基于Ajax与用户认证系统的登录验证

一、登录页面

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from django.contrib import admin
from django.urls import path
from blog import views

urlpatterns = [
    path('admin/', admin.site.urls),
    path('login/', views.login),
]
urls.py
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　　创建login视图函数

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from django.shortcuts import render

# Create your views here.


def login(request):
    return render(request, 'login.html')
views.py
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　　login.html：

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<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
    <meta charset="UTF-8">
    <title>登录页面</title>
    <link rel="stylesheet" href="/static/blog/bootstrap-3.3.7/css/bootstrap.css">
</head>
<body>
<h3>登录页面</h3>
<div class="container">
    <div class="row">
        <div class="col-md-6 col-lg-offset-3">
            <form action="">
                <div class="form-group">
                    {# label标签的"for"属性可把label绑定到另外一个元素，因此要把for属性值与input的id属性相同。#}
                    {# 当用户选择该标签时，浏览器就会自动将焦点转到和标签相关的表单控件 #}
                    <label for="user">用户名</label>
                    {# 这里没必要加name属性了，之前加是点击submit按钮自己组装键值发出去，现在用ajax发只要找到标签拿到里面的值即可 #}
                    <input type="text" id="user" class="form-control">
                </div>
                <div class="form-group">
                    <label for="pwd">密码</label>
                    <input type="password" id="pwd" class="form-control">
                </div>
                {# 这里提交按钮不能使用<input type="submit">这就变成form表单提交事件了。 button类型时，这个按钮没有任何事件，可以给这个按钮绑定一个事件 #}
                <input type="button" class="btn btn-default login-btn pull-right" value="提交">
            </form>
        </div>
    </div>
</div>
</body>
</html>

注意：

　　1、label标签的"for"属性可把label绑定到另外一个元素，因此要把for属性值与input的id属性相同。当用户选择该标签时，浏览器就会自动将焦点转到和标签相关的表单控件；

　　2、这里没必要加name属性了，之前加是点击submit按钮自己组装键值发出去，现在用ajax发只要找到标签拿到里面的值即可。

　　3、这里提交按钮不能使用<input type="submit">这样就变成form表单提交事件了。 设为button类型时，这个按钮没有任何事件，可以给这个按钮绑定一个事件

二、在页面中添加验证码图片请求路径

1、登录页面添加验证码

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<div class="container">
    <div class="row">
        <div class="col-md-6 col-lg-offset-3">
            <form action="">
                <div class="form-group">
                    <label for="user">用户名</label>
                    <input type="text" id="user" class="form-control">
                </div>
                <div class="form-group">
                    <label for="pwd">密码</label>
                    <input type="password" id="pwd" class="form-control">
                </div>
                <div class="form-group">
                    <label for="pwd">验证码</label>
                    <div class="row">
                        <div class="col-md-6">
                            <input type="text" class="valid_code form-control">
                        </div>
                        <div class="col-md-6">
                            {# src还可以设置请求路径 #}
                            <img width="270" height="40" src="/get_validCode_img/" alt="">
                        </div>
                    </div>
                </div>
                <input type="button" class="btn btn-default login-btn pull-right" value="提交">
            </form>
        </div>
    </div>
</div>

　　注意：<img src="">，src除了可以指定图片路径还是设置为请求路径。

2、验证码路由

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path('get_validCode_img/', views.get_validCode_img),

三、验证码视图函数

1、方式一：读取静态图片文件

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def get_validCode_img(request):
    with open("lufei.jpg", "rb") as f:
        data = f.read()

　　显示效果如下：

　　

　　不推荐使用这种方法，验证图片不能仅仅指定一张图片，这种方法把程序写死了。

2、方式二：pillow生成动态图片

　　生成动态随机图片，使用Python图像处理库：Pillow

　　安装pillow库：pip3 install pillow

　　引入Pillow中最重要的类Image，该类存在于同名的模块中。可以通过以下几种方式实例化：从文件中读取图片，处理其他图片得到，或者直接创建一个图片。

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import random
def get_validCode_img(request):
 
    def get_random_color():
        return (random.randint(0,255), random.randint(0, 255), random.randint(0, 255))
 
    # 方式二：pip3 install pillow
    from PIL import Image
    img = Image.new("RGB", (270, 40), color=get_random_color())  # 得到img对象，颜色三要素：红绿蓝
 
    with open("validCode.png", "wb") as f:
        img.save(f, "png")    # 保存动态生成的图片
 
    with open("validCode.png", "rb") as f:
        data = f.read()
 
    return HttpResponse(data)

　　运行效果如下：

　　

　　每次刷新，随机图片的颜色会发生随机变换。但是这种方式是请求进来时，先把数据加载到磁盘上，再在磁盘把数据读出来返还给浏览器，而且磁盘的处理数据时非常慢的，因此应该交到内存中管理。

3、方式三：使用pillow生成动态页面的基础上，引入BytesIO将图片保存在内存中

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import random
def get_validCode_img(request):
 
    def get_random_color():
        return (random.randint(0,255), random.randint(0, 255), random.randint(0, 255))
 
    # 方式三：要引入BytesIO
    from PIL import Image
    from io import BytesIO
    img = Image.new("RGB", (270, 40), color=get_random_color())  # 得到img对象，颜色三要素：红绿蓝
 
    # f为内存句柄
    f= BytesIO()    # 会自己处理内存回收
    # 保存图片
    img.save(f, "png")
    data = f.getvalue()
 
    return HttpResponse(data)

4、方式四：添加验证码文字信息

　　ImageDraw模块提供了图像对象的简单2D绘制。用户可以使用这个模块创建新的图像，注释或润饰已存在图像，为web应用实时产生各种图形。

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draw.text()   写文字
        参数：  xy:坐标   text:文本内容   fill:文本颜色  font：文本样式
draw.line()   画线
draw.point()  画点

　　ImageFont 模块中，可以使用 load() 函数加载一个 bitmap 字体，使用 truetype(fontfile, fontsize) 函数加载一个 OpenType/TrueType 字体(注意，这个函数需要额外安装_imageingft模块)。

　　在static目录下创建font子目录，给用户存放字体文件。下载字体到该目录./cnblog/static/font/下。

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import random
def get_validCode_img(request):
 
    # 随机颜色
    def get_random_color():
        return (random.randint(0,255), random.randint(0, 255), random.randint(0, 255))
 
    # 方式四：
    from PIL import Image, ImageDraw,ImageFont
    from io import BytesIO
 
    img = Image.new("RGB", (270, 40), color=get_random_color())  # 得到img对象，颜色三要素：红绿蓝
    # 创建Draw对象
    draw = ImageDraw.Draw(img)
    # 创建Font对象
    kumo_font = ImageFont.truetype("static/font/kumo.ttf", size=20)
    draw.text((0,5), "python", get_random_color(), font=kumo_font)
    f = BytesIO()   # f为内存句柄
    img.save(f, "png")
    data = f.getvalue()
 
    return HttpResponse(data)

　　显示效果如下所示：

　　

5、生成随机字符串验证码

　　随机生成大写字母、小写字母、数字。

　　针对随机字母需要用到chr()方法，用一个范围在 range（256）内的（就是0～255）整数作参数，返回一个对应的字符（当前整数对应的ascii字符）。

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# 随机字母：
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>>> chr(65)
'A'
>>> chr(90)
'Z'
>>> chr(97)
'a'
>>> chr(122)
'z'
"""

　　另外还需要用到choice() 方法，该方法可返回一个列表，元组或字符串的随机项。choice()是不能直接访问的，需要导入 random 模块，然后通过 random 静态对象调用该方法。

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import random
def get_validCode_img(request):
 
    # 随机颜色
    def get_random_color():
        return (random.randint(0,255), random.randint(0, 255), random.randint(0, 255))
 
    # 方式五：修改为随机字符串
    from PIL import Image, ImageDraw, ImageFont
    from io import BytesIO
 
    img = Image.new("RGB", (270, 40), color=get_random_color())  # 得到img对象，颜色三要素：红绿蓝
    # 创建Draw对象
    draw = ImageDraw.Draw(img)
    # 创建Font对象
    kumo_font = ImageFont.truetype("static/font/kumo.ttf", size=28)
 
    for i in range(5):
        random_num = str(random.randint(0, 9))     # 随机数字
        random_low_alpha = chr(random.randint(95, 122))   # 随机小写字母
        random_upper_alpha = chr(random.randint(65, 90))   # 随机大写字母
 
        # 三选一：choice() 方法返回一个列表，元组或字符串的随机项。
        random_char = random.choice([random_num, random_low_alpha, random_upper_alpha])
        draw.text((i*50+20, 5), random_char, get_random_color(), font=kumo_font)  # 坐标错开间距
 
    f = BytesIO()  # f为内存句柄
    img.save(f, "png")
    data = f.getvalue()
 
    return HttpResponse(data)

　　显示效果如下所示：

　　

四、验证码图片的噪点和噪线

　　添加图片噪点和噪线的代码：

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# 给验证码图片添加噪点噪线
width = 270
height = 40
for i in range(10):
    x1 = random.randint(0, width)
    x2 = random.randint(0, width)
    y1 = random.randint(0, height)
    y2 = random.randint(0, height)
    draw.line((x1, y1, x2, y2), fill = get_random_color())   # 画出一条线
 
for i in range(50):
    draw.point([random.randint(0, width), random.randint(0, height)], fill=get_random_color())   # 画点
    x = random.randint(0, width)
    y = random.randint(0, height)
    draw.arc((x, y, x + 4, y +4), 0, 90, fill=get_random_color())

　　可以任意调配噪线和噪点的数量，尽量保证机器无法识别，但人可以识别。

　　Draw 类提供了 arc(xy, start, end, options) 函数来绘制弧线，参数解析如下所示：

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xy 是个长度为4的列表，用来表示一个 bounding box(边界区域)。如[x0, y0, x1, y1]，分别表示 弧线最左侧距离左边、弧线最顶点距离上边、弧线最右侧距离左边、弧线最低点距离上边的距离。
 
start 和 end 则是弧的起止角度，单位是 °。其中水平向右的方向为 0°，竖直向下的方向为 90°，水平向左的方向为 180°，竖直向上的方向为 270°。
 
options 中可用选项：
    fill = (R, G, B) ：指定线条颜色

　　验证码视图修改如下：

　　显示效果如下所示：

　　

五、验证码刷新功能

1、验证码图片刷新原理 

（1）给验证码图片添加id属性：id="valid_code_img"

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<div class="form-group">
    <label for="pwd">验证码</label>
    <div class="row">
        <div class="col-md-6">
            <input type="text" class="valid_code form-control">
        </div>
        <div class="col-md-6">
            {# src还可以设置请求路径 #}
            <img width="270" height="40" id="valid_code_img" src="/get_validCode_img/" alt="">
        </div>
    </div>
</div>

（2）创建/static/js/目录，添加jquery-3.3.1.js，在login.html中引入jquery:

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<script src="/static/js/jquery-3.3.1.js"></script>

（3）在页面控制台操作验证码图片：

　　

　　每次在$("#valid_code_img")[0].src后面添加一个“?”都会刷新验证码图片。

2、实现点击验证码，验证码刷新

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<script src="/static/js/jquery-3.3.1.js"></script>
<script>
    // 刷新验证码
    $("#valid_code_img").click(function () {
        $(this)[0].src+="?"
    })
</script>

 六、验证验证码字符串

1、给btn绑定ajax事件：登录验证

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// 登录验证
$(".login-btn").click(function () {
    $.ajax({
        url: "",
        type: "post",
        data: {
            user: $("#user").val(),
            pwd: $("#pwd").val(),
            valid_code: $("#valid_code").val(),
            // 自己组csrf键值
            csrfmiddlewaretoken: $("[name='csrfmiddlewaretoken']").val(),   {# csrf_token的值 #}
        },
        success:function (data) {
            console.log(data)
        }
    })
})

　　给后端提交用户名密码、验证码做校验。

　　注意：发post请求一定要通过csrf校验，因此要在form中找一个地方加入：

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{% csrf_token %}

　　但是光加这个是不能通过校验的，这里与发form请求不同，需要自己组csrf_token键值：

　　

　　可以在这里看到键名：csrfmiddlewaretoken，利用键名组csrf键值对。

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// 自己组csrf键值
csrfmiddlewaretoken: $("[name='csrfmiddlewaretoken']").val(),   {# csrf_token的值 #}

2、login视图函数处理POST请求

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from django.http import JsonResponse
 
def login(request):
    if request.method == "POST":
        response = {"user": None, "msg": None}
        user = request.POST.get("user")
        pwd = request.POST.get("pwd")
        valid_code = request.POST.get("valid_code")
        # 从session中取到值,一个浏览器存一份，不会发生相互干扰
        valid_code_str = request.session.get("valid_code_str")
 
        if valid_code.upper() == valid_code_str.upper():   # 添加upper()不区分大小写
            pass
        else:
            response['msg'] = "valid code error!"
        return JsonResponse(response)   # 字典放进去直接序列化，ajax拿到的就是  格式，不用反序列化了
 
    return render(request, 'login.html')

　　（1）在校验用户名密码前，要先校验验证码。

　　（2）注意这里做验证码校验，但是验证码在另一个视图函数中，要取到另一个函数的验证码，不能设置为全局变量，这样不同人登录时会互相干扰，校验无法保证正常完成。

　　因为session本身就是一个会话跟踪，能够保存上一次做的行为、操作、数据，因此利用它能完成验证码验证。

　　（3）在get_validcode_img视图函数中需要添加如下代码：

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request.session["valid_code_str"] = valid_code_str
    """验证码生成过程
    1 生成一个随机字符串
    2 设置一个COOKIE，{"sessionid":"刚刚生成的随机字符串"}
    3 django-session表中存储 session-key     session-data
                            随机字符串       {"valid_code_str": "随机验证码字符"}
    """

　　（4）另外由于验证码校验是不区分大小写的，在login中校验验证码时，添加upper()方法：

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if valid_code.upper() == valid_code_str.upper():   # 添加upper()不区分大小写

　　（5）由于ajax一般都需要return 一个响应字符串，在这里引入JsonResponse：

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from django.http import JsonResponse

　　字典放进去直接序列化，ajax拿到的就是对象，两边都不需要进行json的序列化与反序列化。

　　

　　验证码验证成功，django_session表保存浏览器对应ssession记录：

　　

七、登录验证

1、引入用户认证组件auth模块

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from django.contrib import auth

2、在验证码验证通过后，运用authenticate()方法完成用户认证，即验证用户名以及密码是否正确

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user = auth.authenticate(username=user, password=pwd)

3、添加一个用户，在控制台执行如下命令

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$ python3 manage.py createsuperuser

4、验证用户信息无误后，使用login函数给使用django的session框架给某个已认证的用户附加上session id等信息

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auth.login(request, user)   # request.user：当前登录对象

　　request.user是全局变量，在任何视图和模板中可以直接使用。

5、运用ajax，在页面显示报错信息

（1）修改提交按钮的input标签样式，并在后面加span标签

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<input type="button" class="btn btn-default login-btn" value="提交"><span class="error"></span>

（2）编写ajax请求回调函数：

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// 登录验证
$(".login-btn").click(function () {
    $.ajax({
        url: "",
        type: "post",
        data: {
            user: $("#user").val(),
            pwd: $("#pwd").val(),
            valid_code: $("#valid_code").val(),
            // 自己组csrf键值
            csrfmiddlewaretoken: $("[name='csrfmiddlewaretoken']").val(),   {# csrf_token的值 #}
        },
        success:function (data) {
            console.log(data);
            if (data.user){
                // 如果有值：前端跳转
                location.href = "/index/"
            } else {
                // 如果没值
                $(".error").text(data.msg).css({"color": "red", "margin-left": "10px"})
            }
        }
    })
})

　　注意：前端跳转写法和错误信息样式修改方式。

（3）添加index路由和视图

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path('index/', views.index),

　　视图：

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def index(request):
 
    return render(request, "index.html")

　　index模板：

（4）效果图如下所示：

   

八、登录验证优化

1、在登录验证错误时，显示的错误提示一秒后自动消失

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// 登录验证
$(".login-btn").click(function () {
    $.ajax({
        url: "",
        type: "post",
        data: {
            user: $("#user").val(),
            pwd: $("#pwd").val(),
            valid_code: $("#valid_code").val(),
            // 自己组csrf键值
            csrfmiddlewaretoken: $("[name='csrfmiddlewaretoken']").val(),   {# csrf_token的值 #}
        },
        success:function (data) {
            console.log(data);
            if (data.user){
                // 如果有值：前端跳转
                location.href = "/index/"
            } else {
                // 如果没值
                $(".error").text(data.msg).css({"color": "red", "margin-left": "10px"})
                setTimeout(function () {
                    $(".error").text("");   // 一秒后清空错误提示
                }, 1000)
            }
        }
    })
})

　　这里主要是用到了javascript中的setTimeout()方法，用来设定一个时间, 时间到了, 就会执行一个指定的 method。

2、从视图中分离出验证码功能代码

　　验证码功能代码非常多且逻辑复杂，将这一部分逻辑构建为一个模块，视图中调用这个模块，实现程序解耦：

（1）创建./blog/utils/目录，创建文件validCode.py，将验证码功能相关代码拷入该文件中：

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import random
 
def get_random_color():
    # 随机颜色
    return (random.randint(0, 255), random.randint(0, 255), random.randint(0, 255))
 
def get_valid_code_imge(request):
    from PIL import Image, ImageDraw, ImageFont
    from io import BytesIO
 
    img = Image.new("RGB", (270, 40), color=get_random_color())  # 得到img对象，颜色三要素：红绿蓝
    # 创建Draw对象
    draw = ImageDraw.Draw(img)
    # 创建Font对象
    kumo_font = ImageFont.truetype("static/font/kumo.ttf", size=28)
 
    valid_code_str = ""
 
    for i in range(5):
        random_num = str(random.randint(0, 9))  # 随机数字
        random_low_alpha = chr(random.randint(95, 122))  # 随机小写字母
        random_upper_alpha = chr(random.randint(65, 90))  # 随机大写字母
 
        # 三选一：choice() 方法返回一个列表，元组或字符串的随机项。
        random_char = random.choice([random_num, random_low_alpha, random_upper_alpha])
        draw.text((i * 50 + 20, 5), random_char, get_random_color(), font=kumo_font)  # 坐标错开间距
 
        # 保存验证码字符串
        valid_code_str += random_char
 
    # 给验证码图片添加噪点噪线
    # width = 270
    # height = 40
    # for i in range(10):
    #     x1 = random.randint(0, width)
    #     x2 = random.randint(0, width)
    #     y1 = random.randint(0, height)
    #     y2 = random.randint(0, height)
    #     draw.line((x1, y1, x2, y2), fill = get_random_color())   # 画出一条线
    #
    # for i in range(50):
    #     draw.point([random.randint(0, width), random.randint(0, height)], fill=get_random_color())   # 画点
    #     x = random.randint(0, width)
    #     y = random.randint(0, height)
    #     draw.arc((x, y, x + 4, y +4), 0, 90, fill=get_random_color())
 
    print("valid_code_str", valid_code_str)  # valid_code_str Ms4v0
 
    # 为什么用request.session：
    # 因为session本身就是一个会话跟踪，能够保存上一次做的行为、操作、数据，因此利用它能完成验证码验证
    request.session["valid_code_str"] = valid_code_str
 
    f = BytesIO()  # f为内存句柄
    img.save(f, "png")
    data = f.getvalue()
 
    return data

（2）在视图函数中引入该模块，实现验证码功能

?
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10
def get_validCode_img(request):
    """
    基于PIL模块动态生成响应状态码图片
    :param request:
    :return:
    """
    from blog.utils.validCode import get_valid_code_imge
    data = get_valid_code_imge(request)
 
    return HttpResponse(data)

九、总结登录验证重点

1、一次请求伴随了多次请求（伴随了多个静态文件的请求）

2、PIL模块掌握，验证码

3、session存储

4、验证码刷新

 

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