Python菜鸟之路：Django 中间件

前言

　　在正式说Django中间件之前需要先了解Django一个完整的request的处理流程。我从其他网站扒了几张图过来。

图片一：

　　　　　　　　　　　　　　　　

文字流程说明：如图所示，一个 HTTP 请求，首先被转化成一个 HttpRequest 对象，然后该对象被传递给 Request 中间件处理，如果该中间件返回了Response，则直接传递给 Response 中间件做收尾处理。否则的话 Request 中间件将访问 URL 配置，确定哪个 view 来处理，在确定了哪个 view 要执行，但是还没有执行该 view 的时候，系统会把 request 传递给 View 中间件处理器进行处理，如果该中间件返回了Response，那么该 Response 直接被传递给 Response 中间件进行后续处理，否则将执行确定的 View 函数处理并返回 Response，在这个过程中如果引发了异常并抛出，会被 Exception 中间件处理器进行处理。

　　上边的描述基本上就包含了中间件的全部了。当然，还有一张更加具体的，包含了view函数中的模板渲染流程以及Model相关的东西，图示如下：

　　　　　　　　　　　　　　

第二张图中的几个步骤：

1. 用户通过浏览器请求一个页面

2.请求到达Request Middlewares，中间件对request做一些预处理或者直接response请求
3.URLConf通过urls.py文件和请求的URL找到相应的View

4.View Middlewares被访问，它同样可以对request做一些处理或者直接返回response

5.调用View中的函数

6.View中的方法可以选择性的通过Models访问底层的数据

7.所有的Model-to-DB的交互都是通过manager完成的

8.如果需要，Views可以使用一个特殊的Context

9.Context被传给Template用来生成页面

a.Template使用Filters和Tags去渲染输出

b.输出被返回到View

c.HTTPResponse被发送到Response Middlewares

d.任何Response Middlewares都可以丰富response或者返回一个完全不同的response

e.Response返回到浏览器，呈现给用户

Django中间件Middleware

　　Middleware并不是Django所独有的东西，在其他的Web框架中也有这种概念。在Django中，Middleware可以渗入处理流程的五个阶段(1.10版本是这样，有帖子说之前的版本是四个阶段，没有process_template_response)：

• request
• view
• template_response
• response
• exception

　　相应的，在每个Middleware类中都有

• process_request
• process_view
• process_template_response（如果view.function的return对象中，包含render方法，则执行该中间件，否则不执行）
• process_response
• process_exception

　　这五个方法。你可以定义其中任意一个或多个方法，这取决于你希望该Middleware作用于哪个处理阶段。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(老版本还会执行之前排序好的process_response,新版本直接返回)。

# Django项目创建后自带的中间件列表
MIDDLEWARE_CLASSES = [
    'django.middleware.security.SecurityMiddleware',
    'django.contrib.sessions.middleware.SessionMiddleware',
    'django.middleware.common.CommonMiddleware',
    'django.middleware.csrf.CsrfViewMiddleware',
    'django.contrib.auth.middleware.AuthenticationMiddleware',
    'django.contrib.auth.middleware.SessionAuthenticationMiddleware',
    'django.contrib.messages.middleware.MessageMiddleware',
    'django.middleware.clickjacking.XFrameOptionsMiddleware',
]

　　Django项目的安装并不强制要求任何中间件，如果你愿意，MIDDLEWARE_CLASSES可以为空。中间件出现的顺序非常重要：在request和view的处理阶段，Django按照MIDDLEWARE_CLASSES中出现的顺序来应用中间件，而在response和exception异常处理阶段，Django则按逆序来调用它们。也就是说，Django将MIDDLEWARE_CLASSES视为view函数外层的顺序包装子：在request阶段按顺序从上到下穿过，而在response则反过来。以下有图可以更好地帮助理解：

　　

class BaseHandler(object):

    def __init__(self):
        self._request_middleware = None
        self._view_middleware = None
        self._template_response_middleware = None
        self._response_middleware = None
        self._exception_middleware = None
        self._middleware_chain = None

    def load_middleware(self):
        """
        Populate middleware lists from settings.MIDDLEWARE (or the deprecated
        MIDDLEWARE_CLASSES).

        Must be called after the environment is fixed (see __call__ in subclasses).
        """
        self._request_middleware = []
        self._view_middleware = []
        self._template_response_middleware = []
        self._response_middleware = []
        self._exception_middleware = []

        if settings.MIDDLEWARE is None:
            warnings.warn(
                "Old-style middleware using settings.MIDDLEWARE_CLASSES is "
                "deprecated. Update your middleware and use settings.MIDDLEWARE "
                "instead.", RemovedInDjango20Warning
            )
            handler = convert_exception_to_response(self._legacy_get_response)
            for middleware_path in settings.MIDDLEWARE_CLASSES:
                mw_class = import_string(middleware_path)
                try:
                    mw_instance = mw_class()
                except MiddlewareNotUsed as exc:
                    if settings.DEBUG:
                        if six.text_type(exc):
                            logger.debug('MiddlewareNotUsed(%r): %s', middleware_path, exc)
                        else:
                            logger.debug('MiddlewareNotUsed: %r', middleware_path)
                    continue

                if hasattr(mw_instance, 'process_request'):
                    self._request_middleware.append(mw_instance.process_request)
                if hasattr(mw_instance, 'process_view'):
                    self._view_middleware.append(mw_instance.process_view)
                if hasattr(mw_instance, 'process_template_response'):
                    self._template_response_middleware.insert(0, mw_instance.process_template_response)
                if hasattr(mw_instance, 'process_response'):
                    self._response_middleware.insert(0, mw_instance.process_response)
                if hasattr(mw_instance, 'process_exception'):
                    self._exception_middleware.insert(0, mw_instance.process_exception)
        else:
            handler = convert_exception_to_response(self._get_response)
            for middleware_path in reversed(settings.MIDDLEWARE):
                middleware = import_string(middleware_path)
                try:
                    mw_instance = middleware(handler)
                except MiddlewareNotUsed as exc:
                    if settings.DEBUG:
                        if six.text_type(exc):
                            logger.debug('MiddlewareNotUsed(%r): %s', middleware_path, exc)
                        else:
                            logger.debug('MiddlewareNotUsed: %r', middleware_path)
                    continue

                if mw_instance is None:
                    raise ImproperlyConfigured(
                        'Middleware factory %s returned None.' % middleware_path
                    )

                if hasattr(mw_instance, 'process_view'):
                    self._view_middleware.insert(0, mw_instance.process_view)
                if hasattr(mw_instance, 'process_template_response'):
                    self._template_response_middleware.append(mw_instance.process_template_response)
                if hasattr(mw_instance, 'process_exception'):
                    self._exception_middleware.append(mw_instance.process_exception)

                handler = convert_exception_to_response(mw_instance)

        # We only assign to this when initialization is complete as it is used
        # as a flag for initialization being complete.
        self._middleware_chain = handler