4.3　视图函数

本节主要介绍Django框架视图层中视图函数方面的内容，包括视图函数的基本概念、简单视图函数、映射URL至视图和异步视图等。视图函数是基于Django框架进行视图层开发的基础。

4.3.1　什么是视图函数

所谓视图函数（简称视图），本质上就是一个Python函数，用于接收Web请求并且返回Web响应。

Web响应可以包含很多种类的内容，比较常见的有HTML网页、重定向和404错误，也可以是XML文档和图像文件等。另外，无论视图函数的具体处理逻辑如何定义，建议都返回某种类型的Web响应。

对于视图函数的代码而言，可以写在项目的任何Python目录下面。但是，对于基于Django框架的Web项目而言，通常约定将视图函数写在项目或应用目录中名称为“views.py”的文件中。

4.3.2　简单视图函数

在本小节中，我们设计一个基于Django框架的Web项目应用，实现将当前日期和时间编码为HTML文档并返回的简单视图函数。

首先，将该Web项目应用的名称定义为“ViewDjango”，实现返回当前日期和时间的简单视图函数应用的名称定义为“SimpleView”，具体文件结构如图4.2所示。

在图4.2中，ViewDjango为项目根目录，SimpleView为具体的应用目录。

然后，重新定义ViewDjango项目根目录下的路由文件urls.py，实现到SimpleView应用的路由路径，具体代码如下：

【代码4-22】（ViewDjango\ViewDjango\urls.py文件）

【代码分析】

在第07～10行代码中，定义了ViewDjango项目应用的根URLconf模块。其中，第08行代码中，通过path(）函数定义了一个路由路径'simple/'，该路径对应通过include方式包括的SimpleView应用的URLconf模块'SimpleView.urls'。

接下来，定义SimpleDjango应用目录中的路由文件urls.py，具体代码如下：

【代码4-23】（ViewDjango\SimpleView\urls.py文件）

【代码分析】

在第07～10行代码中，定义了SimpleDjango应用的URLconf模块。详细说明如下：

·　第08行代码中，通过path(）函数将SimpleDjango应用的默认路径（""）解析为视图函数views.index。

·　第09行代码中，通过path(）函数将路径"curdatetime/"解析为视图函数views.current_datetime。

最后，定义SimpleDjango应用中的视图函数文件views.py，具体代码如下：

【代码4-24】（ViewDjango\SimpleView\views.py文件）

【代码分析】

在第08、09行代码中，定义了默认视图函数views.index。其中，第09行代码通过HttpResponse(）方法返回信息"Hello, SimpleView App!"。

在第12行代码中，导入了日期和时间类型对象datetime。

在第13～16行代码中，定义了日期视图函数views.current_datetime。详细说明如下：

·　在第16行代码中，通过日期和时间类型对象datetime调用now(）方法，获取当前时间（now）。

·　在第17行代码中，定义了一段HTML页面代码（html），并将当前时间（now）传递到这段页面代码中。

·　在第18行代码中，通过HttpResponse(）方法返回页面代码。

下面，通过FireFox浏览器测试一下SimpleView简单视图应用。首先，通过Django服务器运行ViewDjango项目应用，并在浏览器中输入SimpleView应用默认路由地址“http://localhost:8000/ simple/”，结果如图4.3所示。页面中显示了第09行代码通过HttpResponse(）方法返回的信息“Hello, SimpleView!”。

然后，继续在浏览器中输入SimpleView应用简单视图的路由地址“http://localhost:8000/simple/curdatetime/”，结果如图4.4所示。页面中显示了第18行代码通过HttpResponse(）方法返回的当前时间信息（now）。

4.3.3　返回错误视图

在Django框架中返回HTTP错误代码是非常简单的。HttpResponse类的许多子类对应着一些常用的HTTP状态码，例如HttpResponseNotFound子类对应的HTTP 404错误，当然这里面不包括200状态码（表示“OK”）。Django为了标识一个错误，直接返回那些子类中的一个实例，而不是普通的HttpResponse对象。

在本小节中，我们通过HttpResponseNotFound子类设计一个返回错误视图的应用，用来模拟返回404错误状态。

首先，将返回错误视图函数应用的名称定义为“ErrorView”，具体文件结构如图4.5所示。

然后，重新定义ViewDjango项目根目录下的路由文件urls.py，实现到ErrorView应用的路由路径，具体代码如下：

【代码4-25】（ViewDjango\ViewDjango\urls.py文件）

【代码分析】

在第07～11行代码中，重新定义了ViewDjango项目应用的根URLconf模块。详细说明如下：

·　在第09行代码中，通过path(）函数新增了一个路由路径error/'，该路径对应通过include方式包括的ErrorView应用的URLconf模块'ErrorView.urls'。

接下来，定义ErrorView应用目录中的路由文件urls.py，具体代码如下：

【代码4-26】（ViewDjango\ErrorView\urls.py文件）

【代码分析】

在第07～10行代码中，定义了ErrorView应用的URLconf模块。详细说明如下：

·　在第08行代码中，通过path(）函数将ErrorView应用的默认路径（""）解析为视图函数views.index。

·　在第09行代码中，通过path(）函数将路径“pagenotfound/<int:p>/”解析为视图函数views.error_view。其中，添加了一个路由参数<int:p>，参数值p用于选择不同的视图返回值。

最后，定义ErrorView应用中的视图函数文件views.py，具体代码如下：

【代码4-27】（ViewDjango\ErrorView\views.py文件）

【代码分析】

第09、10行代码中，定义了默认视图函数views.index。

第13～18行代码中，定义了错误视图函数views.error_view。其中，第15～18行代码通过if条件语句判断参数p的布尔值，选择是使用HttpResponse(）方法，还是HttpResponseNotFound(）方法返回信息。

下面，通过FireFox浏览器测试一下ErrorView返回错误视图应用。首先，通过Django服务器运行ViewDjango项目应用，并在浏览器中输入ErrorView应用默认路由地址“http://localhost:8000/error/”，结果如图4.6所示。

然后，在浏览器中输入ErrorView应用返回错误视图的路由地址“error/pagenotfound/1/”（注意，增加了整型路由参数1），结果如图4.7所示。打开路由地址“error/pagenotfound/1/”后，页面中显示了第16行代码通过HttpResponse(）方法返回的信息。

再通过FireFox浏览器控制台查看一下返回的HTTP状态码，结果如图4.8所示。HTTP状态码显示为“Status：200 OK”。

继续在浏览器中输入ErrorView应用返回错误视图的路由地址“error/pagenotfound/0/”（注意，整型路由参数更改为0），结果如图4.9所示。打开路由地址“error/pagenotfound/0/”后，页面中显示了第18行代码通过HttpResponseNotFound(）方法返回的信息。

再通过FireFox浏览器控制台查看一下返回的HTTP状态码，结果如图4.10所示。HTTP状态码显示为“Status：404 Not Found”，这说明HttpResponseNotFound子类直接返回了HTTP 404错误。

4.3.4　直接返回状态码视图

在Django框架中，还支持直接返回HTTP状态码的操作。可以通过向HttpResponse子类的构造器传递HTTP状态码来创建任何想要的HTTP状态码的返回类。

在本小节中，我们设计一个直接返回HTTP状态码视图的应用，用来模拟返回任意HTTP状态码。

首先，将直接返回状态码视图函数应用的名称定义为StatusView，文件结构如图4.11所示。

然后，重新定义ViewDjango项目根目录下的路由文件urls.py，实现到StatusView应用的路由路径，具体代码如下：

【代码4-28】（ViewDjango\ViewDjango\urls.py文件）

【代码分析】

在第07～12行代码中，重新定义了ViewDjango项目应用的根URLconf模块。详细说明如下：

·　在第10行代码中，通过path(）函数新增了一个路由路径status/，该路径对应通过include方式包括的StatusView应用的URLconf模块StatusView.urls。

接下来，定义StatusView应用目录中的路由文件urls.py，具体代码如下：

【代码4-29】（ViewDjango\StatusView\urls.py文件）

【代码分析】

在第07～10行代码中，定义了StatusView应用的URLconf模块。详细说明如下：

·　在第08行代码中，通过path(）函数将StatusView应用的默认路径“""”解析为视图函数views.index。

·　在第09行代码中，通过path(）函数将路径"statuscode/<int:scode>/"解析为视图函数views.status_code_view。其中，添加了一个路由参数<int:scode>，参数值scode用于选择不同的视图返回值。

最后，定义StatusView应用中的视图函数文件views.py，具体代码如下：

【代码4-30】（ViewDjango\StatusView\views.py文件）

【代码分析】

在第09、10行代码中，定义了默认视图函数views.index。

在第13～16行代码中，定义了直接返回状态码的视图函数views.status_code_view。其中，第16行代码通过在HttpResponse(）方法中添加参数status=scode，直接将通过URL传递过来的HTTP状态码scode返回。

下面，通过FireFox浏览器测试一下StatusView直接返回状态码视图应用。首先，通过Django服务器运行ViewDjango项目应用，并在浏览器中输入StatusView应用默认路由地址“http://localhost:8000/status/”，结果如图4.12所示。

然后，在浏览器中输入StatusView应用直接返回状态码视图的路由地址“status/statuscode/201/”，（注意，增加了整型路由参数201），如图4.13所示。

打开路由地址“status/statuscode/201/”后，再通过FireFox浏览器控制台查看一下返回的HTTP状态码，结果如图4.14所示。HTTP状态码显示为“Status：201 Created”，状态码201与URL地址中输入的数值是对应的。

如果觉得状态码201比较常见，不具备一定的代表性，那么我们尝试在浏览器中输入路由地址“status/statuscode/250/”（注意，这里的整型路由参数250不是常见的HTTP状态码），结果如图4.15所示。

打开路由地址“status/statuscode/250/”后，再通过FireFox浏览器控制台查看一下返回的HTTP状态码，结果如图4.16所示。HTTP状态码显示为“Status：250 Unknown Status Code”，状态码250与URL地址中输入的数值是对应的，并且还提示了该状态码为未知（无预定义）的HTTP状态码。

4.3.5　HTTP 404异常视图

在Django框架中，当返回错误（如：HttpResponseNotFound）时，一般需要定义错误页面的HTML模板。为了方便设计人员开发，Django框架内置了Http404异常（仅定义了该异常，没有类似Http400、Http403等的异常）。

假如Django代码在视图的任意一个地方引发了Http404异常，那么Django框架就会捕捉到该异常，并且返回标准的错误页面（连同HTTP错误状态代码404）。不过要记住，只有在Django项目设置中将DEBUG参数设置为FALSE才能实现上述功能，DEBUG参数默认是设置为TRUE的。

在本小节中，我们设计一个Http404异常视图的应用，用来实现HTTP 404错误的异常捕捉。

首先，将Http404异常视图应用的名称定义为Http404View，具体文件结构如图4.17所示。然后，重新定义ViewDjango项目根目录下的路由文件urls.py，实现到Http404View应用的路由路径，具体代码如下：

【代码4-31】（ViewDjango\ViewDjango\urls.py文件）

【代码分析】

在第07～13行代码中，重新定义了ViewDjango项目应用的根URLconf模块。详细说明如下：

·　在第11行代码中，通过path(）函数新增了一个路由路径“http404/”，该路径对应通过include方式包括的Http404View应用的URLconf模块Http404View.urls。

接下来，定义Http404View应用目录中的路由文件urls.py，具体代码如下：

【代码4-32】（ViewDjango\Http404View\urls.py文件）

【代码分析】

在第07～10行代码中，定义了Http404View应用的URLconf模块。详细说明如下：

·　在第08行代码中，通过path(）函数将Http404View应用的默认路径（""）解析为视图函数views.index。

·　在第09行代码中，通过path(）函数将路径“zeroexp/”解析为视图函数views.zero_exp。

最后，定义Http404View应用中视图函数文件，具体代码如下：

【代码4-33】（ViewDjango\Http404View\views.py文件）

【代码分析】

在第04行代码中，导入了Http404模块。

在第10、11行代码中，定义了默认的视图函数views.index。

在第14～19行代码中，定义了直接返回状态码的视图函数views.zero_exp。详细说明如下：

·　在第15～18行代码中，通过try…except…语句块尝试捕获异常。其中，第16行代码定义了一个“除0”算术异常，第18行代码通过raise语句（注意不是return语句）触发Http404异常。

·　在第19行代码中，通过render(）方法将参数r导向了HTML模板（arithm.html）页面。

下面，通过FireFox浏览器测试一下Http404异常视图应用。首先，通过Django服务器运行ViewDjango项目应用，并在浏览器中输入Http404View应用默认路由地址“http://localhost:8000/http404/”，结果如图4.18所示。

然后，在浏览器中输入Http404View应用异常视图的路由地址“http404/zeroexp/”，结果如图4.19所示。页面中显示出了第18行代码中通过Http404(）方法定义的异常信息。

不过，图4.19中显示的是调试信息，主要在开发阶段中使用。如果想显示标准的404错误页面，需要在Django项目设置中将DEBUG参数设置为FALSE，运行效果如图4.20所示。

实际上，当通过raise语句触发了Http404异常后，会执行下面的流程：

（1）Django框架会读取django.conf.urls.handler404的值，默认为django.views.defaults.page_not_found(）视图。

（2）执行page_not_found(）视图。

（3）判断是否自定义了404.html，如果有则输出该HTML文件。

（4）如果没有，则输出默认的404提示信息。

上面的流程就给设计人员留下了两个可以自定义404页面的钩子：

·　第1个是在urls中重新指定handler404的值，也就是用哪个视图来处理404页面。

·　第2个是在page_not_found(）视图中使用自定义的404.html。

上面的两种方式，一个是自定义处理视图，另一个是自定义展示404页面。自定义的404.html页面应当位于模板引擎可以搜索到的路径中。

4.3.6　自定义错误页面

在Django框架中，当找不到与请求匹配的URL路由地址时，或者当抛出一个异常时，将会调用一个错误处理视图。Django框架默认自带的错误视图包括400、403、404和500，分别表示请求错误、拒绝服务、页面不存在和服务器错误。

这几个错误视图分别位于Django框架的如下位置：

·　handler400：django.conf.urls.handler400。

·　handler403：django.conf.urls.handler403。

·　handler404：django.conf.urls.handler404。

·　handler500：django.conf.urls.handler500。

这几个错误视图又分别对应下面的内置视图：

·　handler400：django.views.defaults.bad_request()。

·　handler403：django.views.defaults.permission_denied()。

·　handler404：django.views.defaults.page_not_found()。

·　handler500：django.views.defaults.server_error()。

设计人员可以在根URLconf模块中设置上面这些错误视图。注意，在其他二级应用内部的URLconf模块中设置这些变量是无效的。

在Django框架中其实定义了内置的HTML模板，用于返回错误页面给用户，但是这些403、404页面不够美观，通常设计人员会根据项目需要自定义错误页面。示例如下：

首先，在根URLconf模块中额外增加一组handler对象，并依次导入views视图模块，代码如下：

【代码4-34】（项目的根urls.py文件）

【代码分析】

在第12～15行代码中，添加了一组handler对象，分别为handler400、handler403、handler404和handler500，并依次导入相对应的视图函数views.bad_request、views.permission_denied、views.page_not_found和views.error。

然后，在相应的应用视图文件app/views.py中，依次增加相对应的视图处理函数，代码如下：

【代码4-35】（app/views.py文件）

【代码分析】

在第06～08行、第10～12行、第14～16行和第18～20行代码中，分别实现了视图函数bad_request、permission_denied、page_not_found和error，并指向了各自的HTML模板文件400.html、403.html、404.html和500.html。

设计人员根据项目的实际需求，分别创建对应的HTML页面文件（400.html、403.html、404.html和500.html）即可。另外，要注意HTML模板文件的引用方式和视图文件的放置位置等。

在Django项目开发中，只有当项目配置文件的DEBUG参数设置为False时，这些错误视图才会被自动使用；而当DEBUG参数设置为True时（表示开发模式），Django框架会展示详细的错误信息页面，而不是有针对性的错误页面（这点可以参考上一小节中应用实例的测试结果）。

4.3.7　异步视图

在Django框架最新的v3.1版本中，已经开始支持异步视图函数的开发了。编写异步视图代码，只需要用Python语言中的async def关键字语法即可，Django框架将自动探测和运行视图在同一个异步上下文环境中。

另外，为了让Django异步视图发挥其性能优势，设计人员需要启动一个基于ASGI的异步服务器。Django v3.0+版本的框架默认已经配置好了基于ASGI的异步功能。

简单的异步视图示例代码如下：

【代码4-36】（ViewDjango\AsyncView\views.py文件）

【代码分析】

在第09～12行代码中，定义了异步视图函数async_current_datetime。这个异步函数与普通函数的定义方法基本一致，关键是在通过def定义函数之前，通过async关键字来声明该函数为异步视图函数。

另外，关于异步函数还要说明以下6点：

（1）异步功能同时支持WSGI（同步）和ASGI（异步）模式。

（2）在WSGI模式下，使用异步功能会有性能损失。

（3）可以混用异步／同步视图或中间件，Django框架会自动处理其上下文。

（4）建议主要使用同步模式，在有特殊需求的场景才使用异步功能。

（5）对于Django框架的ORM系统、缓存层和其他的一些需要长时间进行网络IO调用的代码，目前依然不支持异步访问，在未来的Django版本中将会逐步实现支持。

（6）异步功能不会影响同步代码的执行速度，也不会对目前已有的项目产生明显的影响。 fTlXtZnGX98l4/ADTG9Qe87MmQL0m9uMYX3Wu8B7+W9BBzjqKyP8mQaVbQKZpgO2