('/')
def hello()->str:
return 'Hello from the simple webapp.'
@app.route('/page1')
@check_logged_in
def page1()->str:
return 'This is page 1.'
@app.route('/page2')
@check_logged_in
def page2()->str:
return 'This is page 2.'
@app.route('/page3')
@check_logged_in
def page3()->str:
return 'This is page 3.'
if __name__=='__main__':
app.run(debug=True)
先引入修饰符，再添加三行@即可，很方便。
7、更新我们的webapp代码
from flask import Flask, render_template,request,redirect,escape,session
from vsearch import search4letters
from DBcm import UseDatabase
from checker import check_logged_in
app=Flask(__name__)
app.secret_key='YouWillNeverGuess'
app.config['dbconfig']={'host':'127.0.0.1',
'user':'vsearch',
'password':'vsearchpasswd',
'database':'vsearchlogDB',}
def log_request(req:'flask_request',res:str)->None:
#with open('vsearch.log','a') as log:
#print(req.form,req.remote_addr,req.user_agent,res,file=log,sep='|')
with UseDatabase(app.config['dbconfig']) as cursor:
_INSERT="""insert into log
(phrase,letters,ip,browser_string,results)
values
(%s,%s,%s,%s,%s)"""
cursor.execute(_INSERT,(req.form['phrase'],
req.form['letters'],
req.remote_addr,
req.user_agent.browser,
res,))
@app.route('/search4',methods=['POST'])
def do_search() -> 'html':
phrase=request.form['phrase']
letters=request.form['letters']
results=str(search4letters(phrase,letters))
log_request(request,results)
return render_template('results.html',
the_title='Here are your results',
the_phrase=phrase,
the_letters=letters,
the_results=results)
@app.route('/')
@app.route('/entry')
def entry_page() -> 'html':
return render_template('entry.html',
the_title='Welcome to search4letters on the web!')
@app.route('/viewlog')
@check_logged_in
def view_the_log()->str:
#contents=[]
with UseDatabase(app.config['dbconfig']) as cursor:
_SELECT="""select phrase,letters,ip,browser_string,results from log"""
cursor.execute(_SELECT)
contents=cursor.fetchall()
titles=('Phrase','Letters','Remote_addr','User_agent','Results')
return render_template('viewlog.html',
the_title='View Log',
the_row_titles=titles,
the_data=contents,)
@app.route('/login')
def do_login()->str:
session['logged_in']=True
return 'You are now logged in'
@app.route('/logout')
def do_logout()->str:
#session['logged_in'].clear()
session.pop('logged_in')
return 'You are now logged out.'
@app.route('/status')
def check_status()->str:
#if session['logged_in']==True:
if 'logged_in' in session:
return 'You are currently logged in.'
return 'You are NOT logged in.'
if __name__=='__main__':
from werkzeug.contrib.fixers import ProxyFix
app.wsgi_app=ProxyFix(app.wsgi_app)
app.run()
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