浅谈tornado项目应用设计
一.预备知识
最近开始尝试做一些tornado商城项目，在开始之前需要引入一些项目设计知识，如接口，抽象方法抽象类，组合，程序设计原则等，个人理解项目的合理设计可增加其灵活性，降低数据之间的耦合性，提高稳定性，下面介绍一些预备知识
1.接口
其实py中没有接口这个概念。要想实现接口的功能,可以通过主动抛出异常来实现
接口作用：对派生类起到限制的作用
例:
#!/usr/bin/env python # -*- coding: utf-8 -*- """ 接口，python中的接口，通过在父类中主动抛出异常实现 接口的作用:起到了限制的作用 """ class IFoo: def fun1(self): pass raise Exception("----") class Bar(IFoo): def fun1(self): #方法名必须和父类中的方法名相同，不然没办法正常执行，会抛出异常 print("子类中如果想要调用父类中的方法，子类中必须要有父类中的方法名") def fun2(self): print("test") obj = Bar() obj.fun2()
2.抽象方法抽象类
抽象类，抽象方法是普通类和接口的综合，即可以继承也可以起到限制作用
由于python 本身没有抽象类、接口的概念，所以要实现这种功能得abc.py 这个类库，具体实现方法如下 :
#!/usr/bin/env python # -*- coding: utf-8 -*- """ 抽象类，抽象方法 抽象类，抽象方法是普通类和接口的综合，即可以继承也可以起到限制作用 """ import abc class Foo(metaclass=abc.ABCMeta): def fun1(self): print("fun1") def fun2(self): print("fun2") @abc.abstractclassmethod def fun3(self): pass class Bar(Foo): def fun3(self): print("子类必须有父类的抽象方法名，不然会抛出异常") obj = Bar() obj.fun1() obj.fun2() obj.fun3()
3.组合
python中“多用组合少用继承”，因为继承的偶合性太强，可以把基类，当做参数传入派生类中，用于解偶
如;
#!/usr/bin/env python # -*- coding: utf-8 -*- #继承 class Animals: def eat(self): print(self.Name + " eat") def drink(self): print(self.Name + " drink") class Person(Animals): def __init__(self, name): self.Name = name def think(self): print(self.Name + " think") obj = Person("user1") obj.drink() obj.eat() obj.think()
class Animals: def __init__(self,name): self.Name = name def eat(self): print(self.Name + " eat") def drink(self): print(self.Name + " drink") class Person: def __init__(self, obj): self.obj = obj def eat(self): self.obj.eat() def think(self,name): print(name + " think") animals = Animals("animals") obj = Person(animals) obj.think("person") obj.eat()
4.依赖注入
刚接触理解的比较浅显
像上一例中，如果有多层关系时，需要传入多个对象，为了解决这个问题就引入了依赖注入，如上例在Person类实例化时自动传入Animals对象
那么，在引入依赖注入时先了解一下python类实例化过程中背后做了什么事情
class Foo: def __init__(self): self.name = 111 def fun(self) print(self.name) obj = Foo() #obj是Foo的实例化对象
在python中一切皆对象，Foo是通过type类创建的
例：
#!/usr/bin/env python # -*- coding:utf-8 -*- class MyType(type): def __call__(cls, *args, **kwargs): obj = cls.__new__(cls, *args, **kwargs) obj.__init__(*args, **kwargs) return obj class Foo(metaclass=MyType): def __init__(self, name): self.name = name def f1(self): print(self.name)
解释器解释： 1.遇到 class Foo，执行type的__init__方法 1.Type的init的方法里做什么么呢？不知道 obj = Foo(123) 3.执行Type的 __call__方法 执行Foo类的 __new__方法 执行Foo类的 __init__ 方法
先来了解几个概念
new 和 __init()和__metaclass__:
-
__new__函数是实例一个类所要调用的函数,每当我们调用obj = Foo()来实例一个类时,都是先调用__new__()
-
然后再调用__init__()函数初始化实例. __init__()在__new__()执行后执行,
-
类中还有一个属性 __metaclass__，其用来表示该类由 谁 来实例化创建，所以，我们可以为 __metaclass__ 设置一个type类的派生类，从而查看 类 创建的过程。
那么依赖注入的实现方法，自定义一个type方法，实例化类的时候指定由自定义的type方法创建，具体实现方法如下:
#!/usr/bin/env python # -*- coding: utf-8 -*- # 依赖注入应用 #DI class Mapper: __mapper_relation ={} @staticmethod def register(cls,value): Mapper.__mapper_relation[cls] = value @staticmethod def exist(cls): if cls in Mapper.__mapper_relation: return True return False @staticmethod def value(cls): return Mapper.__mapper_relation[cls] class MyType(type): def __call__(self, *args, **kwargs): obj = self.__new__(self, *args, **kwargs) arg_list = list(args) if Mapper.exist(self): value=Mapper.value(self) arg_list.append(value) obj.__init__(*arg_list, **kwargs) return obj #定义由谁来实例化 class Foo(metaclass=MyType): def __init__(self,name): self.name = name def f1(self): print(self.name) class Bar(metaclass=MyType): def __init__(self,name): self.name = name def f1(self): print(self.name) Mapper.register(Foo,"test1") Mapper.register(Bar,"test12") f=Foo() print(f.name)
5.程序的设计原则
1. 单一责任原则
一个对象只对一个元素负责
优点;
消除耦合，减小因需求变化引起代码僵化
2.开放封闭原则
对扩展开放，对修改关闭
优点：
按照OCP原则设计出来的系统，降低了程序各部分之间的耦合性，其适应性、灵活性、稳定性都比较好。当已有软件系统需要增加新的功能时，
不需要对作为系统基础的抽象层进行修改，只需要在原有基础上附加新的模块就能实现所需要添加的功能。增加的新模块对原有的模块完全没有影响或影响很小，
这样就无须为原有模块进行重新测试
如何实现 ？
在面向对象设计中，不允许更必的是系统的抽象层，面允许扩展的是系统的实现层，所以解决问题的关键是在于抽象化。
在面向对象编程中，通过抽象类及接口，规定具体类的特征作为抽象层，相对稳定，不需要做更改的从面可以满足“对修改关闭”的原则；而从抽象类导出的具体 类可以
改变系统 的行为，从而满足“对扩展开放的原则"
3.里氏替换原则
可以使用任何派生类替换基类
优点：
可以很容易的实现同一父类下各个子类的互换，而客户端可以毫不察觉
4.接口分享原则
对于接口进行分类避免一个接口的方法过多，避免”胖接口"
优点：
会使一个软件系统功能扩展时，修改的压力不会传到别的对象那里
如何实现 ?
得用委托分离接口
利用多继承分离接口
5.依赖倒置原则
隔离关系，使用接口或抽象类代指
高层次的模块不应该依赖于低层次的模块，而是，都应该依赖于抽象
优点：
使用传统过程化程序设计所创建的依赖关系，策略依赖于细节，这是糟糕的，因为策略受到细节改变的影响。
依赖倒置原则使细节和策略都依赖于抽象，抽象的稳定性决定了系统的稳定性
6.依赖注入和控制反转原则
使用钩子再原来执行流程中注入其他对象
二.tornado项目设计实例
此实例只包含登录，写此实例目的在于更好的理解及应用以上的内容
1.目录规划
注:
Infrastructure 目录：公共组件目录
Model:业务逻辑处理目录
Repository: 数据仓库及数据处理目录
Statics：静态文件目录如（css,js,images等)
UIAdmin: UI层
Views:模板文件目录
Application.py ： 服务启动文件
2.业务访问流程
介绍完目录规划，那就来讲讲业务访问流程及数据走向
- 启动服务后，客户端访问URL，根据tornado路由找到相对的handler进行处理
- 找到handler后其相对方法(get/post/delete/put)中调用Model逻辑处理层方法进行处理并接收处理结果
- Model逻辑处理层需
- 创建接口
- 建模
- 创建协调层
创建完之后 ，由协调层（这里通用Services)调用数据层方法并接收处理结果返回给handler
4.数据处理层接收到Model调用后，处理数据并将数据返回给Model业务逻辑处理层
5.最终handler接收到最终结果，进行判断处理，并将处理结果返回给用户
3.具体实施
按照以上的访问流程来看配置文件
1.启动文件，路由关系配置
#!/usr/bin/env python # -*- coding:utf-8 -*- import tornado.ioloop import tornado.web from UIAdmin.Controllers import Account from UIAdmin.Controllers import Region from UIAdmin.Controllers import Customer from UIAdmin.Controllers import Merchant from UIAdmin import mapper settings = { 'template_path': 'Views', 'static_path': 'Statics', 'static_url_prefix': '/statics/', } application = tornado.web.Application([ (r"/login", Account.LoginHandler), (r"/check", Account.CheckCodeHandler), ],**settings) if __name__ == "__main__": application.listen(8000) tornado.ioloop.IOLoop.instance().start()
注:
settings 中指定配置，如模板文件路径，静态文件路径等
application ：路由配置，那个路径由那个handler进行处理
2.handler配置
#!/usr/bin/env python # -*- coding: utf-8 -*- import io from Infrastructure.Core.HttpRequest import BaseRequestHandler from Infrastructure.utils import check_code from Model.User import UserService class LoginHandler(BaseRequestHandler): def get(self, *args, **kwargs): self.render("Admin/Account/login.html") def post(self, *args, **kwargs): username = self.get_argument("username",None) email = self.get_argument("email",None) pwd = self.get_argument("pwd",None) code = self.get_argument("checkcode",None) service = UserService() result = service.check_login(user=username,email=email,pwd=pwd) #obj封装了所有的用户信息，UserModel对象 if result and code.upper() == self.session["CheckCode"].upper(): self.session['username'] = result.username self.redirect("/ProvinceManager.html") else: self.write("alert('error')")
handler中主要是针对数据访问方式的不同，给出不同的处理方法，并将结果返回给客户端
3.Model 逻辑处理层
逻辑处理层中，着重看的有三点
- 建模
- 接口
- 协调
建模
#!/usr/bin/env python # -*- coding: utf-8 -*- #建模 from Infrastructure.DI.Meta import DIMetaClass class VipType: VIP_TYPE = ( {'nid': 1, 'caption': '铜牌'}, {'nid': 2, 'caption': '银牌'}, {'nid': 3, 'caption': '金牌'}, {'nid': 4, 'caption': '铂金'}, ) def __init__(self, nid): self.nid = nid def get_caption(self): caption = None for item in VipType.VIP_TYPE: if item['nid'] == self.nid: caption = item['caption'] break return caption caption = property(get_caption) class UserType: USER_TYPE = ( {'nid': 1, 'caption': '用户'}, {'nid': 2, 'caption': '商户'}, {'nid': 3, 'caption': '管理员'}, ) def __init__(self, nid): self.nid = nid def get_caption(self): caption = None for item in UserType.USER_TYPE: if item['nid'] == self.nid: caption = item['caption'] break return caption caption = property(get_caption) class UserModel: def __init__(self, nid, username,password, email, last_login, user_type_obj, vip_type_obj): self.nid = nid self.username = username self.email = email self.password = password self.last_login = last_login self.user_type_obj = user_type_obj self.vip_type_obj = vip_type_obj
接口
IUseRepository类：接口类，用于约束数据库访问类的方法
class IUserRepository: def fetch_one_by_user(self,user,pwd): """ 根据用户名和密码获取对象 :param user: :param pwd: :return: """ def fetch_one_by_email(self, user, pwd): """ 根据邮箱和密码获取对象 :param user: :param pwd: :return: """
协调
协调作用主要是调用数据处理层的方法，并将数据处理层处理后的结果返回给它的上一层的调度者
class UserService(metaclass=DIMetaClass): def __init__(self, user_repository): """ :param user_repository: 数据仓库对象 """ self.userRepository = user_repository def check_login(self,user,email,pwd): if user: #数据仓库执行SQL后返回的字典 #{"nid":1,username:xxx,vip:2,usertype:1} ret = self.userRepository.fetch_one_by_user(user,pwd) else: ret = self.userRepository.fetch_one_by_email(email,pwd) return ret
4.Repository数据处理层
将处理后结果（usermodel对象)返回给上一层调度者(UserService)
#!/usr/bin/env python # -*- coding:utf-8 -*- #数据表创建 from sqlalchemy.ext.declarative import declarative_base from sqlalchemy import Column from sqlalchemy import Integer, Integer, CHAR, VARCHAR, ForeignKey, Index, DateTime, DECIMAL, TEXT from sqlalchemy.orm import sessionmaker, relationship from sqlalchemy import create_engine engine = create_engine("mysql+pymysql://root:123@127.0.0.1:3306/ShoppingDb?charset=utf8", max_overflow=5) Base = declarative_base() class Province(Base): """ 省 """ __tablename__ = 'province' nid = Column(Integer, primary_key=True) caption = Column(VARCHAR(16), index=True) class City(Base): """ 市 """ __tablename__ = 'city' nid = Column(Integer, primary_key=True) caption = Column(VARCHAR(16), index=True) province_id = Column(Integer, ForeignKey('province.nid')) class County(Base): """ 县（区） """ __tablename__ = 'county' nid = Column(Integer, primary_key=True) caption = Column(VARCHAR(16), index=True) city_id = Column(Integer, ForeignKey('city.nid')) class UserInfo(Base): """ 用户信息 """ __tablename__ = 'userinfo' nid = Column(Integer, primary_key=True) USER_TYPE = ( {'nid': 1, 'caption': '用户'}, {'nid': 2, 'caption': '商户'}, {'nid': 3, 'caption': '管理员'}, ) user_type = Column(Integer) VIP_TYPE = ( {'nid': 1, 'caption': '铜牌'}, {'nid': 2, 'caption': '银牌'}, {'nid': 3, 'caption': '金牌'}, {'nid': 4, 'caption': '铂金'}, ) vip = Column(Integer) username = Column(VARCHAR(32)) password = Column(VARCHAR(64)) email = Column(VARCHAR(64)) last_login = Column(DateTime) ctime = Column(DateTime) __table_args__ = ( Index('ix_user_pwd', 'username', 'password'), Index('ix_email_pwd', 'email', 'password'), )
#!/usr/bin/env python # -*- coding: utf-8 -*- from Model.User import IUserRepository from Model.User import UserModel from Model.User import UserType from Model.User import VipType from Repository.Admin.DbConnection import DbConnection class UserRepository(IUserRepository): def __init__(self): self.db_conn = DbConnection() def fetch_one_by_email(self, email, password): ret = None cursor = self.db_conn.connect() sql = """select nid,username,password,email,last_login,vip,user_type from userinfo where email=%s and password=%s""" cursor.execute(sql, (email, password)) db_result = cursor.fetchone() self.db_conn.close() print(type(db_result), db_result) if db_result: ret = UserModel(nid=db_result['nid'], username=db_result['username'], password=db_result['password'], email=db_result['email'], last_login=db_result['last_login'], user_type_obj=UserType(nid=db_result['user_type']), vip_type_obj=VipType(nid=db_result['vip']),) return ret return db_result def fetch_one_by_user(self, username, password): ret = None cursor = self.db_conn.connect() sql = """select nid,username,password,email,last_login,vip,user_type from userinfo where username=%s and password=%s""" cursor.execute(sql, (username, password)) db_result = cursor.fetchone() self.db_conn.close() if db_result: #建模，将usermodel对象返回给上一层调用者，因为要向用户展示的user_type不可能为1，2这些数据而应该是相对的caption ret = UserModel(nid=db_result['nid'], username=db_result['username'], password=db_result['password'], email=db_result['email'], last_login=db_result['last_login'], user_type_obj=UserType(nid=db_result['user_type']), vip_type_obj=VipType(nid=db_result['vip']),) return ret return db_result
5.Handler最终处理
接收到最终处理结果后判断，并返回数据给用户
注:
有没有注意到UserService是怎么和数据处理层建立联系的？
这里我们用到了依赖注入，具体配置如下:
#!/usr/bin/env python # -*- coding:utf-8 -*- #依赖注入 class DIMapper: __mapper_dict = {} @staticmethod def inject(cls, arg): if cls not in DIMapper.__mapper_dict: DIMapper.__mapper_dict[cls] = arg @staticmethod def get_mappers(): return DIMapper.__mapper_dict class DIMetaClass(type): def __call__(cls, *args, **kwargs): # 获取配置的对应的对象，携带进入 obj = cls.__new__(cls, *args, **kwargs) mapper_dict = DIMapper.get_mappers() if cls in mapper_dict: cls.__init__(obj, mapper_dict[cls]) else: cls.__init__(obj, *args, **kwargs) return obj
#!/usr/bin/env python # -*- coding: utf-8 -*- # 依赖注入绑定 from Infrastructure.DI import Meta from Model.User import UserService from Repository.Admin.UserRepository import UserRepository Meta.DIMapper.inject(UserService,UserRepository())
6.静态文件代码
<!DOCTYPE html> <html> <head> <meta http-equiv="Content-Type" content="text/html; charset=UTF-8"/> <meta name="viewport" content="width=device-width" /> <meta http-equiv="X-UA-Compatible" content="IE=8" /> <title>购物商城</title> <link href="/statics/Admin/Css/common.css" rel="stylesheet" /> <link href="/statics/Admin/Css/account.css" rel="stylesheet" /> </head> <body> <div class="account-container bg mt10"> <div class='header clearfix'> <div> <a href="/home/index"> <img src="/statics/Admin/Images/mll_logo.gif"> </a> </div> </div> </div> <div class='account-container mt30'> <div class='body clearfix pd10' style='position: relative;'> <div class='logo left'> <img style='height:350px;' src="/statics/Admin/Images/login_logo.png" /> </div> <div class='login left mt30'> <form id='Form' action='/login' method='POST'> <div class='group mt10'> <label class='tip'><span class="red">*</span>用户名：</label> <input type='text' require='true' label='用户名' Field='string' range='4-40' name='username' /> <i class='i-name'></i> </div> <div class='group'> <label class='tip'><span class="red">*</span>密码：</label> <input type='password' require='true' label='密码' min-len='6' name='pwd' /> <i class='i-pwd'></i> </div> <div class='group'> <label class='tip'><span class="red">*</span>验证码：</label> <input type='text' require='true' label='验证码' style='width:80px;' name='checkcode' /> <a style='width:125px;display:inline-block;'><img class='checkcode' onclick='ChangeCode();' id='imgCode' src='/check' /></a> </div> <div class='group font12 mb0'> <label class='tip'></label> <label style='width:246px;display: inline-block;'> <input id='protocol' name='protocol' type='checkbox' checked='checked' /> <span>自动登录</span> <span class='ml10'><a href='#'>忘记密码？</a></span> </label> </div> <div class='group mt0'> <label class='tip'></label> <input type='submit' class='submit' value='登 录' /> </div> </form> <div class='go-register'><a href='#'>免费注册 >> </a></div> </div> </div> </div> <div class='account-container mt20' style='text-align:center;color:#555;'> © 2004-2015 www.xxxxx.com.cn All Rights Reserved. xxxxx 版权所有 </div> <script src="/statics/Admin/js/jquery-1.8.2.min.js"></script> <script src="/statics/Admin/js/treebiao.js"></script> <script type="text/javascript"> $(function(){ $.login('#Form',''); }); function ChangeCode() { var code = document.getElementById('imgCode'); code.src += '?'; } </script> </body> </html>
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以上为tornado项目设计的小例，有很多地方法可以再去扩展优化，只是举例所以代码比较粗糙。只是大概介绍，后期会继续优化
