目錄

一、路由系統理解

系統功能：根據使用者訪問的不同url，執行對應的檢視函式。 web伺服器可以根據使用者訪問的url地址的不同，返回相應的html頁面，而html的頁面渲染由檢視函式處理，這就需要有一個模組負責分析使用者訪問的url地址，並根據預先定義的對映規則，將請求分發到不同的檢視函式中進一步處理，負責這個工作的模組就是web框架中的路由系統。路由系統的工作總結起來就是：制定路由規則，分析url，分發請求到響應檢視函式中。

路由系統的路由功能基於路由表，路由表是預先定義好的url和檢視函式的對映記錄，換句話說，可以理解成將url和檢視函式做了繫結，對映關係有點類似一個python字典:

url_to_view_dic = {
    '路徑1': view_func_1,
    '路徑2': view_func_2,
    '路徑n': view_func_n,
    ...
}

路由表的建立是控制層面，需要在實際業務啟動前就準備完畢，即：先有路由，後有業務。 一旦路由準備完畢，業務的轉發將會完全遵從路由表的指導：

去往路徑1的request --> 被路由器分發到view_func_1函式處理
去往路徑2的request --> 被路由器分發到view_func_2函式處理
去往路徑n的request --> 被路由器分發到view_func_n函式處理
...
 

二、路由系統功能劃分

路由系統的本質功能是：指路，針對一次路由請求，返回下一跳轉發地址。 任何路由系統都將涵蓋至少如下兩個核心功能：

路由器的核心功能：(非常重要!!!!) 1、建立路由表（控制層面） ----> 使用者定義 2、路由分發（轉發層面） ----> django框架自動處理

三、路由表建立

建立工具

django框架中的工具：re_path和path 所有的web請求都將以django專案目錄下的urls.py檔案作為路由分發主入口,所以如果要完成最簡單的路由功能，只需要在此檔案中預先配置好路由表即可。re_path是django v1的工具，path是django v2

# 專案urls.py檔案, 目前兩種工具可以任選使用
re_path(r'home/', views.index)
path('articles/<int:id>', views.show_article) 

路由的匹配順序是自上而下，一旦匹配即執行對應檢視函式，便不再繼續匹配。 所以路由表條目的順序很重要，有嚴格要求的路徑應該放前面，寬鬆要求甚至可以聚合的路徑應該放後面。匹配成功後的檢視函式以如下形式執行：

# 執行介面: view_func(request, *args, **kw)
# 引數是固定的request物件以及由re_path或path捕獲的無名分組/有名分組引數

views.index(request)
views.show_article(request, id)

如下是一張簡單的路由表配置：

# urls.py檔案

urlpatterns = [
    # 自帶後臺管理頁面路由
    path('admin/', admin.site.urls),
    
    # 新增
    re_path(r'^add/author/$', views.add_author),
    re_path(r'^add/book/$', views.add_book),
    
    # 刪除
    re_path(r'delete/author/(\d+)', views.delete_author),
    re_path(r'delete/book/(\d+)', views.delete_book),
    
    # 修改
    re_path(r'edit/author/(\d+)', views.edit_author),
    re_path(r'edit/book/(\d+)', views.edit_book),
]

特別注意1，django路由系統只會針對url進行匹配，並不會再額外考慮method或者其他request中的屬性，這也意味著僅僅只需考慮url即可。（當然，我覺得後續如有需要，可以增加匹配因子，以便做到更精準的匹配）

特別注意2，在瀏覽器中訪問某一個url，如果路徑結尾沒有新增/，在django框架中會被自動新增結尾的/。在路由表中，匹配路徑的時候要關注/，即：re_path(r'home/')，換句話說，可以認為在django的環境下，路徑pathinfo是必須有後導/的。

二級路由

二級路由的意思就是把專案urls檔案中的路由整理劃分，分佈到各自的應用目錄urls檔案中，以此實現： 1、降低專案urls路由檔案中路由數量，由各自應用urls路由檔案承擔 2、解耦整個專案的路由表，出現路由問題的時候可以單獨在二級路由表中處理 3、多級路由以樹形結構執行查詢，在路由數量很大的時候，可以比單路由表有更快的查詢速度

用include實現二級路由表,二級路由會將在一級路由匹配到的url截斷後再發送給子路由表繼續匹配。以如下一級路由表為例，如果伺服器收到一個http://www.xxx.com:8080/game/user/add/?name=a&pswd=b的請求，首先會匹配一級路由表中的game/並將截斷後的user/add/傳送到二級路由表繼續匹配。

re_path(r'game/', include('game_app.urls')),
re_path(r'chat/', include('chat_app.urls')),
re_path(r'vidio/', include('vidio_app,urls'),

路由別名

因為路由url會被頻繁引用，所以會帶來修改時工作量過大的問題，解決辦法是啟用一個別名來代替url原始url，在所有引用的地方使用別名，這樣原始url不論如何修改，都會被正確指向。當然，這個前提是，別名不能發生修改，否則同樣要變動所有引用此別名的地方，所以別名的定義非常重要。此外，路由別名的作用域是全域性，它是一個全域性變數，這也意味著使用路由別名也有重名覆蓋的風險。 使用路由別名的目的是獲取原始url，如果原url有動態部分，需要在解析的時候傳入對應引數來明確動態部分。

路由別名重名覆蓋風險的解決方法： 1、在全域性urls中定義每一個二級路由的namespace 2、在每一個二級路由urls中定義app_name 3、在別名定義的時候加上區分字首如：app01-home, app02-home

別名的使用場景：

# 在模板中使用：
{% url '別名' *args, **kw %}

# 在檢視函式中使用：
reverse('別名', *args, **kw)

動態路由及重定向

動態路由 所謂的動態路由，其實就是聚合大量同類的url，並用re規則執行匹配並獲取動態資料部分。

# re_path:
re_path(r'articles/(?P<id>\d+)'), show_article)  ---> show_article(request, id=id)

# path:
path('articles/<int:id>', show_article) ---> show_article(request, id=id)

重定向 return redirect(某一個具體網址，可來自於反向解析的結果)

四、自定義錯誤頁面

固定流程如下： settings.py中DEBUG改為False，ALLOWD_HOSTS改為['*'] templates中新建對應的404.html, 500.html等 urls中定義:

handler404 = views.page_not_found
handler500 = views.server_error

views中配置對應函式：

def page_not_found(request):
    return render(request, '404.html')
    
def server_error(request):
    return render(request, '500.html')

五、圖示路由系統在框架中的定位

每次請求到伺服器，執行路由的流程圖

虛擬碼實現以上圖示

# 啟動路由分發過程
def route(environ, route_table):
    url = environ.url
    view_func = None
    
    # 遍歷路由表
    for map in route_table:
        if url == map[0]:
            view_func= map[1]
            break

    return view_func

# 執行檢視函式處理過程
def start_handle(environ, view_func):
    if view_func:
        return view_func(environ)
    else:
        return page_not_found(environ)

# web伺服器主迴圈
def run():
    # 迴圈處理每一次的請求
    while True:
        # 從tcp中獲取當前客戶端請求的http位元組資料
        request_bytes = server.recv(1024)

        # 根據http協議解析，得到http資料
        request_http_data = http_parse(request_bytes.decode('utf-8'))

        # web框架進一步處理http資料，封裝成方便使用的environ物件
        environ = build_environ(request_http_data)

        # 根據當前請求的url，在路由表中找到對應的檢視函式 ---> 路由系統的工作介面
        view_func = route(environ, route_table)

        # 啟動檢視函式，處理當前請求的具體內容, 返回處理結果
        response = start_handle(environ, view_func)

        # 按照http協議拆解web框架封裝好的response物件，得到http字串
        response_http_data = http_encapsulation(response)

        # 傳送http位元組資料給客戶端
        server.send(response_http_data.encode('utf-8'))

if __name__ == '__main__':
    run()

六、路由系統的進階想法

進階考慮： 路由器收到請求request後，轉發到後端另一臺機器上執行，然後使用協程非同步，處理其他的reqeust請求。如果請求得到的響應，再切換回協程，然後執行響應。這樣可以實現入口伺服器作為所有請求的承接者，然後轉發到對應的後面不同業務伺服器處理各自的業務，可以把業務分離到不同的機器上，而且此時入口伺服器也可以處理併發請求。 即：多個伺服器上均部署django，多臺伺服器之間的django可以相互通訊，這樣可以實現一個類似伺服器叢集的效果，可以完成負載均衡和備份的效果。