Flask框架从入门到精通之上下文（二十三）

PHP小丑

知识点
1、请求上下文
2、应用上下文

一、概况
Flask从客户端收到请求时，要让视图函数能访问一些对象，这样才能处理请求。请求对象是一个很好的例子，它封装了客户端发送的HTTP请求。
要想让视图函数能够访问请求对象，一个显而易见的方式是将其作为参数传入视图函数，不过这会导致程序中的每个视图函数都增加一个参数，除了访问请求对象,如果视图函数在处理请求时还要访问其他对象，情况会变得更糟。为了避免大量可有可无的参数把视图函数弄得一团糟，Flask使用上下文临时把某些对象变为全局可访问。

• request 和 session 都属于请求上下文对象。
  
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  • request：封装了HTTP请求的内容，针对的是http请求。举例：user = request.args.get(‘user’)，获取的是get请求的参数。
    
  • session：用来记录请求会话中的信息，针对的是用户信息。举例：session[‘name’] = ​​user.id​​，可以记录用户信息。还可以通过session.get(‘name’)获取用户信息。
    
    
    
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二、问题
request作为全局对象就会出现一个问题，我们都知道后端会开启很多个线程去同时处理用户的请求，当多线程去访问全局对象的时候就会出现资源争夺的情况。也会出现用户A的请求参数被用户B请求接受到，那怎么解决每个线程只处理自己的request呢？

解决这个问题就是用到threading.local对象，称之为线程局部变量。用于为每个线程开辟一个空间来保存它独有的值。它的内部是如何实现的呢？解决这个问题可以考虑使用使用一个字典，key线程的id，val为对应线程的变量。下面是自己实现Local。

import threading
import time
try:
  from greenlet import getcurrent as get_ident  # 协程
except ImportError:
  try:
    from thread import get_ident
  except ImportError:
    from _thread import get_ident  # 线程
class Local(object):
  def __init__(self):
    object.__setattr__(self, '__storage__', {})
    object.__setattr__(self, '__ident_func__', get_ident)
    # 上面等价于self.__storage__ = {};self.__ident_func__ = get_ident;
    # 但是如果直接赋值的话，会触发__setattr__造成无限递归
  def __getattr__(self, name):
    try:
      return self.__storage__[self.__ident_func__()][name]
    except KeyError:
      raise AttributeError(name)
  def __setattr__(self, name, value):
    ident = self.__ident_func__()
    storage = self.__storage__
    try:
      storage[ident][name] = value
    except KeyError:
      storage[ident] = {name: value}
  def __delattr__(self, name):
    try:
      del self.__storage__[self.__ident_func__()][name]
    except KeyError:
      raise AttributeError(name)
local_values = Local()
def func(num):
  local_values.name = num
  time.sleep(0.1)
  print(local_values.name,threading.current_thread().name)
for i in range(1,20):
  t = threading.Thread(target=func,args=(i,))
  t.start()
print(local_values.__storage__)

三、请求上下文
一、请求到来时：

• 将初始的初始request封装RequestContext对象ctx
  

def request_context(self, environ):
    return RequestContext(self, environ)

• 借助LocalStack对象将ctx放到Local对象中
  

_request_ctx_stack = LocalStack()
_request_ctx_stack.push(self)

二、执行视图时：

• 导入from flask import request，其中request对象是LocalProxy类的实例化对象
  

request = LocalProxy(partial(_lookup_req_object, 'request'))

• 当我们取request的值时，request.mehod -->执行LocalProxy的__getattr__
  

def __getattr__(self, name):
    if name == '__members__':
      return dir(self._get_current_object())
    return getattr(self._get_current_object(), name)

• 当我们设置request的值时request.header = ‘xxx’ -->执行LocalProxy的__setattr__
  

__setattr__ = lambda x, n, v: setattr(x._get_current_object(), n, v)

说道底，这些方法的内部都是调用_lookup_req_object函数：去local中将ctx获取到，再去获取其中的method或header
三、请求结束：

• ctx.auto_pop，链式调用LocalStack的pop，将ctx从Local中pop
  

def pop(self, exc=_sentinel):
    """Pops the request context and unbinds it by doing that.  This will
    also trigger the execution of functions registered by the
    :meth:`~flask.Flask.teardown_request` decorator.
    .. versionchanged:: 0.9
       Added the `exc` argument.
    """
    app_ctx = self._implicit_app_ctx_stack.pop()
    try:
      clear_request = False
      if not self._implicit_app_ctx_stack:
        self.preserved = False
        self._preserved_exc = None
        if exc is _sentinel:
          exc = sys.exc_info()[1]
        self.app.do_teardown_request(exc)
        # If this interpreter supports clearing the exception information
        # we do that now.  This will only go into effect on Python 2.x,
        # on 3.x it disappears automatically at the end of the exception
        # stack.
        if hasattr(sys, 'exc_clear'):
          sys.exc_clear()
        request_close = getattr(self.request, 'close', None)
        if request_close is not None:
          request_close()
        clear_request = True
    finally:
      rv = _request_ctx_stack.pop()
      # get rid of circular dependencies at the end of the request
      # so that we don't require the GC to be active.
      if clear_request:
        rv.request.environ['werkzeug.request'] = None
      # Get rid of the app as well if necessary.
      if app_ctx is not None:
        app_ctx.pop(exc)
      assert rv is self, 'Popped wrong request context.  ' \
        '(%r instead of %r)' % (rv, self)

四、 应用上下文
from flask import g：在一次请求周期里，用于存储的变量，便于程序员传递变量的时候使用。
四个全局变量原理都是一样的

# globals.py
_request_ctx_stack = LocalStack()
_app_ctx_stack = LocalStack()
current_app = LocalProxy(_find_app)
request = LocalProxy(partial(_lookup_req_object, 'request'))
session = LocalProxy(partial(_lookup_req_object, 'session'))
g = LocalProxy(partial(_lookup_app_object, 'g'))

当我们request.xxx和session.xxx的时候，会从_request_ctx_stack._local取对应的值
当我们current_app.xxx和g.xxx的时候，会从_app_ctx_stack._local取对应的值

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• current_app就是flask的应用实例对象
  
• g变量是解决我们在一次请求过程传递参数的问题，我们可以往g变量塞很多属性，在同一次请求中，可以从另一个函数中取出。当然也可以用函数参数这种方法解决，g变量适用于参数多的情况。
  
  
  
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from flask import Flask, request, g
app = Flask(__name__)

@app.route('/')
def index():
  name = request.args.get('name')
  g.name = name
  g.age = 12
  get_g()
  return name

# 在一起请求中，可以用g变量传递参数
def get_g():
  print(g.name)
  print(g.age)

if __name__ == '__main__':
  # 0.0.0.0代表任何能代表这台机器的地址都可以访问
  app.run(host='0.0.0.0', port=5000)  # 运行程序

五、多线程下的请求
当程序开始运行，并且请求没到来的时候，就已经生成了两个空的Local，即：

_request_ctx_stack = LocalStack()  ->LocalStack类中的__init__定义了Local对象
_app_ctx_stack = LocalStack()

当同时有线程处理请求的时候，两个上下文对应的Local对象变成如下：

_request_ctx_stack._local = {
  线程id1：{‘stack’；[ctx1]},  # 只放一个为什么用list，其实是模拟栈
  线程id1：{‘stack’；[ctx2]},
   ... 
}
_app_ctx_stack._local = {
  线程id1：{‘stack’；[app_ctx1]},
  线程id1：{‘stack’；[app_ctx2]},
   ... 
}