【Django】中间件，csrf，缓存，信号

中间件（middleware）

描述：Middlewares 是修改 Django request 或者 response 对象的钩子。

在django中，中间件其实就是一个类，在请求到来和结束后，django会根据自己的规则在合适的时机执行中间件中相应的方法。

django项目的settings模块中，有一个 MIDDLEWARE_CLASSES 变量，其中每一个元素就是一个中间件。

如图为系统默认自带中间件：

MIDDLEWARE = [
    'django.middleware.security.SecurityMiddleware',
    'django.contrib.sessions.middleware.SessionMiddleware',
    'django.middleware.common.CommonMiddleware',
    'django.middleware.csrf.CsrfViewMiddleware',
    'django.contrib.auth.middleware.AuthenticationMiddleware',
    'django.contrib.messages.middleware.MessageMiddleware',
    'django.middleware.clickjacking.XFrameOptionsMiddleware',
]

中间件中可以定义五个方法，分别是：

process_request(self,request) :  请求来时执行，不写时直接跳过，执行下一个中间件；当有return HttpResonse时，下面中间件不再执行

process_view(self, request, callback, callback_args, callback_kwargs)  :  先执行process_request，执行完后，再从起始执行proces_view

process_template_response(self,request,response)  :  如果Views中的函数返回的对象中，具有render方法，此方法执行

process_exception(self, request, exception)  :  异常触发执行，当views.py函数执行出错后，此方法执行；出错时，最低层的exception优先级最高，执行最近的一个，然后执行respnse方法

process_response(self, request, response)  :  请求返回时执行，不写时直接跳过，执行下一个中间件；当有return HttpResonse时，会替换原数据
以上方法的返回值可以是None和HttpResonse对象，如果是None，则继续按照django定义的规则向下执行，如果是HttpResonse对象，则直接将该对象返回给用户。

关于中间件之process_request，process_response

当用户发起请求的时候会依次按顺序经过所有的的中间件，这个时候的请求时process_request,最后到达views的函数中，

views函数处理后，在依次穿过中间件，这个时候是process_response,最后返回给请求者

自定义中间件

定义一个类，但是必须继承MiddlewareMixin，项目文件下创建一个Code目录，并在下面创建a1.py代码例子如下：

from django.utils.deprecation import MiddlewareMixin


class Row1(MiddlewareMixin):
    def process_request(self,requset):
        print('1号请求')
    def process_response(self,requset,response):
        print('1号收到')
        return response

class Row2(MiddlewareMixin):
    def process_request(self,requset):
        print('2号请求')
    def process_response(self,request,response):
        print('2号收到')
        return response

class Row3(MiddlewareMixin):
    def process_request(self,requset):
        print('3号请求')
    def process_response(self,request,response):
        print('3号收到')
        return response

Code/a1.py

注册中间件

MIDDLEWARE = [
    'django.middleware.security.SecurityMiddleware',
    'django.contrib.sessions.middleware.SessionMiddleware',
    'django.middleware.common.CommonMiddleware',
    'django.middleware.csrf.CsrfViewMiddleware',
    'django.contrib.auth.middleware.AuthenticationMiddleware',
    'django.contrib.messages.middleware.MessageMiddleware',
    'django.middleware.clickjacking.XFrameOptionsMiddleware',
    'Code.a1.Row1','Code.a1.Row2','Code.a1.Row3'        #
]

project/settings.py

urls,views函数

from django.conf.urls import  url
from app01 import views

urlpatterns = [
    url(r'^login/',views.login),
    url(r'^index/',views.index),
    url(r'^logout/',views.logout),
    url(r'^test/',views.test),      #new
]

project/urls.py

def test(request):
    print('收到')
    return HttpResponse('OK!')

app01/views.py

效果展示：

试想下，如果2号请求不想继续往3号请求传递信息，直接回传个值会出现什么结果???

from django.utils.deprecation import MiddlewareMixin
from django.shortcuts import HttpResponse       #new

class Row1(MiddlewareMixin):
    def process_request(self,requset):
        print('1号请求')
    def process_response(self,requset,response):
        print('1号收到')
        return response

class Row2(MiddlewareMixin):
    def process_request(self,requset):
        print('2号请求')
        return HttpResponse('我回去了啊！')       #new
    def process_response(self,request,response):
        print('2号收到')
        return response

class Row3(MiddlewareMixin):
    def process_request(self,requset):
        print('3号请求')
    def process_response(self,request,response):
        print('3号收到')
        return response

Code/a1.py

原理图：

备注：直接执行同级的process_response，然后依次返回到请求者，Django版本1.10之后,而不是从最低层process_response开始执行

关于中间件之process_view

from django.utils.deprecation import MiddlewareMixin
from django.shortcuts import HttpResponse       #new

class Row1(MiddlewareMixin):
    def process_request(self,requset):
        print('1号请求')

    def process_view(self, request, callback, callback_args, callback_kwargs):
        print('视图1函数')

    def process_response(self,requset,response):
        print('1号收到')
        return response

class Row2(MiddlewareMixin):
    def process_request(self,requset):
        print('2号请求')
        # return HttpResponse('我回去了啊！')

    def process_view(self, request, callback, callback_args, callback_kwargs):
        print('视图2函数')

    def process_response(self,request,response):
        print('2号收到')
        return response

class Row3(MiddlewareMixin):
    def process_request(self,requset):
        print('3号请求')

    def process_view(self, request, callback, callback_args, callback_kwargs):
        print('视图3函数')

    def process_response(self,request,response):
        print('3号收到')
        return response

Code/a1.py

打印结果

1号请求
2号请求
3号请求
视图1函数
视图2函数
视图3函数
收到
3号收到
2号收到
1号收到

CSRF(Cross Site Request Forgery)

描述：CSRF的攻击：用户在本地还保存A1网站的cookie，再次通过A2网站上的链接请求A1网站时，浏览器就会自动将A1网站对应的cookie加上，这样A1网站就会认为这个请求是用户合法请求而进行处理。

解决方法：

Django引用了CSRF防护机制，用户提交的表单中加入一个csrftoken的隐含值，这个值和服务器中保存的csrftoken的值相同才可通过；如果POST请求中没有token随机字符串，则返回403拒绝服务。

settings.py中配置文件：

MIDDLEWARE = [
    'django.middleware.csrf.CsrfViewMiddleware',    
]

project/settings.py

views视图

def login(request):
    # from django.conf import settings
    # print(settings.CSRF_HEADER_NAME)
    # HTTP_X_CSRFTOKEN
    # X-CSRFtoken

    if request.method == "GET":
        return render(request, 'login.html')
    elif request.method == "POST":
        user = request.POST.get('user')
        pwd = request.POST.get('pwd')
        if user == 'root' and pwd == '123':
            # 1.生成随机字符串
            # 2.写到用户浏览器cookie
            # 3.保存到session
            # 4.在随机字符串对应的字典中设置相关内容...
            #  session中创建值，运行前，需要执行python manage.py makemigrations/migrate，数据储存在数据库中
            request.session['username'] = user
            request.session['is_login'] = True
            if request.POST.get('rmb') == "1":
                request.session.set_expiry(15) #15秒
                # 默认是2周时间，此处设置超时时间15秒
            return redirect('/index/')
        else:
            return render(request, 'login.html')

def index(request):
    # session中获取值
    if request.session.get('is_login',None):
        return render(request,'index.html',{'username':request.session['username']})
    else:
        return HttpResponse('没有验证成功! ')

def logout(requset):
    # del requset.session['username']#清空某一个
    requset.session.clear()
    return redirect('/login/')

app01/views.py

template中form表单添加{%csrf_token%}标签

<form action="/login/" method="POST">
    {% csrf_token %}
    <input type="text" name="user"/>
    <input type="text" name="pwd"/>
    <input type="checkbox" name="rmb" value="1"/>免登陆15秒
    <input type="submit" value="提交"/>
</form>

templates/login.html

如果是js提交的post请求，需要添加header X-CSRFToken(在原login.html上面增加）

<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
    <meta charset="UTF-8">
    <title>Title</title>
</head>
<body>
    <form action="/login/" method="POST">
        {% csrf_token %}
        <input type="text" name="user"/>
        <input type="text" name="pwd"/>
        <input type="checkbox" name="rmb" value="1"/>免登陆15秒
        <input type="submit" value="提交"/>
        <input id="btn1" type="button" value="按钮"/>
        <input id="btn2" type="button" value="按钮"/>
    </form>
        <script src="/static/jquery-1.12.4.js"></script>
        <script src="/static/jquery.cookie.js"></script>
        <script>
            $(function () {
                //xhr的意思，对象
                //obj = XMLHttpRequest()
                //obj.open()
                //obj.send()

                $.ajaxSetup({                                //全局配置，所有Ajax请求都先执行下面操作
                    beforeSend:function (xhr,settings) {
                        xhr.setRequestHeader('X-CSRFtoken',$.cookie('csrftoken'));
                    }
                });

                $('#btn1').click(function () {
                    $.ajax({
                        url:'/login/',
                        type:"POST",
                        data:{'user':'root','pwd':'123'},
                        //headers:{'X-CSRFtoken':$.cookie('csrftoken')},
                       success:function (arg) {

                       }
                    })
                });

                $('#btn2').click(function () {
                    $.ajax({
                        url:'/login/',
                        type:"POST",
                        data:{'user':'root','pwd':'123'},
                        //headers:{'X-CSRFtoken':$.cookie('csrftoken')},
                       success:function (arg) {

                       }
                    })
                });
            })
        </script>
</body>
</html>

templates/login.html

全局：

　　中间件 django.middleware.csrf.CsrfViewMiddleware

局部：

　　@csrf_protect，为当前函数强制设置防跨站请求伪造功能，即便settings中没有设置全局中间件。

　　@csrf_exempt，取消当前函数防跨站请求伪造功能，即便settings中设置了全局中间件

缓存

Django中提供了6种缓存方式：

• 开发调试
• 内存
• 文件
• 数据库
• Memcache缓存（python-memcached模块）
• Memcache缓存（pylibmc模块）

1. 开发调试

# 此为开始调试用，实际内部不做任何操作
    # 配置：
        CACHES = {
            'default': {
                'BACKEND': 'django.core.cache.backends.dummy.DummyCache',     # 引擎
                'TIMEOUT': 300,                                               # 缓存超时时间（默认300，None表示永不过期，0表示立即过期）
                'OPTIONS':{
                    'MAX_ENTRIES': 300,                                       # 最大缓存个数（默认300）
                    'CULL_FREQUENCY': 3,                                      # 缓存到达最大个数之后，剔除缓存个数的比例，即：1/CULL_FREQUENCY（默认3）
                },
                'KEY_PREFIX': '',                                             # 缓存key的前缀（默认空）
                'VERSION': 1,                                                 # 缓存key的版本（默认1）
                'KEY_FUNCTION' 函数名                                          # 生成key的函数（默认函数会生成为：【前缀:版本:key】）
            }
        }


    # 自定义key
    def default_key_func(key, key_prefix, version):
        """
        Default function to generate keys.

        Constructs the key used by all other methods. By default it prepends
        the `key_prefix'. KEY_FUNCTION can be used to specify an alternate
        function with custom key making behavior.
        """
        return '%s:%s:%s' % (key_prefix, version, key)

    def get_key_func(key_func):
        """
        Function to decide which key function to use.

        Defaults to ``default_key_func``.
        """
        if key_func is not None:
            if callable(key_func):
                return key_func
            else:
                return import_string(key_func)
        return default_key_func　

2. 内存

# 此缓存将内容保存至内存的变量中
    # 配置：
        CACHES = {
            'default': {
                'BACKEND': 'django.core.cache.backends.locmem.LocMemCache',
                'LOCATION': 'unique-snowflake',
            }
        }

    # 注：其他配置同开发调试版本

3. 文件

# 此缓存将内容保存至文件
    # 配置：

        CACHES = {
            'default': {
                'BACKEND': 'django.core.cache.backends.filebased.FileBasedCache',
                'LOCATION': os.path.join(BASE_DIR,'cache'),
            }
        }
    # 注：其他配置同开发调试版本            

4. 数据库

# 此缓存将内容保存至数据库

    # 配置：
        CACHES = {
            'default': {
                'BACKEND': 'django.core.cache.backends.db.DatabaseCache',
                'LOCATION': 'my_cache_table', # 数据库表
            }
        }

    # 注：执行创建表命令 python manage.py createcachetable

5. Memcache缓存（python-memcached模块）

# 此缓存使用python-memcached模块连接memcache

    CACHES = {
        'default': {
            'BACKEND': 'django.core.cache.backends.memcached.MemcachedCache',
            'LOCATION': '127.0.0.1:11211',
        }
    }

    CACHES = {
        'default': {
            'BACKEND': 'django.core.cache.backends.memcached.MemcachedCache',
            'LOCATION': 'unix:/tmp/memcached.sock',
        }
    }   

    CACHES = {
        'default': {
            'BACKEND': 'django.core.cache.backends.memcached.MemcachedCache',
            'LOCATION': [
                '172.19.26.240:11211',
                '172.19.26.242:11211',
            ]
        }
    }

6. Memcache缓存（pylibmc模块）

# 此缓存使用pylibmc模块连接memcache
    
    CACHES = {
        'default': {
            'BACKEND': 'django.core.cache.backends.memcached.PyLibMCCache',
            'LOCATION': '127.0.0.1:11211',
        }
    }

    CACHES = {
        'default': {
            'BACKEND': 'django.core.cache.backends.memcached.PyLibMCCache',
            'LOCATION': '/tmp/memcached.sock',
        }
    }   

    CACHES = {
        'default': {
            'BACKEND': 'django.core.cache.backends.memcached.PyLibMCCache',
            'LOCATION': [
                '172.19.26.240:11211',
                '172.19.26.242:11211',
            ]
        }
    }

应用

1. 全站使用缓存

使用中间件，经过一系列的认证等操作，如果内容在缓存中存在，则使用FetchFromCacheMiddleware获取内容并返回给用户，当返回给用户之前，判断缓存中是否已经存在，如果不存在则UpdateCacheMiddleware会将缓存保存至缓存，从而实现全站缓存
 
    MIDDLEWARE = [
        'django.middleware.cache.UpdateCacheMiddleware',#放到第一个中间件位置,只有pcocess_response()
        # 其他中间件...
        'django.middleware.cache.FetchFromCacheMiddleware',#放到最后一个只,有pcocess_request()
    ]
 
    CACHE_MIDDLEWARE_ALIAS = ""
    CACHE_MIDDLEWARE_SECONDS = ""
    CACHE_MIDDLEWARE_KEY_PREFIX = ""

2. 单独视图缓存

方式一：
        from django.views.decorators.cache import cache_page

        @cache_page(60 * 15)
        def my_view(request):
            ...

方式二：
        from django.views.decorators.cache import cache_page

        urlpatterns = [
            url(r'^foo/([0-9]{1,2})/$', cache_page(60 * 15)(my_view)),
        ]

案例

CACHES = {
    'default': {
        'BACKEND': 'django.core.cache.backends.filebased.FileBasedCache',
        'LOCATION': os.path.join(BASE_DIR,'cache'),
    }
}

project/settings.py #使用文件缓存方式

from django.views.decorators.cache import cache_page

@cache_page(5) #5秒失效，默认300秒
def cache(request):
    import time
    ctime = time.time()
    return render(request,'cache.html',{'ctime': ctime})

app01/views.py

<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
    <meta charset="UTF-8">
    <title>Title</title>
</head>
<body>
    <h1>{{ ctime }}</h1>
    <h1>{{ ctime }}</h1>
    <h1>{{ ctime }}</h1>
</body>
</html>

templates/cache.html

3. 局部视图缓存

a. 引入TemplateTag

        {% load cache %}

    b. 使用缓存

        {% cache 5000 缓存key %}
            缓存内容
        {% endcache %}

案例

CACHES = {
    'default': {
        'BACKEND': 'django.core.cache.backends.filebased.FileBasedCache',
        'LOCATION': os.path.join(BASE_DIR,'cache'),
    }
}

project/settings.py #使用文件缓存方式

def cache(request):
    import time
    ctime = time.time()
    return render(request,'cache.html',{'ctime': ctime})

app01/views.py

{% load cache %}
<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
    <meta charset="UTF-8">
    <title>Title</title>
</head>
<body>
    <h1>{{ ctime }}</h1>
    <h1>{{ ctime }}</h1>

    {% cache 5 key1 %}  <!--局部视图,5秒失效-->
        <h1>{{ ctime }}</h1>
    {% endcache %}
</body>
</html>

templates/cache.html

信号

 描述：Django中提供了“信号调度”，用于在框架执行操作时解耦。通俗来讲，就是一些动作发生的时候，信号允许特定的发送者去提醒一些接受者。

Django内置信号

Model signals
    pre_init                    # django的modal执行其构造方法前，自动触发
    post_init                   # django的modal执行其构造方法后，自动触发
    pre_save                    # django的modal对象保存前，自动触发
    post_save                   # django的modal对象保存后，自动触发
    pre_delete                  # django的modal对象删除前，自动触发
    post_delete                 # django的modal对象删除后，自动触发
    m2m_changed                 # django的modal中使用m2m字段操作第三张表（add,remove,clear）前后，自动触发
    class_prepared              # 程序启动时，检测已注册的app中modal类，对于每一个类，自动触发
Management signals
    pre_migrate                 # 执行migrate命令前，自动触发
    post_migrate                # 执行migrate命令后，自动触发
Request/response signals
    request_started             # 请求到来前，自动触发
    request_finished            # 请求结束后，自动触发
    got_request_exception       # 请求异常后，自动触发
Test signals
    setting_changed             # 使用test测试修改配置文件时，自动触发
    template_rendered           # 使用test测试渲染模板时，自动触发
Database Wrappers
    connection_created          # 创建数据库连接时，自动触发

对于Django内置的信号，仅需注册指定信号，当程序执行相应操作时，自动触发注册函数：

from django.core.signals import request_finished
    from django.core.signals import request_started
    from django.core.signals import got_request_exception

    from django.db.models.signals import class_prepared
    from django.db.models.signals import pre_init, post_init
    from django.db.models.signals import pre_save, post_save
    from django.db.models.signals import pre_delete, post_delete
    from django.db.models.signals import m2m_changed
    from django.db.models.signals import pre_migrate, post_migrate

    from django.test.signals import setting_changed
    from django.test.signals import template_rendered

    from django.db.backends.signals import connection_created


    def callback(sender, **kwargs):
        print("xxoo_callback")
        print(sender,kwargs)

    xxoo.connect(callback)
    # xxoo指上述导入的内容

from django.core.signals import request_finished
from django.dispatch import receiver

@receiver(request_finished)
def my_callback(sender, **kwargs):
    print("Request finished!")

自定义信号

a. 定义信号

import django.dispatch
pizza_done = django.dispatch.Signal(providing_args=["toppings", "size"])

b. 注册信号

def callback(sender, **kwargs):
    print("callback")
    print(sender,kwargs)
 
pizza_done.connect(callback）

c. 触发信号

from 路径 import pizza_done
 
pizza_done.send(sender='seven',toppings=123, size=456)

由于内置信号的触发者已经集成到Django中，所以其会自动调用，而对于自定义信号则需要开发者在任意位置触发。

内置信号案例：

from django.db.models.signals import pre_init, post_init   #举例

def f1(sender, **kwargs):
    print("f1_callback")
    # print(sender,kwargs)
pre_init.connect(f1)    #django的modal执行其构造方法前，自动触发

def f2(sender, **kwargs):
    print("f2_callback")
    # print(sender,kwargs)
post_init.connect(f2)   #django的modal执行其构造方法后，自动触发

sg.py #新建文件

import sg   

project/_init_.py

from django.db import models

# Create your models here.

class Userinfo(models.Model):
    user = models.CharField(max_length=64)

app01/models.py

urlpatterns = [
    url(r'^sg/$',views.sg),
]

project/urls.py

def sg(requset):
    from app01 import models

    obj = models.Userinfo(user='root1')
    print('start')
    obj.save()


    obj = models.Userinfo(user='root2')
    obj.save()

    obj = models.Userinfo(user='root3')
    obj.save()
    return HttpResponse('OK!')

app01/views.py

打印结果

f1_callback
f2_callback
start
f1_callback
f2_callback
f1_callback
f2_callback

自定义信号：

#自定义信号
import django.dispatch
pizza_done = django.dispatch.Signal(providing_args=["toppings", "size"])

def callback(sender, **kwargs):
    print("callback")
    print(sender, kwargs)
pizza_done.connect(callback)

sg.py

def sg(requset):
    from app01 import models

    obj = models.Userinfo(user='root1')
    print('start')
    obj.save()


    obj = models.Userinfo(user='root2')
    obj.save()

    obj = models.Userinfo(user='root3')
    obj.save()

    #自定义信号
    from sg import pizza_done
    pizza_done.send(sender='seven', toppings=123, size=456)
    return HttpResponse('OK!')

app01/views.py

打印结果

f1_callback
f2_callback
start
f1_callback
f2_callback
f1_callback
f2_callback
callback
seven {'signal': <django.dispatch.dispatcher.Signal object at 0x0000020D7C6DB668>, 'toppings': 123, 'size': 456}