Разработка веб-приложений с использованием Flask на языке Python

Разработка веб-приложений 
с использованием Flask 
на языке Python

Мигель Гринберг

Flask Web Development

Miguel Grinberg

Разработка 
веб-приложений 
с использованием Flask 
на языке Python

Москва, 2023

Мигель Гринберг

2-е издание, электронное

УДК 004.738.5:004.4Flask
ББК 32.973.26-018.2
Г82

Г82
Гринберг, Мигель.
Разработка веб-приложений с использованием Flask на языке Python / 
М. Гринберг ; пер. с англ. А. Н. Киселева. — 2-е изд., эл. — 1 файл pdf : 274 с. — 
Москва : ДМК Пресс, 2023. — Систем. требования: Adobe Reader XI либо 
Adobe Digital Editions 4.5 ; экран 10". — Текст : электронный.
ISBN 978-5-89818-311-0

В этой книге вы изучите популярный микрофреймворк Flask на пошаговых примерах 
создания законченного приложения социального блогинга. Автор книги Мигель 
Гринберг познакомит вас с основными функциональными возможностями фреймвор-
ка и покажет, как расширять приложения дополнительными веб-технологиями, такими 
как поддержка миграции базы данных и взаимодействия с веб-службами.
Вместо того чтобы навязывать строгие правила, как это делают другие фрейм-
ворки, Flask оставляет за вами свободу принятия решений. Если вы имеете опыт 
программирования на языке Python, данная книга покажет вам, как можно воспользоваться 
такой свободой творчества!

УДК 004.738.5:004.4Flask 
ББК 32.973.26-018.2

Электронное издание на основе печатного издания: Разработка веб-приложений с использованием 
Flask на языке Python / М. Гринберг ; пер. с англ. А. Н. Киселева. — Москва : ДМК 
Пресс, 2014. — 272 с. — ISBN 978-5-97060-138-9. — Текст : непосредственный.

Все права защищены. Любая часть этой книги не может быть воспроизведена в какой бы то ни было 
форме и какими бы то ни было средствами без  письменного разрешения владельцев авторских прав.
Материал, изложенный в данной книге, многократно проверен. Но поскольку вероятность технических 
ошибок все равно существует, издательство не может гарантировать абсолютную точность и правильность 
приводимых сведений. В связи с этим издательство не несет ответственности за возможные ошибки, связанные 
с использованием книги.

В соответствии со ст. 1299 и 1301 ГК РФ при устранении ограничений, установленных техническими средствами 
защиты авторских прав, правообладатель вправе требовать от нарушителя возмещения убытков или выплаты компенсации.


ISBN 978-5-89818-311-0
© 2014 Miguel Grinberg
© Оформление, перевод, ДМК Пресс, 2014

Алисе посвящается

Содержание

Предисловие..................................................................................................12

Часть I. Введение в Flask .....................................................................21

Глава 1. Установка .....................................................................................22
Использование виртуальных окружений ...................................................23
Установка пакетов Python с помощью pip ..................................................25

Глава 2. Структура простого приложения .............................26
Инициализация ...................................................................................................26
Маршруты и функции представлений ........................................................26
Запуск сервера .....................................................................................................28
Законченное приложение ................................................................................29
Цикл запрос–ответ .............................................................................................31
Контексты приложения и запроса .........................................................31
Обработка запросов ....................................................................................33
Обработчики событий жизненного цикла ..........................................34
Ответы .............................................................................................................35
Расширения Flask ...............................................................................................37
Поддержка параметров командной строки с помощью 
Flask-Script .....................................................................................................37

Глава 3. Шаблоны ......................................................................................40
Механизм шаблонов Jinja2 ..............................................................................41
Отображение шаблонов ............................................................................41
Переменные ...................................................................................................42
Управляющие структуры ..........................................................................43
Интеграция Twitter Bootstrap с помощью Flask-Bootstrap ..................45
Нестандартные страницы с сообщениями об ошибках .........................49
Ссылки ....................................................................................................................52
Статические файлы ............................................................................................53
Локализация дат и времени с помощью Flask-Moment ........................54

Глава 4. Веб-формы.................................................................................57
Защита от подделки межсайтовых запросов .............................................57
Классы форм .........................................................................................................58
Отображение форм в формат HTML ...........................................................60

Содержание  7

Обработка форм в функциях представления ............................................62
Переадресация и сеансы ...................................................................................65
Всплывающие сообщения ................................................................................67

Глава 5. Базы данных ..............................................................................70
Базы данных SQL ................................................................................................70
Базы данных NoSQL ..........................................................................................71
SQL или NoSQL? ................................................................................................72
Фреймворки на Python поддержки баз данных .......................................72
Интеграция с фреймворком Flask .................................................................74
Управление базой данных с помощью Flask-SQLAlchemy ..................74
Определение модели ..........................................................................................75
Отношения ............................................................................................................78
Операции с базами данных ..............................................................................80
Создание таблиц ..........................................................................................80
Вставка строк ................................................................................................80
Изменение строк ..........................................................................................82
Удаление строк .............................................................................................82
Извлечение строк ........................................................................................82
Операции с базой данных в функциях представления ..........................85
Интеграция с интерактивной оболочкой Python ....................................86
Миграция базы данных с помощью Flask-Migrate ..................................87
Создание репозитория миграции ...........................................................88
Создание сценария миграции .................................................................88
Обновление базы данных .........................................................................89

Глава 6. Электронная почта ..............................................................91
Поддержка электронной почты с помощью Flask-Mail .........................91
Отправка электронной почты из интерактивной оболочки 
Python ..............................................................................................................93
Интеграция поддержки электронной почты в приложение .........93
Асинхронная отправка электронной почты .......................................95

Глава 7. Структура больших приложений .............................97
Структура проекта ..............................................................................................97
Параметры настройки .......................................................................................98
Пакет приложения ........................................................................................... 100
Фабричная функция приложения ...................................................... 100
Реализация функциональности приложения в виде макета ..... 101
Сценарий запуска ............................................................................................ 104

 Содержание

Файл зависимостей ......................................................................................... 105
Модульные тесты ............................................................................................. 106
Настройка базы данных ................................................................................. 108

Часть II. Пример: приложение социального 
блогинга .......................................................................................................... 109

Глава 8. Аутентификация пользователей .......................... 110
Расширения аутентификации для Flask .................................................. 110
Защита паролей ................................................................................................ 111
Хэширование паролей с помощью Werkzeug .................................. 111
Создание макета для поддержки аутентификации .............................. 114
Аутентификация пользователя с помощью Flask-Login .................... 115
Подготовка модели User для аутентификации .............................. 115
Защита маршрутов ................................................................................... 117
Добавление формы аутентификации ................................................ 118
Аутентификация ....................................................................................... 119
Выход пользователя ................................................................................ 121
Тестирование процедуры аутентификации ..................................... 122
Регистрация нового пользователя ............................................................. 122
Добавление формы регистрации пользователя ............................. 123
Регистрация ................................................................................................ 125
Подтверждение создания учетной записи .............................................. 126
Создание маркера подтверждения с помощью 
itsdangerous ................................................................................................. 126
Отправка электронных писем с инструкциями 
для подтверждения .................................................................................. 128
Управление учетными записями ................................................................ 133

Глава 9. Роли пользователей ........................................................ 135
Представление ролей в базе данных ......................................................... 135
Присваивание ролей ....................................................................................... 138
Проверка роли ................................................................................................... 139

Глава 10. Профили пользователей .......................................... 143
Информация для профиля ........................................................................... 143
Страница профиля пользователя ............................................................... 144
Редактор профиля............................................................................................ 147
Редактор профиля уровня пользователя ......................................... 147

Содержание  9

Редактор профиля уровня администратора .................................... 149
Аватары пользователей .................................................................................. 152

Глава 11. Блогинг .................................................................................... 156
Отправка и отображение сообщений ........................................................ 156
Сообщения из блогов на страницах профилей ...................................... 159
Постраничный вывод длинных списков сообщений ........................... 160
Создание фиктивных сообщений ....................................................... 161
Постраничное отображение данных .................................................. 163
Виджет постраничного отображения ................................................ 164
Форматирование текста сообщений с помощью Markdown 
и Flask-PageDown ............................................................................................. 167
Flask-PageDown ......................................................................................... 168
Обработка форматированного текста на сервере .......................... 169
Постоянные ссылки на сообщения ............................................................ 171
Редактор сообщений ....................................................................................... 173

Глава 12. Читающие и читаемые ............................................... 176
Пересмотр отношений в базе данных ....................................................... 176
Отношение «многие ко многим» ......................................................... 177
Самоссылочные отношения .................................................................. 179
Усовершенствованные отношения «многие ко многим» ............ 180
Читающие и читаемые на странице профиля ........................................ 183
Запрос сообщений читаемых пользователей с помощью 
операции соединения ...................................................................................... 186
Отображение сообщений читаемых пользователей на главной 
странице .............................................................................................................. 189

Глава 13. Комментарии пользователей .............................. 194
Представление комментариев в базе данных ......................................... 194
Отправка и отображение комментариев .................................................. 196
Модерирование комментариев ................................................................... 198

Глава 14. Прикладные программные 
интерфейсы ................................................................................................. 204
Введение в REST .............................................................................................. 204
Все сущее является ресурсами ............................................................. 205
Методы запросов ...................................................................................... 206
Содержимое запросов и ответов ......................................................... 207
Поддержка версий .................................................................................... 208

 Содержание

Веб-службы RESTful на основе Flask ....................................................... 209
Создание макета API ............................................................................... 209
Обработка ошибок ................................................................................... 210
Аутентификация пользователей с помощью 
Flask-HTTPAuth ........................................................................................ 212
Аутентификация на основе маркеров ................................................ 214
Преобразование ресурсов в формат JSON и обратно .................. 217
Реализация конечных точек ресурсов ............................................... 220
Разбивка больших коллекций ресурсов на страницы ................. 223
Тестирование веб-служб с помощью HTTPie................................. 224

Часть III. Последняя миля ................................................................ 226

Глава 15. Тестирование ..................................................................... 227
Получение отчета о степени охвата кода тестированием .................. 227
Тестовый клиент Flask .................................................................................... 231
Тестирование веб-приложений ............................................................ 231
Тестирование веб-служб ........................................................................ 235
Сквозное тестирование с помощью Selenium ........................................ 237
Насколько это необходимо? ......................................................................... 241

Глава 16. Производительность ................................................... 243
Регистрация медленных запросов к базе данных ................................. 243
Профилирование исходного кода .............................................................. 245

Глава 17. Развертывание ................................................................. 247
Порядок развертывания ................................................................................ 247
Журналирование ошибок во время эксплуатации ............................... 248
Развертывание в облаке ................................................................................. 249
Платформа Heroku .......................................................................................... 250
Подготовка приложения ........................................................................ 250
Тестирование с помощью Foreman ..................................................... 256
Включение безопасного протокола HTTP с помощью 
Flask-SSLify ................................................................................................ 257
Развертывание командой git push ....................................................... 260
Просмотр журналов ................................................................................. 260
Развертывание и обновление ............................................................... 261
Традиционный хостинг .................................................................................. 261
Настройка сервера .................................................................................... 261

Содержание  11

Импортирование переменных окружения ...................................... 262
Настройка журналирования ................................................................. 263

Глава 18. Дополнительные ресурсы ...................................... 264
Использование интегрированной среды разработки .......................... 264
Поиск расширений для Flask ....................................................................... 265
Участие в разработке Flask ........................................................................... 266

Предметный указатель ...................................................................... 267

Об авторе ....................................................................................................... 270

Выходные данные .................................................................................. 271

Предисловие

Flask отличается от других фреймворков тем, что позволяет разработчику 
сесть на место водителя и получить полный контроль над его 
приложением. Возможно, вам уже доводилось слышать фразу: «бороться 
с фреймворком». Такое происходит с большинством фрейм-
ворков при попытке реализовать нестандартное решение. Это может 
быть попытка использовать другой механизм управления базами данных 
или иной способ аутентификации пользователей. Отклонение от 
пути, предусмотренного разработчиками фреймворка, приносит массу 
неприятностей.
Фреймворк Flask не такой. Хотите использовать реляционную 
базу данных? Отлично, Flask поддерживает их. Предпочитаете базу 
данных NoSQL? Нет проблем, Flask способен работать и с ними. Хотите 
использовать механизм хранения данных собственной разработки 
или вообще решили обойтись без базы данных? Замечательно. 
Используя Flask, можно выбирать, какие его компоненты будут 
применяться в приложении, и даже писать собственные. Все в ваших 
руках!
Такая свобода объясняется тем, что фреймворк Flask изначально 
задумывался расширяемым. Он включает надежное ядро, обеспечивающее 
основные функциональные возможности, необходимые 
в любых веб-приложениях, и предполагает, что остальное будет реализовано 
сторонними разработчиками в форме расширений и, конечно 
же, вами.
В этой книге я расскажу о моих подходах к разработке веб-приложений 
с применением фреймворка Flask. Я не претендую на истину 
в последней инстанции, и вы должны рассматривать мои слова как 
рекомендации, а не как непреложное руководство к действию.
В большинстве книг, посвященных программированию, приводятся 
короткие фрагменты кода, демонстрирующие разные особенности 
обсуждаемых технологий по отдельности, оставляя за рамками «связывающий» 
код, необходимый для объединения этих разных фрагментов 
в действующее приложение. Я предпочел избрать иной подход. 
Все примеры, представленные в этой книге, являются частями 
единого приложения – сначала очень простого, а затем постепенно 
усложняющегося в каждой последующей главе. В начале пути это 
приложение состоит всего из нескольких строк кода, а к концу оно 
превращается в полноценное приложение социальных сетей и бло-
гинга.

Предисловие  13

Кому адресована эта книга

Чтобы извлечь выгоду из этой книги, необходимо иметь некоторый 
опыт программирования на языке Python. Эта книга не предполагает 
предварительного знакомства с фреймворком Flask, но вы должны 
быть знакомы с такими понятиями языка Python, как пакеты, модули, 
функции, декораторы и объектно-ориентированное программирование. 
Нелишними будут также знакомство с исключениями и умение 
диагностировать проблемы по трассировке стека.
Следуя за примерами в книге, вы проведете немало времени в командной 
строке, поэтому вам также потребуются навыки работы в командной 
строке своей операционной системы.
Современные веб-приложения немыслимы без использования 
HTML, CSS и JavaScript. Приложение, разрабатываемое на протяжении 
всей книги, также использует их, но в самом тексте книги не 
приводятся подробности, касающиеся этих технологий. Знакомство 
с этими языками совершенно необходимо, если предполагаете писать 
законченные приложения, не прибегая к помощи разработчика, искушенного 
в клиентских технологиях.
Исходные тексты приложения, написанного для этой книги, я выложил 
в открытый доступ на сайте GitHub. Несмотря на то что 
GitHub позволяет загружать приложения в виде обычных ZIP- или 
TAR-архивов, я настоятельно рекомендую установить клиента Git 
и познакомиться с системой управления версиями, хотя бы с основными 
командами, позволяющими извлекать различные версии приложения 
непосредственно из репозитория. Короткий список команд, 
которые вам понадобятся, представлен в разделе «Использование 
программного кода примеров» ниже. Вы наверняка пожелаете применить 
систему управления версиями для собственных проектов, поэтому 
используйте эту книгу как повод изучить Git!
Наконец, не следует рассматривать эту книгу как полное и исчерпывающее 
руководство по фреймворку Flask. Здесь охватываются 
многие его особенности, но не упускайте из виду официальную документацию 
с описанием фреймворка1.

Структура книги

Эта книга делится на три части.

1 http://flask.pocoo.org/.

 Предисловие

В первой части «Введение в Flask» исследуются основы разработки 
веб-приложений с применением фреймворка Flask и некоторых 
его расширений:
 
 глава 1 описывает установку и настройку фреймворка Flask;
 
 глава 2 погружает читателя в разработку простого приложения 
с помощью Flask;
 
 глава 3 знакомит с поддержкой шаблонов в приложениях Flask;
 
 глава 4 – с поддержкой веб-форм;
 
 глава 5 – с поддержкой баз данных;
 
 глава 6 – с поддержкой электронной почты;
 
 глава 7 описывает типичную структуру крупных и средних 
приложений.
Во второй части «Пример: приложение социального блогинга» 
описывается разработка открытого приложения социальных сетей 
и блогинга на основе фреймворка Flask, которое я создал для этой 
книги:
 
 глава 8 описывает реализацию системы аутентификации пользователей;
 
 
глава 9 – реализацию системы ролей и привилегий пользователей;
 
 
глава 10 – реализацию страниц профилей пользователей;
 
 глава 11 – создание интерфейса для блогинга;
 
 глава 12 – реализацию поддержки последователей;
 
 глава 13 – реализацию поддержки комментариев пользователей;
 
 
глава 14 описывает реализацию прикладного программного 
интерфейса (Application Programming Interface, API).
В третьей части «Последняя миля» раскрываются некоторые важные 
задачи, не связанные с разработкой приложений непосредственно, 
которые необходимо решать перед публикацией приложения:
 
 глава 15 подробно описывает разные стратегии модульного 
тес тирования;
 
 глава 16 представляет обзор приемов анализа производительности;
 
 
глава 17 описывает варианты развертывания приложений на 
основе Flask в традиционных  облачных окружениях;
 
 глава 18 перечисляет дополнительные источники информации.

Предисловие  15

Как работать с примерами программного 
кода

Примеры программного кода, описываемые в этой книге, доступны на 
сайте GitHub по адресу: https://github.com/miguelgrinberg/flasky.
История изменений в этом репозитории в точности соответствует 
порядку представления понятий в этой книге. Рекомендуется извлекать 
код из репозитория, начиная с самых ранних версий, и затем 
двигаться вперед по списку изменений, по мере чтения книги. Желающим 
сайт GitHub предоставляет возможность загружать каждое 
изменение в виде ZIP- или TAR-архива.
 Если кто-то предпочтет извлекать исходный код примеров из 
репозитория Git, ему придется установить программу-клиента Git, 
которую можно бесплатно загрузить по адресу: http://git-scm.com. 
Ниже приводится команда, которая загрузит исходный код примеров 
из репозитория:

$ git clone https://github.com/miguelgrinberg/fl asky.git

Команда git clone загрузит исходный код в каталог flasky, который 
будет создан в текущем каталоге. Этот каталог содержит не только исходный 
код; в него будет скопирован весь репозиторий Git с полной 
историей изменений приложения.
В первой главе будет предложено извлечь (check out) первоначальную 
версию приложения, и в соответствующих местах в книге будет 
предлагаться переходить дальше по истории изменений. Для извлечения 
исходного кода и перемещения по истории изменений используется 
команда git checkout, например:

$ git checkout 1a

Здесь 1a в команде – это тег, именованная точка в истории развития 
проекта. Репозиторий размечен такими точками в соответствии 
с главами в книге, то есть тег 1a соответствует начальной версии файлов 
приложения, описываемой в главе 1. Большинству глав соответствует 
более одного тега. Например, в репозитории имеются теги 5a, 
5b и т. д., соответствующие последовательности версий, представленных 
в главе 5.
Помимо извлечения файлов из репозитория, может также потребоваться 
выполнить некоторые настройки. Например, иногда бывает 
необходимо установить дополнительные пакеты Python или внести 

 Предисловие

изменения в базу данных. Я буду сообщать об этом в соответствующие 
моменты.
В процессе чтения вам не придется изменять исходные файлы 
приложения, но если вы сделаете это, Git не позволит вам извлечь из 
репозитория следующую версию, чтобы не затереть локальных изменений. 
В этой ситуации, чтобы перейти к следующей версии, необходимо 
вернуть файлы в исходное состояние. Проще всего это сделать 
с помощью команды git reset:

$ git reset --hard

Эта команда затрет все локальные изменения, поэтому, если вы не 
желаете потерять их, сохраните резервные копии файлов перед запуском 
этой команды.
Иногда бывает желательно обновлять локальную копию репозитория 
из внешнего, расположенного на сервере GitHub, куда разработчики 
могут добавлять улучшения, расширения и исправления ошибок. 
Сделать это можно следующей последовательностью команд:

$ git fetch --all
$ git fetch --tags
$ git reset --hard origin/master

Команды git fetch обновят историю изменений и список тегов 
в локальной копии репозитория в соответствии с удаленным репозиторием 
GitHub, но ни одна из них не оказывает влияния на сами 
файлы с исходным кодом. Обновление этих файлов осуществляется 
командой git reset. И снова имейте в виду, что команда git reset затрет 
все локальные изменения, которые вы могли выполнить.
Еще одной полезной операцией является получение различий 
между двумя версиями приложения. Она может пригодиться всем, 
кто пожелает лучше разобраться в изменениях. Выполняется эта операция 
командой git diff. Например, чтобы увидеть различия между 
ревизиями 2a и 2b:

$ git diff 2a 2b

Различия будут сохранены в формате файла «заплаты» (patch). 
Этот формат не очень удобен для просмотра изменений, особенно 
если прежде вам не приходилось сталкиваться с подобными файлами. 
Гораздо удобнее в этом отношении инструменты с графическим 
интерфейсом, предлагаемые проектом GitHub. Например, различия 
между ревизиями 2a и 2b можно посмотреть на странице GitHub: 
https://github.com/miguelgrin berg/flasky/compare/2a...2b.