URL路由基础与Django处理请求的过程分析

1. URL路由基础

对于高质量的Web应用来讲，使用简洁、优雅的URL设计模式非常有必要。Django框架允许设计人员自由地设计URL模式，而不用受到框架本身的约束。对于URL路由来讲，其主要实现了Web服务的入口。用户通过浏览器发送过来的任何请求，都会解析到一个指定的URL地址上去，进而得到服务器端的响应，这是一个基本流程。

在Django项目中，配置URL路由通过目录中的urls.py文件来完成。虽然在一个Django项目中可以配置有多个urls.py文件（因为一个项目可以包含若干个App），但这些urls.py文件绝对不能放在同一目录下。一般情况下，在Django项目根目录下需要配置一个urls.py（根路由）文件，然后在每个App下分别定义一个自己的urls.py，这样就相当于是一种比较先进的解耦模式。

归根结底，URL路由就是相当于路径和视图函数之间的一个对应关系，起到了一个中间媒介的作用，URL路由原理如图4.1所示。

在图4.1中，客户端用户发来的HTTP请求经过URL路由映射处理后，会发送到相应的View视图处理函数进行处理，View视图函数处理完成后，再通过HttpResponse对象返回具体信息到客户端进行显示。

一个urls.py文件的通用基本格式可参考下面的代码。

【代码4-1】

01  from django.contrib import admin
02  from django.urls import path
03  
04  urlpatterns = [
05      path('admin/', admin.site.urls),
06      path('hello/', views.hello),
07      ...
08  ]

【代码分析】

在第01行代码中，通过调用django.contrib模块导入了admin（管理员）对象，这是一个Django框架自带的管理员模块。

在第02行代码中，通过调用django.urls模块导入了path（路径）对象，这是一个负责URL路由配置的模块。

在第04～08行代码中，通过urlpatterns对象定义了一个数组。其中，第05、06行代码通过path对象定义了具体的路径配置信息。通常，用户自定义的路由配置代码都是在这里完成的。

2. Django如何处理请求

在Django框架中，当客户端用户发出一个页面请求时，URL路由基本会按照下面的逻辑（算法）执行操作。

（1）决定要使用的根URLconf模块。通常情况下，这是由ROOT_URLCONF所设置的值。但是，如果传入的HttpRequest对象具有urlconf属性（由中间件设置），则其值将被用于代替ROOT_URLCONF参数所设置的值。这也就是说，设计人员可以自行指定自定义项目的入口文件urls.py。

（2）加载这个URLconf模块并寻找可用的urlpatterns路由模式，它是django.urls.path()实例或django.urls.re_path()实例的一个列表。

（3）依次匹配每个URL模式，在找到与请求的URL模式相匹配的第一个模式上停止。这也就是说，URL模式匹配是从上往下的短路操作，因此每个URL在列表中的位置是比较关键的。

（4）继续导入并调用匹配行中给定的视图，该视图是一个简单的Python函数（被称为视图函数）或者是一个基于类的视图。另外，该视图将获得如下3类参数：

• 一个HttpRequest对象实例。
• 如果匹配的表达式返回了未命名的组，那么匹配的内容将作为位置参数提供给视图。
• 关键字参数由表达式匹配的命名组所组成，但是可以被django.urls.path()实例或django.urls.re_path()实例的可选参数kwargs覆盖。

（5）如果没有匹配到任何表达式，或者过程中抛出异常，将调用一个适当的错误处理视图。

一个关于URLconf模块的代码实例如下所示。

【代码4-2】

01  from django.urls import path
02  
03  from . import views
04  
05  urlpatterns = [
06      path('articles/2023/', views.special_case_2023),
07      path('articles/<int:year>/', views.year_archive),
08      path('articles/<int:year>/<int:month>/', views.month_archive),
09      path('articles/<int:year>/<int:month>/<slug:slug>/', views.article_detail),
10      ...
11  ]

【代码分析】

在第05～11行代码中，定义的就是urlpatterns数组列表，每一个列表项都是path()或re_path()的实例。具体说明如下：

• 在第06行代码中，将路径'articles/2023/'解析为视图views.special_case_2023，且路径'articles/2023/'的年份（2023）为固定的。
• 在第07行代码中，将路径'articles/<int:year>/'解析为视图views.year_archive，且路径中的年份（<int:year>）为任意的。
• 在第08行代码中，将路径'articles/<int:year>/<int:month>/'解析为视图views.month_archive，且路径中的年份（<int:year>）和月份（<int:month>）均为任意的。
• 在第09行代码中，将路径'articles/<int:year>/<int:month>/<slug:slug>/'解析为视图views.article_detail，且路径中新增了slug类型转换器。

在这段路径解析代码中，有以下5点要重点说明：

• 要捕获一段URL中的值，需要使用尖括号（<   >）。
• 可以将捕获到的值转换为指定类型，比如上面代码中的int类型（整型）。
• 默认情况下，捕获到的结果保存为字符串类型，但是不包含“/”这个特殊字符的。
• 匹配模式的最开头不需要添加特殊字符“/”，因为默认情况下的每个URL地址的最前面都会带有这个特殊字符的。
• 每个匹配模式都建议以特殊字符“/”结尾。

下面，基于【代码4-2】讲解几个典型的、针对URL地址进行模式匹配的示例。具体内容如下：

（1）“/articles/2023/”：匹配第06行代码，并调用views.special_case_2023(request)视图。

（2）“/articles/2023”：无匹配结果，因为最后少了一个斜杠（/），而列表中的所有模式都以斜杠（/）结尾。

（3）“/articles/2050/”：匹配第07行代码，并调用views.year_archive(request)视图。

（4）“/articles/2023/12/”：匹配第08行代码，并调用views.month_archive(request, year=2023, month=12)视图。

本文节选自《Django 5企业级Web应用开发实战（视频教学版）》，获出版社和作者授权发布。