前言
Python/ target=_blank class=infotextkey>Python的便利性和多功能性意味著它幾乎被用于構(gòu)建各行各業(yè)的軟件。一個主要的利基是web服務(wù)，Python的開發(fā)速度和靈活性使其可以很容易地快速建立和運行網(wǎng)站。正如您可能猜到的那樣，Python在web框架中為您提供了大量的選擇和自由度，無論大小。畢竟，不是每個web項目都需要是企業(yè)級的。大多數(shù)應(yīng)該能足夠完成工作就可以了，而不是追逐更大。本文將8個最知名的Python框架，它們強調(diào)簡單性、輕量級交付，接下來就具體點地了解下這些框架。
1. Bottle
Bottle（http://bottlepy.org/）可以被認為是一種迷型Flask，因為它甚至比其他的“微框架”更緊湊和簡潔。由于Bottle占用的空間很小(最小化封裝)，所以它非常適合包含在其他項目中，或者用于快速交付像REST APIs這樣的小項目。(后面會討論Flask。)
Bottle的整個代碼庫都可以放在一個文件中，并且完全沒有外部依賴關(guān)系。即便如此，Bottle還是配備了足夠的功能來構(gòu)建常見的web應(yīng)用程序，而不需要依賴外界的幫助。
Bottle中的路由系統(tǒng)將url映射到函數(shù)，其語法與Flask幾乎完全相同。應(yīng)用中你也不會被局限于一組硬連接的路徑，而是可以動態(tài)地創(chuàng)建它們。請求和響應(yīng)數(shù)據(jù)、cookie、查詢變量、POST操作的表單數(shù)據(jù)、HTTP報頭和文件上傳都可以通過Bottle的對象訪問和操作。
每一項能力的實現(xiàn)都很注意細節(jié)。例如，對于文件上傳，如果文件的命名約定與目標文件系統(tǒng)沖突(例如在windows中文件名中的斜杠)，則不必重命名文件。Bottle可以幫你做到這一點。
Bottle包含有它自己的簡單html模板引擎。同樣，盡管模板引擎很小，但它具有所有的基本功能。模板中包含的變量默認使用安全HTML渲染;同時你必須指出，哪些變量是安全的，以便按照字面意思重新生成。如果您愿將Bottle的模板引擎換為另一個模板引擎，比如Jinja2，那么Bottle可以讓您輕松地這樣做。我更喜歡與Bottle捆綁的簡單模板系統(tǒng);它速度快，語法樸實無華，并且允許您在不太困難的情況下混合代碼和模板文本。
Bottle甚至支持多個服務(wù)器后端。它自帶了用于快速測試的內(nèi)置迷你服務(wù)器（內(nèi)置了開發(fā)服務(wù)器），而且還支持通用的WSGI、各種與WSGI兼容的HTTP服務(wù)器，如果需要，也可支持普通的舊式CGI。比如，在Bottle中的“Hello World”程序：
from bottle import route, run, template
@route('/hello/<name>')
def index(name):
return template('<b>Hello {{name}}</b>!', name=name)
run(host='localhost', port=8080)
運行此腳本或?qū)⑵湔迟N到Python控制臺，然后將瀏覽器指向
http://localhost:8080/hello/world。就這樣實現(xiàn)了編程中“經(jīng)典”。
與其他框架相比，Bottle不需要那么多的文檔，但是它的文檔也絕不少。所有的關(guān)鍵內(nèi)容都適用于單頁面(雖然很長的)。除此之外，您還可以找到每個API的完整文檔、在各種基礎(chǔ)設(shè)施上部署的示例、對內(nèi)置模板語言的解釋和大量常用方法。
與Flask一樣，您可以手動或通過插件擴展Bottle的功能。Bottle插件遠沒有Flask插件那么多，但是擁有著一些有用的部分，如與各種數(shù)據(jù)庫層的集成和基本的用戶身份驗證。對于異步支持，Bottle可用現(xiàn)有的異步運行的服務(wù)器適配器，比如aiohttp/uvloop，但是sync/await不是原生支持。
Bottle的極簡設(shè)計的一個后果就是有些東西根本就不存在。表單驗證，包括CSRF(cross-site request forgery，跨站點請求偽造)保護特性沒有包括在內(nèi)。如果您想構(gòu)建一個支持高度用戶交互的web應(yīng)用程序，您需要自己添加這種支持。
Bottle的另一個問題是發(fā)展已經(jīng)遲滯很久了，最新版本是0.12，最開始是在2013年發(fā)布的，后又小版本更新（最新穩(wěn)定版是2019年12月發(fā)布的0.12.18，開發(fā)中的0.13版還沒正式發(fā)布）。也就是說，Bottle將繼續(xù)被維護，并且它的開發(fā)版本仍然可以用于生產(chǎn)。開發(fā)人員打算交付新的版本，以擺脫對Python的遺留版本的支持。
關(guān)于Bottle下載與安裝
使用pip install bottle安裝最新的穩(wěn)定版本，或者將bottle.py(不穩(wěn)定)下載到您的項目目錄中。除了Python標準庫之外，Bottle沒有硬依賴項。Bottle支持Python 2.7和Python 3。
注意，自0.13版本開始不推薦在Python 2.5和2.6下使用Bottle，此版本去掉了對它們的支持。
概要總結(jié)一下：Bottle是一個快速和簡單的微型框架，用于小型web應(yīng)用程序。它提供了url參數(shù)支持、模板、內(nèi)置HTTP服務(wù)器和許多用于第三方WSGI/HTTP- Server和模板引擎的適配器服務(wù)于請求分派(路由)——所有這些都在一個文件中，除了Python標準庫之外沒有其他依賴關(guān)系。
2. CherryPy
CherryPy（http://www.cherrypy.org/）已經(jīng)以這樣或那樣的形式存在了將近20年，但并沒有失去它從一開始就與眾不同的極簡主義和優(yōu)雅。
CherryPy背后的目標，除了只包含服務(wù)web頁面所需要的少量內(nèi)容之外，是盡可能讓人感覺不像“web框架”，而是像任何其他類型的Python應(yīng)用程序。像Hulu?.NETflix這樣的網(wǎng)站已經(jīng)在生產(chǎn)中使用了CherryPy，因為這個框架提供了一個非常包容的構(gòu)建基礎(chǔ)。CherryPy在底層使用線程池，更好地支持多線程服務(wù)器適配器。
CherryPy可以讓您的web應(yīng)用程序遠離核心邏輯。要將應(yīng)用程序的函數(shù)映射到CherryPy提供的url或路由，需要創(chuàng)建一個類，其中對象的名稱空間直接映射到需要提供服務(wù)的url。例如，網(wǎng)站的根目錄由一個名為“index”的函數(shù)提供。傳遞給這些函數(shù)的參數(shù)用于相應(yīng)的處理GET或POST方法提供的變量。
CherryPy包含的比特意味著作為低級構(gòu)建塊工作。包含了Session標識符和cookie處理，但沒有包含HTML模板。與Bottle一樣，CherryPy提供了一種將路由映射到磁盤目錄的方法，用于靜態(tài)文件服務(wù)。
CherryPy通常會遵從現(xiàn)有的第三方庫來支持某個特性，而不是本地化（原生）提供它。例如，WebSocket應(yīng)用程序不是由CherryPy直接支持的，而是通過ws4py庫支持的。
CherryPy的文檔包含一個方便的教程，介紹了該程序的各個方面。與其他一些框架教程不同，它不會帶您了解完整的端到端應(yīng)用程序，但仍然很有用。文檔中有關(guān)于虛擬主機部署、通過Apache和Nginx進行反向代理以及許多其他場景的便簽筆記式說明。
應(yīng)用示例代碼如下：
import cherrypy
class HelloWorld(object):
@cherrypy.expose
def index(self):
return "Hello World!"
cherrypy.quickstart(HelloWorld())
3. Falcon
如果您正在構(gòu)建基于REST的APIs，那么Falcon（
http://falconframework.org/）就是專門為您設(shè)計的。精悍、快速，除了標準庫之外幾乎沒有依賴，F(xiàn)alcon提供了REST api所需的一切，僅此而已。2019年發(fā)布的Falcon2.0廢除了對Python 2.x支持，并且至少需要Python 3.5。
Falcon獲得“輕薄”（light & slender）標簽的很大一部分原因與框架中的代碼行數(shù)無關(guān)。這是因為Falcon幾乎沒有將自己的結(jié)構(gòu)強加給應(yīng)用程序。Falcon應(yīng)用程序所要做的就是指出哪些函數(shù)映射到哪些API端點。從端點返回的JSON只涉及設(shè)置路由以及經(jīng)由Python標準庫json.dumps函數(shù)返回的數(shù)據(jù)。對異步的支持還沒有在Falcon中實現(xiàn)，但是正在努力在Falcon 3.0中實現(xiàn)。
Falcon還采用了健全的開箱即用的默認設(shè)置，所以安裝時不需要什么修改。例如，對于沒有顯式聲明的任何路由，默認情況下都會引發(fā)404s。如果希望向客戶機返回錯誤，可以拋出與框架捆綁在一起的大量常規(guī)異常(如HTTPBadRequest)中的一個，或者使用通用的falcon.HTTPError異常。如果需要對路由進行預(yù)處理或后處理，F(xiàn)alcon也為它們提供了鉤子。
Falcon對APIs的關(guān)注意味著這里很少有使用傳統(tǒng)HTML用戶界面構(gòu)建web應(yīng)用程序的內(nèi)容。例如，不要對表單處理函數(shù)和CSRF保護工具抱有太多期望。但是，F(xiàn)alcon提供了優(yōu)雅的選項來擴展其功能，因此可以構(gòu)建更復(fù)雜的項目。除了上述鉤子機制之外，您還可以找到一個用于創(chuàng)建中間件的接口，該接口可用于包裝所有Falcon的APIs。
與其他框架相比，F(xiàn)alcon的文檔比較少，但這只是因為覆蓋的內(nèi)容比較少。用戶指南包括對所有主要特性的正式的逐步演示，以及快速啟動部分，允許您查看有或沒有注釋的樣例代碼。
示例代碼如下：
class QuoteResource:
def on_get(self, req, resp):
"""Handles GET requests"""
quote = {
'quote': (
"I've always been more interested in "
"the future than in the past."
),
'author': 'Grace Hopper'
}
resp.media = quote
api = falcon.API()
api.add_route('/quote', QuoteResource())
4. FastAPI
FastAPI（
https://fastapi.tiangolo.com/）的名稱很好地總結(jié)了它所做的事情。它被構(gòu)建為快速創(chuàng)建API端點而服務(wù)，且運行速度也很快。
FastAPI利用Starlette項目作為其高速網(wǎng)絡(luò)核心，但是要使用FastAPI，您不需要了解Starlette的內(nèi)部原理。定義端點的方式與Flask或Bottle應(yīng)用程序非常相似——使用裝飾器（decorator）來指明哪個函數(shù)處理哪個路由——然后返回自動轉(zhuǎn)換成JSON的字典。
您可以很容易地重寫返回內(nèi)容的方式。例如，如果希望從某些端點返回HTML/XML，只需返回一個自定義響應(yīng)對象即可。如果您想要添加自定義中間件，您可以彈出任何遵循ASGI標準的內(nèi)容。
FastAPI使用Python的類型提示來提供路由所接受的數(shù)據(jù)類型的約束。例如，如果您有一個類型為Optional[int]的路由，F(xiàn)astAPI將拒絕除整數(shù)以外的所有提交。你不需要添加數(shù)據(jù)校驗代碼到你的端點，可以只使用類型提示，然后讓FastAPI來完成這項工作。
當然，有些東西被省略了。例如，沒有原生HTML模板引擎，但并不缺少填補這一空白的第三方解決方案。數(shù)據(jù)庫連接也是如此，但是文檔中包含了關(guān)于如何協(xié)同某些ORMs(例如Peewee)使用FastAPI的異步行為而工作的細節(jié)。
示例代碼如下：
from typing import Optional
from fastapi import FastAPI
App = FastAPI()
@app.get("/")
def read_root():
return {"Hello": "World"}
@app.get("/items/{item_id}")
def read_item(item_id: int, q: Optional[str] = None):
return {"item_id": item_id, "q": q}
5. Flask框架
許多關(guān)于Python web框架的討論都從Flask（http://flask.pocoo.org/）開始，這是有原因的。Flask構(gòu)建良好，易于理解的框架，很容易使用并且很穩(wěn)定。在輕量級web項目或基本REST API中使用Flask幾乎是不可能出錯的，但是如果您試圖構(gòu)建任何更大的東西，你將會面臨很大的負擔(dān)。
Flask的主要吸引力在于它的低門檻。一個基本的“hello world”應(yīng)用程序可以用不到10行Python代碼完成。Flask包含了一個廣泛使用的HTML模板系統(tǒng)Jinja2，它可以使文本的渲染更加容易，但是Jinja2可以被替換為任意數(shù)量的其他模板引擎(比如Mustache：
https://github.com/defunkt/pystache)，或者您也可以使用自己的模板引擎。
Flask版Hello World 應(yīng)用：
from flask import Flask
app = Flask(__name__)
@app.route('/')
def hello_world():
return 'Hello, World!'
把這個保存為hello.py或其它不是flask.py的文件，然后就可以按照一定的模式來運行程序了：
$ export FLASK_APP=hello.py
$ flask run
* Running on http://127.0.0.1:5000/
或者在windows下
命令行窗口：C:pathtoapp>set FLASK_APP=hello.py
Powershell：PS C:pathtoapp> $env:FLASK_APP = "hello.py"
或者可以使用 python -m flask:
$ export FLASK_APP=hello.py
$ python -m flask run
* Running on http://127.0.0.1:5000/
（詳情可以參考官網(wǎng)進一步了解）
出于簡單性的考慮，F(xiàn)lask省略了一些細節(jié)，比如數(shù)據(jù)層或者ORM，并且沒有提供類似表單驗證的功能。然而，F(xiàn)lask可通過擴展支持機制進行擴展，已有的擴展有幾十個，覆蓋了許多常見的用例場景，比如緩存，表單處理和驗證，以及數(shù)據(jù)庫連接。這種缺省設(shè)計允許你以絕對最小的功能開始設(shè)計一個Flask應(yīng)用程序，然后在你需要的時候?qū)⑺鼈兎謱印?/p>
Flask的文件是親切和容易閱讀。快速開始文檔很好地幫助您入門，同時還解釋了簡單的Flask應(yīng)用程序的默認選擇的重要性，并且API文檔中有很多很好的例子。同樣優(yōu)秀的還有Flash示例片段的集合，是一些如何完成特定任務(wù)的快速而粗糙的示例，例如，如果對象存在如何返回，或者如果對象不存在，如何返回404錯誤。
在2018年，F(xiàn)lask發(fā)布了具有里程碑意義的1.0版本，其中Python 2.6和Python 3.3是最小的支持版本，并且它的許多行為最終都是固定不變的。Flask不顯式地支持Python的異步語法，但是一個API兼容的Flask變體Quart已經(jīng)被分離出來以滿足這個需求。
6. Pyramid框架
小巧輕便的Pyramid（https://trypyramid.com/）非常適合于一些這樣的任務(wù)，比如將現(xiàn)有的Python代碼作為REST API公開，或者為開發(fā)人員承擔(dān)大部分繁重工作的web項目提供核心支持。
“Pyramid會讓你迅速變得富有成效，并與你一起成長，”文檔簡述中說。“當你的應(yīng)用程序很小的時候，它不會阻礙你;當你的應(yīng)用程序變大的時候，它也不會妨礙你。”
描述Pyramid的極簡主義的一個好方法是“不受策略約束”，在文檔中討論Pyramid如何與其他web框架相比較的部分使用了這個術(shù)語。基本上，“無策略”意味著您選擇使用哪種數(shù)據(jù)庫或哪種模板語言不是Pyramid所關(guān)心的。
建立一個基本的Pyramid應(yīng)用程序需要非常少的工作。與Bottle和Flask一樣，除了框架本身的文件外，Pyramid應(yīng)用程序可以由單個Python文件組成。一個簡單的單路由API只需要十來行代碼。大部分都是樣板文件，比如…import語句和設(shè)置WSGI服務(wù)器。
默認情況下，Pyramid包括一些在web應(yīng)用程序中常見的事項，但它們是作為組件提供的，并將其拼接在一起，而不是作為成熟的解決方案。例如，對用戶會話的支持甚至附帶了CSRF保護。但對用戶帳戶的支持，如登錄或帳戶管理，不在處理的一部分。你必須自己處理它或通過插件來添加支持它。表單處理和數(shù)據(jù)庫連接也是如此。
Pyramid甚至提供了一種從以前的Pyramid項目創(chuàng)建模板的方法來重用以前的工作。這些被稱為“腳手架”的模板生成了一個金字塔應(yīng)用程序，具有簡單的路由和一些初始HTML/css模板。捆綁的腳手架包括一個示例啟動程序項目和一個通過流行的Python庫SQLAlchemy（
http://www.sqlalchemy.org/）連接到數(shù)據(jù)庫的項目。
Pyramid體貼入微的測試和調(diào)試工具提供了優(yōu)秀的功能。在Pyramid應(yīng)用程序中捆綁debugtoolbar擴展組件，你可在每個網(wǎng)頁上得到一個可點擊的圖標，它會生成應(yīng)用程序執(zhí)行的詳細信息，包括發(fā)生錯誤時的詳細回溯。還提供了日志記錄和單元測試。
Pyramid的文件是優(yōu)秀的。除了對基礎(chǔ)知識的快速瀏覽和教程風(fēng)格的演練外，還可以找到一組社區(qū)貢獻的教程和一本常見食譜式的“烹飪指南”書。后者包括了針對一系列目標環(huán)境的部署技術(shù)，從谷歌App Engine到Nginx。
Pyramid同時支持python2和python3，但是不使用python3的異步語法。如果想在Pyramid中利用異步，請參閱aiopyramid項目，它包括一個用于異步驅(qū)動的“hello world”應(yīng)用程序的腳手架。
應(yīng)用示例代碼如下：
from wsgiref.simple_server import make_server
from pyramid.config import Configurator
from pyramid.response import Response
def hello_world(request):
return Response('Hello World!')
if __name__ == '__main__':
with Configurator() as config:
config.add_route('hello', '/')
config.add_view(hello_world, route_name='hello')
app = config.make_wsgi_app()
server = make_server('0.0.0.0', 6543, app)
server.serve_forever()
7. Sanic框架
Sanic為快速和簡單而設(shè)計，與Python 3.6或更高版本一起工作，并使用Python的async/await語法(從Python 3.5開始可用)來讓您創(chuàng)建高效的web應(yīng)用程序。
與Flask或Bottle一樣，一個基礎(chǔ)的Sanic程序“hello world”大約需要運行10行代碼，其中大部分是導(dǎo)入和其他樣板文件。關(guān)鍵的區(qū)別是，應(yīng)用程序路由必須聲明為異步定義函數(shù)（async def functions），并且必須在異步代碼中使用await來調(diào)用這些函數(shù)。如果您以前編寫過異步驅(qū)動的應(yīng)用程序，那么你應(yīng)已經(jīng)掌握了最困難的部分。
Sanic用于處理連接和響應(yīng)的許多機制大家都很熟悉。請求和響應(yīng)只是具有相似屬性的對象，比如上傳的文件、表單、JSON對象、頭等等。
具有許多路由的應(yīng)用程序變得難以管理。Sanic用“藍圖（blueprints）”來解決這個問題，這些對象可以描述一組路由，并允許你通過高級界面來管理它們。不用顯式地編寫每個路由，也不用使用過多的帶變量的路由，你可以編寫一些藍圖來描述路由在你的應(yīng)用程序中是如何工作的(例如，/object/object_id/action)。藍圖可以有通用的中間件，如果您想將管理功能應(yīng)用到某些路由而不是其他路由，那么這是非常有用的。
Sanic還可以處理HTTP以外的協(xié)議。WebSocket端點只需要不同的裝飾器和更多的內(nèi)部邏輯(例如，等待和處理響應(yīng))。可以通過子類化asyncio.protocol來支持自定義網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。
Sanic故意省略了數(shù)據(jù)庫連接和HTML模板等功能，而保留了用于插入這些功能的特性:中間件、集中式應(yīng)用配置，等等。
示例代碼如下：
from sanic import Sanic
from sanic.response import json
app = Sanic("App Name")
@app.route("/")
async def test(request):
return json({"hello": "world"})
if __name__ == "__main__":
app.run(host="0.0.0.0", port=8000)
8. Tornado框架
Tornado（
http://www.tornadoweb.org/）是另一個針對特定用例的微型框架:異步網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序。Tornado非常適合創(chuàng)建那些打開大量網(wǎng)絡(luò)連接并使其保持活力的服務(wù)——即任何涉及WebSockets或長輪詢的服務(wù)。Tornado 6.0需要Python 3.5或更高版本，完全不支持Python 2。
像Bottle 或 Falcon一樣，Tornado忽略了與它的中心目的無關(guān)的特征。Tornado有一個用于生成HTML和其他輸出的內(nèi)置模板系統(tǒng)，并提供了用于國際化、表單處理、cookie設(shè)置、用戶身份驗證和CSRF保護的機制。但是它忽略了一些主要用于面向用戶的web應(yīng)用程序的特性，比如表單驗證和ORM。
Tornado擅長為需要對異步網(wǎng)絡(luò)進行嚴密控制的應(yīng)用程序提供基礎(chǔ)設(shè)施。例如，Tornado不僅提供一個內(nèi)置的異步HTTP服務(wù)器，而且還提供一個異步HTTP客戶機。因此，Tornado非常適合構(gòu)建并行查詢其他站點并對返回的數(shù)據(jù)進行操作的應(yīng)用程序，例如網(wǎng)絡(luò)爬蟲或網(wǎng)絡(luò)機器人（web scraper或bot）。
如果您想創(chuàng)建一個使用HTTP以外的協(xié)議的應(yīng)用程序，Tornado已經(jīng)為您提供了幫助。Tornado提供對諸如DNS解析器等實用程序的低級TCP連接和套接字的訪問，以及對第三方認證服務(wù)的訪問，它還通過WSGI標準支持與其他框架的互操作。文檔雖小但并不稀疏寬泛，其中包含了實現(xiàn)所有這些特性的豐富示例。
Tornado利用并補充了Python用于異步行為的本機功能。如果您使用的是Python 3.5, Tornado支持內(nèi)置的async和await關(guān)鍵字，這可以提高應(yīng)用程序的速度。您還可以使用futures或回調(diào)來處理對事件的響應(yīng)。
Tornado提供了一個同步原語庫(信號量、鎖等)來協(xié)調(diào)異步協(xié)程之間的事件。請注意，Tornado通常運行為單線程模式，因此這些原語與它們的線程名稱不同。但是，如果您希望在并行進程中運行Tornado以利用多個套接字和內(nèi)核，那么可以使用一些工具來實現(xiàn)這一點。
Tornado的文檔涵蓋了框架中的每個主要概念以及模型中的所有主要api。盡管它包含一個示例應(yīng)用程序(一個web爬蟲)，但它主要用于演示Tornado的排隊模塊。
應(yīng)用示例代碼如下：
import tornado.ioloop
import tornado.web
class MainHandler(tornado.web.RequestHandler):
def get(self):
self.write("Hello, world")
def make_app():
return tornado.web.Application([
(r"/", MainHandler),
])
if __name__ == "__main__":
app = make_app()
app.listen(8888)
tornado.ioloop.IOLoop.current().start()
另外，相比前面小而美的框架較而言，Django（
https://www.djangoproject.com/）是個完整的技術(shù)棧了，基本有各種支持，悠久而龐大，這里沒有提出來更多介紹。概而言之，Django是一個高級Python Web框架，它鼓勵快速開發(fā)和干凈、實用的設(shè)計。它由經(jīng)驗豐富的開發(fā)人員構(gòu)建，解決了Web開發(fā)中的許多麻煩，因此您可以專注于編寫應(yīng)用程序，而無需重新發(fā)明輪子。它是免費和開源的，學(xué)習(xí)曲線相對來說較高，有興趣的可以去官網(wǎng)詳細研究一下。
