前言

根據2018年和2019年Python開發者報告，Flask是目前最流行的Python Web框架。自2010年開源以來，受到了越來越多Python開發者的喜歡。截至2020年6月，它在GitHub上已有51000個Star，2300多位Watcher，是目前GitHub中Star數最多的Python Web框架。

Flask僅保留了Web框架的核心，其他的功能都交給擴展實現。如果沒有合適的擴展，你甚至可以自己編寫。Flask不會替你做決定，也不會限制你的選擇。它足夠輕量，你可以只用5行就編寫出一個最簡單的Web程序，但并不簡陋，它能夠適應各類項目的開發。

因為Flask的靈活性，越來越多的公司選擇Flask作為Web框架，甚至開始從Django遷移到Flask。使用Flask的公司在國外有Netflix、Reddit、Twilio、Mailgun等，在國內則有豆瓣、果殼、下廚房等，這說明Flask能經受大型項目的挑戰，能夠適應各種需求。下圖列出了部分使用Flask的公司。

在國內，越來越多的Python程序員開始關注和學習Flask。對于國內的程序員來說，相關書籍僅有一兩本，內容上也過于陳舊和單薄，希望本書可以填補這一空白。本書提供了學習Flask的完整路徑，從基礎內容到進階實踐，再到源碼分析。同時也安排了豐富的示例程序，讓讀者可以通過親自實踐來更快地掌握Flask開發。

目標讀者

在技術層面，本書適合所有Python程序員（了解Python即可）閱讀，包括已經學習過其他Python Web框架（比如Django）的讀者和沒有接觸過Web框架的讀者。

在難度水平層面，本書適合新手以及中級讀者閱讀。新手會在這里學到Flask的基礎內容，并且通過豐富、完善的實例學習Flask開發的方方面面；中級讀者則可以通過閱讀和實踐進階內容來進一步提高Flask開發能力。

綜上所述，本書主要適合以下幾類讀者：

? 了解Python基本語法，想要自己動手做網站的編程愛好者。

? 熟悉Python，想要從事Python Web開發的后端工程師、運維工程師和爬蟲工程師。

? 想要從Django等其他Python Web框架轉向Flask的Python工程師。

本書主要特點

本書主要有三個顯著的特點：

（1）內容全面

本書內容覆蓋了Flask Web開發的完整路徑：從基礎知識的學習，到不同類型和復雜程度的程序的編寫，再到代碼的測試優化以及Flask源碼分析；從基礎的內容管理，到用戶認證和權限管理，再到Flask與Java Script的數據交互、Web API的編寫以及Web Socket的應用等。

（2）實踐豐富

本書包含大量代碼片段，并附帶多個完整可運行的示例程序。在本書第一部分的第2～6章均分別提供一個示例程序；第二部分則會通過介紹5個比較完善的Flask項目來講解各個方面的進階知識；在第三部分還會通過一個真實的擴展來講解Flask擴展開發。通過將各類知識融入實際的項目開發實踐中，可以讓你更直觀地了解具體的代碼實現，并且快速應用到實際開發中。

（3）內容最新

本書的另一個特點就是內容保證最新。書中的代碼和示例程序都基于Flask最新發布的穩定版1.0。書中涉及的其他Pyhton包和前端框架（Boostrap、Materialize等）全部使用最新版本，并且對未來可能會有的變化會加以說明。這些特點可以保證書中的內容在一定時間內不會過時。對于其他書籍或教程中存在的關于Flask的誤區，本書也會逐一糾正說明。

除了使用的工具保持最新，本書還引入了Python和Flask開發中的新變化，比如Flask的命令行系統、新的Python包管理工具（Pipenv）、新的包上傳工具（twine）、新的Py PI站點（https://pypi.org）、在Py PI上使用Markdown格式的README……

本書核心內容

本書由三部分組成，分別為基礎篇、實戰篇、進階篇，共16章。本書章節經過精心設計，力求讓讀者可以循序漸進地掌握Flask開發的基礎知識和技巧。

第一部分：基礎篇。介紹Flask開發相關的基礎知識。

? 第1章：搭建開發環境，編寫一個最小的Flask程序并運行它，了解Flask基本知識。

? 第2章：介紹Flask與HTTP的交互方式以及相關的Flask功能。

? 第3章：介紹Jinja2模板的使用。

? 第4章：介紹Web表單的創建和表單數據的驗證。

? 第5章：介紹在Flask程序中使用數據庫進行CRUD操作。

? 第6章：介紹在Flask程序中發送電子郵件的幾種方式。

第二部分：實戰篇。通過幾個示例程序來介紹Flask開發中各類功能的實現方法和技巧。

? 第7章：通過一個簡單的留言板程序Say Hello介紹Web開發的基本流程和基本的項目管理方式，對第一部分的基礎知識進行簡單回顧。

? 第8章：通過個人博客程序Bluelog介紹CRUD操作、用戶認證、文章評論、管理后臺等功能。

? 第9章：通過圖片社交程序Albumy介紹用戶注冊和認證、用戶權限管理、圖片上傳與處理、用戶頭像、復雜的數據庫關系、復雜的數據庫查詢、全文搜索等內容。

? 第10章：通過待辦事項程序Todoism介紹單頁應用、國際化與本地化、Web API、OAuth服務器端實現等內容。

? 第11章：通過聊天室程序Cat Chat介紹Websocket應用、OAuth客戶端實現（第三方登錄）、Markdown支持、代碼語法高亮等內容。

第三部分：進階篇。介紹Flask程序的部署流程，如測試、性能優化、部署上線；介紹Flask開發的進階話題，如Flask擴展開發、Flask源碼與機制分析。

? 第12章：介紹Flask程序的自動化測試，包括單元測試和UI測試的編寫、計算測試覆蓋率和代碼質量檢查。

? 第13章：介紹對Flask程序進行性能優化的主要措施，包括函數與數據庫查詢的性能分析、緩存的使用、靜態文件優化。

? 第14章：介紹部署Flask程序前的準備，以及部署到Linux服務器和云平臺Heroku、Python Anywhere的完整流程。

? 第15章：通過擴展Flask-Share來介紹編寫Flask擴展的完整流程，從創建項目到上傳到Py PI。

? 第16章：介紹Flask的一些設計理念，包括底層WSGI的相關實現，并對各個主要功能點進行源碼分析。

此外，書的最后還提供了附錄A，補充介紹一些Flask學習相關的資源。

閱讀前的準備

在開始我們的Flask之旅前，還有一些準備工作要做。首先，你要有一臺安裝了Python（https://www.python.org/）的電腦，并且，你要了解Python的基礎知識。

其次，本書有大量操作需要在命令行（CLI，Command Line Interface）下進行，所以你要熟悉你所在操作系統下的命令行。書中會在涉及操作系統特定的命令時給出提示，Windows系統給出的命令對應的是CMD.exe，Linux和mac OS系統則對應的是Bash。

最后，HTML、CSS、Java Script分別作為一個Web頁面的結構層、表現層和行為層，是Web開發的基礎，你需要對它們有基本的了解。任何一個Web程序都是由單個或多個Web頁面，頁面上包含的內容，以及按鈕、表單等交互組件構成的。在本書中，我們會使用Flask操作HTML頁面；為了讓HTML頁面更加美觀，我們會使用CSS定義樣式，為了簡化編寫樣式的操作，我們會使用CSS框架，比如Bootstrap（http://getbootstrap.com/）；為了讓某些操作更加合理和方便，或為了給程序增加動畫效果，我們會使用Java Script來操作頁面元素，為了簡化編寫Java Script的工作，我們會使用Java Script庫j Query（https://jquery.com/）。

如果你還不熟悉這些內容，那么可以通過下面的網站來快速入門：

? W3Schools（https://www.w3schools.com）。

? MDN Web文檔（https://developer.mozilla.org/docs/Web）。

? Codecademy（https://www.codecademy.com）。

使用示例程序

示例程序均使用Git來管理程序版本，為了便于大家獲取示例程序，代碼均托管在Git Hub（https://github.com/）上。Git（https://git-scm.com/）是最流行的開源VCS（Version Control System，版本控制系統），大多數項目都使用它來追蹤文本文件（代碼）的變化。Git非常易于上手，如果你還不熟悉它，可以訪問Try Git（https://try.github.io/）來快速了解Git。

你可以訪問Git官網的下載頁面（https://git-scm.com/downloads）了解不同操作系統下Git的安裝方法，安裝成功后即可使用它來獲取示例程序。下面介紹了兩種使用示例程序的方式。

1．閱讀示例程序

因為示例程序都托管在Git Hub上，所以閱讀示例程序最簡單的方式是在瀏覽器中閱讀。在對應的章節，我們會給出示例程序在Git Hub上的倉庫鏈接。

如果要在本地閱讀，那么首先使用git clone命令把Git Hub上的示例程序克隆（即復制）到本地，以本書的項目倉庫為例：

        $ git clone https://github.com/greyli/helloflask.git

使用ls（即List）命令（Windows下使用dir命令）列出當前目錄下的文件信息，你會看到當前目錄中多了一個helloflask文件夾，這就是我們剛剛復制下來的項目倉庫。下面使用cd（即change directory）命令切換進這個文件夾：

        $ cd helloflask

現在你可以使用你喜歡的文本編輯器打開項目文件夾并準備閱讀了。建議使用輕量的文本編輯器來閱讀示例代碼，比如Atom（https://atom.io/）、Sublime Text（https://www.sublimetext.com/）或Notepad++（https://notepad-plus-plus.org/）。

在對應章節的開始處都會包含從Git Hub復制程序、創建虛擬環境并運行程序的基本步驟，你可以一邊閱讀源碼，一邊實際嘗試使用對應的程序功能。

示例程序根據章節內容設置了對應的標簽，每個標簽都對應了一個程序版本。你可以使用git tag-n命令查看當前項目倉庫中包含的所有標簽：

        $ git tag -n

使用git checkout命令即可簽出對應標簽版本的代碼，添加標簽名作為參數，比如：

        $ git checkout foo

在后面，書中會在每一次包含更改文件的章節提示應該簽出的標簽名。如果在執行新的簽出命令之前，你對文件做了修改，那么需要使用git reset命令來撤銷改動：

        $ git reset --hard

如果你想比較兩個版本之間的變化，可以使用git diff命令，添加比較的兩個標簽作為參數，比如：

        $ git diff foo bar

如果你想更直觀地查看版本變化，可以使用下面的命令打開內置的Git瀏覽客戶端：

        $ gitk

除了內置的Git客戶端，還有大量的第三方客戶端可以使用，詳情可以訪問https://git-scm.com/downloads/guis查看。另外，你也可以訪問Git Hub的Web頁面查看不同版本（標簽）的變化，即查看某項目兩個版本之間的變化可以訪問https://github.com/用戶名/倉庫名/compare/標簽A...標簽B，比如對foo和bar標簽進行比較可以訪問https://github.com/greyli/helloflask/compare/foo...bar。

最后，你可以定期使用git fetch命令來更新本地倉庫：

        $ git fetch --all
        $ git fetch --tags
        $ git reset --hard origin/master

2．改造示例程序

只看菜譜是不能學會烹飪的，自己動手編寫代碼才是學習Flask最有效的途徑。你可以在閱讀示例程序的同時編寫自己的Flask程序，將書中介紹的內容和實際的示例程序代碼作為參照。另外，你也可以創建一份示例程序的拷貝（派生，fork），這樣你就可以自由地修改示例程序的源碼，改造成你自己的示例程序。創建派生倉庫的主要步驟如下：

1）注冊一個Git Hub賬號（https://github.com）。

2）訪問示例程序的Git Hub倉庫頁面（比如https://github.com/greyli/helloflask），單擊右上角的Fork按鈕創建一個派生倉庫，如下圖所示。

3）在本地使用git clone命令復制新創建的派生倉庫，使用你的用戶名構建URL：

        $ git clone https://github.com/你的用戶名/helloflask.git

現在你可以在本地自由修改實例程序，并提交到你的Git Hub賬戶的遠程倉庫中了。

排版約定

Windows中的命令提示符為“>”，而Linux或mac OS中的命令提示符為“$”，本書中將統一使用美元符號（即“$”）作為命令提示符，比如：

        $ cd hello

命令提示符為三個大于號（即“>>>”）的表示Python Shell中輸入的代碼，比如：

        >>> import os

“$”或“>>>”標記的文本下方沒有命令提示符的文字表示輸出的字符，不需要打出，比如：

        $ cat hello.txt
        Hello, Flask!

為了節省篇幅，本書中的代碼片段沒有嚴格遵照PEP8的約定，比如類和函數之間的空行被縮減為1行。另外，出現過的導入語句和無關的代碼塊會被省略掉。為了節省篇幅，代碼中重復或不相干的部分都使用三個省略號代替，比如：

        def do_someting():
            ...
            if foo:
                return False
            return True

代碼、命令或URL中有時會使用“<”和“>”來標識演示內容，在實際輸入中并不需要寫出，比如：

        https://github.com/<你的用戶名>

因為在示例代碼中通常會引入大量隨機字符，這些隨機字符包含下面的使用規則。

? 列表1：spam、ham、eggs。

? 列表2：foo、bar、baz、qux、quux、quuz、corge、grault、garply、waldo、fred。

? 人名會使用Grey Li或grey。

? 網站會使用helloflask.com或example.com。

? 其他需要讀者自己修改的占位字符會使用類似your_password、you_email的文本。

最后，為了盡量讓正文保持簡潔，每一章新涉及的Python庫都會在第一小節前匯總列出對應的版本和相關鏈接（比如主頁、源碼和文檔）。因為大部分項目在Py PI上提供的介紹都不夠完善，除非程序有獨立的主頁，否則會優先使用Git Hub或Bit Bucket上的項目頁面作為主頁。

讀者反饋與疑問

由于筆者水平有限，編寫時間也比較倉促，書中難免有錯誤或者不全面的地方，在此懇請讀者朋友批評指正。

關于本書的疑問和反饋可以到本書在Git Hub上的項目倉庫Hello Flask（https://github.com/greyli/helloflask）中創建Issue并提交；書中的錯誤或筆誤可以修改倉庫中的勘誤文件（Errata.md）并提交Pull Request。

對于示例程序的疑問、反饋和改進建議可以到示例程序在Git Hub上的項目倉庫提交Issue或Pull Request，具體的網址可以在對應的章節看到。

當然，你也可以直接發郵件與筆者聯系，筆者的郵箱是withlihui@gmail.com。

本書的配套資源索引可以在本書的主頁http://helloflask.com/book上看到。另外，你可以訪問筆者的博客（http://greyli.com）或是知乎專欄“Hello，Flask!”（https://zhuanlan.zhihu.com/flask）閱讀更多與Flask相關的文章。

致謝

首先，感謝機械工業出版社華章公司的楊福川老師和李藝老師。因為楊老師的信任，才讓筆者有幸寫作這本書。本書能夠順利完成，離不開兩位老師的悉心指導，更離不開其他編輯的辛苦工作。

其次，感謝Flask社區和其他開源項目的貢獻者們創造了這一切，也感謝在Stack Overflow、Git Hub、Reddit和Wikipedia等網站貢獻知識的開發者們。

最后，感謝父母和奶奶這段時間的支持和幫助，也感謝女友魏瑤和弟弟家輝給予的鼓勵和陪伴。