Flask 快速精通：從入門到實戰的輕量級 Web 框架指南

Flask 作為 Python 生態中最受歡迎的輕量級 Web 框架，以其簡潔靈活的設計理念贏得了開發者的青睞。本文將系統梳理 Flask 的核心概念與實戰技巧，幫助你快速掌握這一強大框架。

一、Flask 框架概述

1.1 輕量級框架的核心特性

Flask 誕生于 2010 年，由 Armin Ronacher 開發，基于 Werkzeug 工具箱和 Jinja2 模板引擎構建。其核心特性包括：

微型內核設計：僅包含路由、請求 / 響應處理等核心功能
擴展豐富：通過第三方擴展實現 ORM、認證、郵件等功能
WSGI 兼容：支持 Gunicorn、uWSGI 等生產環境服務器
異步支持：2.0 版本后引入異步編程支持

1.2 與 Django 的框架對比

特性	Flask	Django
框架重量	輕量級（需自行集成擴展）	重量級（內置完整功能）
ORM	需 Flask-SQLAlchemy 擴展	內置 ORM
路由系統	靈活的裝飾器路由	集中式 URL 配置
開發模式	高度定制化	約定大于配置
適合場景	小型項目、API 服務	大型復雜項目

二、快速入門：從環境搭建到第一個應用

2.1 環境準備與項目創建

# 創建虛擬環境
conda create -n flask python=3.9
conda activate flask# 安裝Flask
pip install flask -i https://pypi.douban.com/simple

2.2 第一個 Flask 應用

# manage.py
from flask import Flaskapp = Flask(__name__)@app.route("/")
def index():return "<h1>Hello Flask!</h1>"if __name__ == '__main__':app.run(host="0.0.0.0", port=5000, debug=True)

2.3 路由系統詳解

2.3.1 基礎路由定義

@app.route("/user/<int:user_id>")
def user_detail(user_id):return f"用戶ID: {user_id}"

2.3.2 路由參數轉換器

Flask 內置多種參數轉換器：

string：默認字符串類型（不包含斜杠）
int：整數類型
float：浮點數類型
path：包含斜杠的字符串
uuid：UUID 格式字符串

2.3.3 自定義正則路由

from werkzeug.routing import BaseConverterclass RegexConverter(BaseConverter):def __init__(self, url_map, regex):super().__init__(url_map)self.regex = regexapp.url_map.converters['re'] = RegexConverter@app.route("/phone/<re('1[3-9]\\d{9}'):phone>")
def send_sms(phone):return f"向{phone}發送短信"

三、請求與響應處理

3.1 請求數據獲取

Flask 通過?request?對象封裝請求數據：

from flask import request, jsonify@app.route("/api/data", methods=["POST"])
def process_data():# 獲取查詢參數query_param = request.args.get("key")# 獲取表單數據form_data = request.form.get("username")# 獲取JSON數據json_data = request.json# 獲取文件上傳if "file" in request.files:file = request.files["file"]file.save("./uploads/" + file.filename)return jsonify({"status": 200,"data": "處理成功"})

3.2 響應處理與狀態碼

from flask import make_response, redirect, url_for@app.route("/response")
def handle_response():# 簡單字符串響應return "普通響應", 200# JSON響應return jsonify({"message": "JSON響應"})# 重定向響應return redirect(url_for("index"))# 自定義響應頭response = make_response("自定義響應")response.headers["X-Company"] = "Flask教程"return response

四、會話控制與狀態管理

4.1 Cookie 操作

from flask import make_response, request@app.route("/set-cookie")
def set_cookie():response = make_response("Cookie已設置")response.set_cookie("username", "xiaoming", max_age=3600)return response@app.route("/get-cookie")
def get_cookie():username = request.cookies.get("username")return f"獲取到Cookie: {username}"

4.2 Session 管理

from flask import sessionapp.config["SECRET_KEY"] = "your_secret_key"  # 必須設置密鑰@app.route("/login")
def login():session["user_id"] = 1001session["is_login"] = Truereturn "登錄成功"@app.route("/profile")
def profile():if session.get("is_login"):return f"用戶ID: {session.get('user_id')}"return "請先登錄", 401

五、模板引擎與視圖渲染

5.1 Jinja2 模板基礎

<!-- templates/index.html -->
<!DOCTYPE html>
<html lang="zh-CN">
<head><title>{{ title }}</title>
</head>
<body><h1>{{ content }}</h1><ul>{% for item in data_list %}<li>{{ loop.index }}. {{ item.name }}</li>{% endfor %}</ul>
</body>
</html>

from flask import render_template@app.route("/template")
def render_template_demo():return render_template("index.html",title="Flask模板示例",content="歡迎使用Jinja2模板",data_list=[{"name": "項目1"}, {"name": "項目2"}])

5.2 模板過濾器與繼承

# 自定義過濾器
@app.template_filter("mobile_mask")
def mask_mobile(mobile):return mobile[:3] + "****" + mobile[-4:]# 在模板中使用
{{ user.mobile | mobile_mask }}

<!-- 基礎模板 base.html -->
<!DOCTYPE html>
<head><title>{% block title %}Flask應用{% endblock %}</title>{% block styles %}{% endblock %}
</head>
<body><header>網站頭部導航</header><main>{% block content %}{% endblock %}</main><footer>版權信息</footer>
</body>
</html><!-- 子模板 -->
{% extends "base.html" %}
{% block title %}用戶列表{% endblock %}
{% block content %}<h2>用戶列表頁面</h2><ul>{% for user in users %}<li>{{ user.name }}</li>{% endfor %}</ul>
{% endblock %}

六、數據庫操作與 ORM

6.1 Flask-SQLAlchemy 配置

from flask_sqlalchemy import SQLAlchemyapp.config["SQLALCHEMY_DATABASE_URI"] = "mysql+pymysql://root:123@localhost:3306/flask_demo"
app.config["SQLALCHEMY_TRACK_MODIFICATIONS"] = False
app.config["SQLALCHEMY_ECHO"] = True  # 開發環境顯示SQL語句db = SQLAlchemy(app)

6.2 模型定義與 CRUD 操作

class User(db.Model):id = db.Column(db.Integer, primary_key=True)username = db.Column(db.String(50), unique=True)email = db.Column(db.String(100))posts = db.relationship("Post", backref="author", lazy="dynamic")class Post(db.Model):id = db.Column(db.Integer, primary_key=True)title = db.Column(db.String(100))content = db.Column(db.Text)user_id = db.Column(db.Integer, db.ForeignKey("user.id"))# 創建數據
user = User(username="xiaoming", email="xiaoming@example.com")
db.session.add(user)
db.session.commit()# 查詢數據
all_users = User.query.all()
user_by_id = User.query.get(1)
users_by_email = User.query.filter_by(email="xiaoming@example.com").first()# 更新數據
user.username = "new_name"
db.session.commit()# 刪除數據
db.session.delete(user)
db.session.commit()

6.3 復雜查詢與關聯關系

# 多條件查詢
young_users = User.query.filter(User.age < 30,User.is_active == True
).order_by(User.id.desc()).all()# 連表查詢
post_with_author = db.session.query(Post, User).join(User, Post.user_id == User.id
).filter(Post.id == 1).first()# 聚合查詢
from sqlalchemy import funcuser_count = db.session.query(func.count(User.id)).scalar()
avg_age = db.session.query(func.avg(User.age)).scalar()

七、藍圖與項目模塊化

7.1 藍圖創建與注冊

# users/blueprint.py
from flask import Blueprintusers_bp = Blueprint("users", __name__, url_prefix="/users")@users_bp.route("/")
def list_users():return "用戶列表"@users_bp.route("/<int:user_id>")
def user_detail(user_id):return f"用戶詳情: {user_id}"# 主應用注冊藍圖
from users.blueprint import users_bpapp.register_blueprint(users_bp)

7.2 藍圖項目結構

project/
├── app/
│   ├── __init__.py
│   ├── models.py
│   ├── main/
│   │   ├── __init__.py
│   │   └── views.py
│   ├── users/
│   │   ├── __init__.py
│   │   ├── models.py
│   │   └── views.py
│   └── templates/
│       ├── base.html
│       ├── main/
│       │   └── index.html
│       └── users/
│           └── profile.html
├── manage.py
└── requirements.txt

八、請求鉤子與異常處理

8.1 請求生命周期鉤子

@app.before_first_request
def before_first_request():print("處理第一個請求前執行")@app.before_request
def before_request():print("每個請求前執行")# 可用于認證校驗if not session.get("is_login") and request.path != "/login":return redirect("/login")@app.after_request
def after_request(response):print("請求處理后執行")response.headers["X-Processed-By"] = "Flask"return response@app.teardown_request
def teardown_request(exception):print("請求結束后執行")if exception:print(f"異常發生: {exception}")

8.2 異常處理機制

from flask import abort@app.route("/user/<int:user_id>")
def get_user(user_id):user = User.query.get(user_id)if not user:abort(404)  # 拋出404異常return f"用戶: {user.username}"@app.errorhandler(404)
def page_not_found(e):return "頁面未找到", 404@app.errorhandler(500)
def internal_server_error(e):return "服務器內部錯誤", 500

九、生產部署與最佳實踐

9.1 部署方案

# 安裝Gunicorn
pip install gunicorn# 啟動命令
gunicorn -w 4 -b 0.0.0.0:8000 manage:app# 使用Nginx反向代理
server {listen 80;server_name your_domain.com;location / {proxy_pass http://127.0.0.1:8000;proxy_set_header Host $host;proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;}
}

9.2 配置管理最佳實踐

# config.py
class Config:SECRET_KEY = "default_secret_key"SQLALCHEMY_TRACK_MODIFICATIONS = Falseclass DevelopmentConfig(Config):DEBUG = TrueSQLALCHEMY_ECHO = Trueclass ProductionConfig(Config):DEBUG = FalseSQLALCHEMY_ECHO = False# 生產環境數據庫配置# 加載配置
app.config.from_object("config.DevelopmentConfig")