引言
本文主要梳理了 flask 源码中 route 的设计思路。
首先，从 WSGI 协议的角度介绍 flask route 的作用；
其次，详细讲解如何借助 werkzeug 库的 Map 、 Rule 实现 route ；
最后，梳理了一次完整的http请求中 route 的完整流程。
flask route 设计思路
源码版本说明
本文参考的是 flask 0.5 版本的代码。
flask 0.1 版本的代码非常短，只有600多行，但是这个版本缺少 blueprint 机制。
因此，我参考的是0.5版本。
flask route示例
直接使用 flask 官方文档中的例子
from flask import Flask
app = Flask(__name__)
@app.route('/')
def hello_world():
return 'Hello World!'
@app.route('/post/')
def show_post(post_id):
# show the post with the given id, the id is an integer
return 'Post %d' % post_id
if __name__ == '__main__':
app.run()
此例中，使用 app.route 装饰器，完成了以下两个 url 与处理函数的 route :
{
'/': hello_world,
'/post/' : show_post
}
这样做的效果为：
当http请求的url为'/'时，flask会调用hello_world函数；
当http请求的url为'/post/<某整数值>'（例如/post/32）时，flask会调用show_post函数；
flask route的作用
从上面的示例中其实可以明白： flask route的作用就是建立url与处理函数的映射 。
WSGI协议将处理请求的组件按照功能及调用关系分成了三种： server, middleware, application 。
其中，server可以调用middleware和application，middleware可以调用application。
符合WSGI的框架对于一次http请求的完整处理过程为：
server读取解析请求，生成environ和start_response，然后调用middleware；
middleware完成自己的处理部分后，可以继续调用下一个middleware或application，形成一个完整的请求链；
application位于请求链的最后一级，其作用就是生成最终的响应。
http服务器（比如，nginx）--> WSGI server(比如gunicorn，SimpleHttpServer)-->middleware--> middleware--> ... -->application
如果接触过Java Web 开发的人可能会立刻发现，这与servlet中的middleware机制是完全一致的。
特别重要的：
在上一小节的示例中 app = Flask(__name__) 创建了一个 middleware ，
而这个middleware的核心作用是进行 请求转发 （request dispatch）。
上面这句话非常重要，请在心里重复一百遍。
上面这句话非常重要，请在心里重复一百遍。
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进行请求转发的前提就是能够建立url与处理函数之间的映射关系，即 route 功能。
因此，在 flask 中，route是Flask类的一个装饰器。
flask route的实现思路
通过上一小节，我们知道以下两点：
flask route 是url与处理函数的映射关系； 在http请求时， Flask 这个 middleware 负责完成对url对应的处理函数的调用；那么，如果是我们自己来实现 route ，思路也很简单：
建立一个类 Flask ，这个类是一个middleware，并且有一个字典型的成员变量 url_map ； url_map = {url : function} 当http请求时，进行request dispatch：根据url，从url_map中找到 function ，然后调用function； 调用后续的middleware或application，并把function的结果传递下去。flask的实现思路也是这样的。
class Flask(object):
def __init__(self):
self.url_map = {} # 此处定义保存url与处理函数的映射关系
def __call__(self, environ, start_response): # 根据WSGI协议，middleware必须是可调用对象
self.dispatch_request(） # Flask的核心功能 request dispatch
return application(environ, start_response) #最后调用下一级的application
def route(self, rule): # Flask使用装饰器来完成url与处理函数的映射关系建立
def decorator(f): # 简单，侵入小，优雅
self.url_map[rule] = f
return f
return decorator
def dispath_request(self):
url = get_url_from_environ() #解析environ获得url
return self.url_map[url]() #从url_map中找到对应的处理函数，并调用
至此， 一个简单的 Flask middleware的骨架就完成了。
上面的 Flask 类主要功能包括：
当然，在实际中，不可能这么简单，但是基本思路是一致的。
werkzeug库中的Map与Rule在Flask中的应用
需要指出，上面实现的最简单的 Flask 类还是有很多问题的。
比如，HTTP请求中相同的url，不同的请求方法，比如GET，POST如果对应不同的处理函数，该如何处理？
flask使用了 werkzeug 库中的 Map 和 Rule 来管理url与处理函数映射关系。
首先需要简单了解一下 Map 和 Rule 的作用：
在 werkzeug 中， Rule 的主要作用是保存了一组 url ， endpoint ， methods 关系：
每个(url, endpoint, methods)都有一个对应的Rule对象：
其实现如下：
class Rule(object):
def __init__(self, url, endpoint, methods):
self.rule = url
self.endpoint = endpoint
self.methods = methods
这里需要解释一下 endpoint ：
前面说过：url与其处理函数可以使用一个字典来实现：{url: function}
flask 在实现的时候，在中间加了一个中介 endpoint ，于是，url与处理函数的映射变成了这样：
url-->endpoint-->function #一个url对应一个endpoint，一个endpoint对应一个function
{url: endpoint} # 保存url与endpoint之间的关系
{endpoint: function} #保存endpoint与function之间的关系
于是，刚才我们实现的简单的 flask 骨架中 {url: function} 的字典，就变成了 {endpoint: function} ，而 {url: endpoint} 这个映射关系就需要借助 Map 和 Rule 这两个类来完成。
可以发现： endpoint 就是url和处理函数映射关系中的一个中介，所以，它可以是任何可以用作字典键的值，比如字符串。
但是在实际使用中 endpoint ，一般 endpoint 均为字符串，并且默认情况下：
如果是通过 Flask.route 装饰器建立的映射关系，那么 endpoint 就是处理函数的函数名； 如果是通过 blueprint 建立的映射关系，那么 endpoint 是blueprint名.处理函数名；因为，每建立一个 url-->endpoint-->function 关系就会创建一个 Rule 对象，所以，会有很多 Rule 对象存在。
Map 的作用则是保存所有 Rule 对象。
所以，一般情况下 Map 的用法如下：
m = Map([
Rule('/', endpoint='index'),
Rule('/downloads/', endpoint='downloads/index'),
Rule('/downloads/', endpoint='downloads/show')
])
在flask的源码中
class Flask(object):
def __init__(self):
self.url_map = Map() # url_map为保存所有Rule关系的容器Map
self.view_functions = {} # view_functions保存endpoint-->function
成员变量 url_map 保存所有的 (url, endpoint, method) 关系 成员变量 view_functions 保存所有的{endpoint, function}关系
所以，对于一个url，只要能找到 (url,endpoint,method) ，就能根据 endpoint 找到对应的 function 。
route的完整流程
首先，建立 Flask 对象：
app = Flask(__name__)
然后，建立 url 与 function 之间的映射关系：
@app.route('/')
def hello_world():
return 'Hello World!'
在装饰器 route 中，创建 (url, endpoint, method) 和 {endpoint: function} 两组映射关系：
if endpoint is None:
endpoint = view_func.__name__ # 默认使用响应函数名作为endpoint
self.url_map.add(Rule(url, endpoint, method)) # 保存(url, endpoint, method)映射关系
self.view_functions[endpoint] = view_func # 保存{endpoint: function}映射关系
这样，就完成了对url和响应函数的映射关系。
下一步，调用WSGI server响应http请求，在文章开始的示例中使用：
app.run()
调用 python 标准库提供的WSGI server，在实际使用时，可能是 gunicorn 或 uwsgi 。
不论server是什么，最终都会调用 Flask.__call__ 函数。这个函数完成request dispatch的任务。
对于request dispatch而言，首先根据请求，解析environ，得到url，然后调用 Map.match 函数，这个函数会最终找到预先保存的 (url, endpoint, method) 映射，然后返回(endpoint, url请求参数)，由于得到了endpoint,然后，可以从 Flask.view_functions 中直接取到对应的响应函数，所以，可以直接进行函数调用
self.view_functions[endpoint](url请求参数)
至此，就完成了完整的 route 。
总结
flask 的 Flask 类是 WSGI 的 dispatch middleware ；
Flask 的 url_map 保存所有的(url, endpoint, method)映射关系；
Flask 的 view_functions 保存所有的{endpoint: function}映射关系；
dispath request 就是根据url找到endpoint，再根据endpoint找到function，最后调用function的过程
以上就是flask route对协议作用及设计思路的详细内容，更多关于flask route协议设计的资料请关注其它相关文章！
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