淺談tornado項目應用設計

来源:http://www.cnblogs.com/jl-bai/archive/2016/09/16/5865481.html
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一.預備知識 最近開始嘗試做一些tornado商城項目，在開始之前需要引入一些項目設計知識，如介面，抽象方法抽象類，組合，程式設計原則等，個人理解項目的合理設計可增加其靈活性，降低數據之間的耦合性，提高穩定性，下麵介紹一些預備知識 1.介面 其實py中沒有介面這個概念。要想實現介面的功能,可以通過主 ...


一.預備知識 　

　最近開始嘗試做一些tornado商城項目，在開始之前需要引入一些項目設計知識，如介面，抽象方法抽象類，組合，程式設計原則等，個人理解項目的合理設計可增加其靈活性，降低數據之間的耦合性，提高穩定性，下麵介紹一些預備知識 

1.介面

　　其實py中沒有介面這個概念。要想實現介面的功能,可以通過主動拋出異常來實現

　　介面作用：對派生類起到限制的作用

例:

#!/usr/bin/env python
# -*- coding: utf-8 -*-
"""
介面，python中的介面，通過在父類中主動拋出異常實現
介面的作用:起到了限制的作用
"""

class IFoo:
    def fun1(self):
        pass
        raise Exception("----")

class Bar(IFoo):
    def fun1(self):
        #方法名必須和父類中的方法名相同，不然沒辦法正常執行，會拋出異常
        print("子類中如果想要調用父類中的方法，子類中必須要有父類中的方法名")
    def fun2(self):
        print("test")

obj = Bar()
obj.fun2()

2.抽象方法抽象類

　　抽象類，抽象方法是普通類和介面的綜合，即可以繼承也可以起到限製作用

　　由於python 本身沒有抽象類、介面的概念，所以要實現這種功能得abc.py 這個類庫，具體實現方法如下 :

#!/usr/bin/env python
# -*- coding: utf-8 -*-
"""
抽象類，抽象方法
抽象類，抽象方法是普通類和介面的綜合，即可以繼承也可以起到限製作用
"""

import abc
class Foo(metaclass=abc.ABCMeta):
    def fun1(self):
        print("fun1")

    def fun2(self):
        print("fun2")

    @abc.abstractclassmethod
    def fun3(self):
        pass


class Bar(Foo):
    def fun3(self):
        print("子類必須有父類的抽象方法名，不然會拋出異常")


obj = Bar()
obj.fun1()
obj.fun2()
obj.fun3()

 3.組合

　　python中“多用組合少用繼承”，因為繼承的偶合性太強，可以把基類，當做參數傳入派生類中，用於解偶

如;

#!/usr/bin/env python
# -*- coding: utf-8 -*-
#繼承

class Animals:
    def eat(self):
        print(self.Name + " eat")
    def drink(self):
        print(self.Name + " drink")

class Person(Animals):
    def __init__(self, name):
        self.Name = name

    def think(self):
        print(self.Name + " think")
obj = Person("user1")
obj.drink()
obj.eat()
obj.think()
繼承 
class Animals:
    def __init__(self,name):
        self.Name = name

    def eat(self):
        print(self.Name + " eat")

    def drink(self):
        print(self.Name + " drink")

class Person:
    def __init__(self, obj):
        self.obj = obj

    def eat(self):
        self.obj.eat()

    def think(self,name):
        print(name + " think")

animals = Animals("animals")
obj = Person(animals)
obj.think("person")
obj.eat()
組合

4.依賴註入

　　剛接觸理解的比較淺顯

　　像上一例中，如果有多層關係時，需要傳入多個對象，為瞭解決這個問題就引入了依賴註入，如上例在Person類實例化時自動傳入Animals對象

　　那麼，在引入依賴註入時先瞭解一下python類實例化過程中背後做了什麼事情

class Foo:
    def __init__(self):
        self.name = 111
    
    
    def fun(self)
        print(self.name)
        
obj = Foo() #obj是Foo的實例化對象

在python中一切皆對象，Foo是通過type類創建的

例：

#!/usr/bin/env python
# -*- coding:utf-8 -*-

class MyType(type):

    def __call__(cls, *args, **kwargs):
        obj = cls.__new__(cls, *args, **kwargs)
        obj.__init__(*args, **kwargs)
        return obj


class Foo(metaclass=MyType):

    def __init__(self, name):
        self.name = name

    def f1(self):
        print(self.name)
 解釋器解釋：
    1.遇到 class Foo，執行type的__init__方法
    1.Type的init的方法里做什麼麽呢？不知道
        obj = Foo(123)
    3.執行Type的 __call__方法
        執行Foo類的 __new__方法
        執行Foo類的 __init__ 方法

先來瞭解幾個概念

new 和 __init()和__metaclass__:

  • __new__函數是實例一個類所要調用的函數,每當我們調用obj = Foo()來實例一個類時,都是先調用__new__()

  • 然後再調用__init__()函數初始化實例. __init__()在__new__()執行後執行,

  • 類中還有一個屬性 __metaclass__，其用來表示該類由 誰 來實例化創建，所以，我們可以為 __metaclass__ 設置一個type類的派生類，從而查看 類 創建的過程。

那麼依賴註入的實現方法，自定義一個type方法，實例化類的時候指定由自定義的type方法創建，具體實現方法如下:

#!/usr/bin/env python
# -*- coding: utf-8 -*-
# 依賴註入應用
#DI
class Mapper:
    __mapper_relation ={}

    @staticmethod
    def register(cls,value):
        Mapper.__mapper_relation[cls] = value

    @staticmethod
    def exist(cls):
        if cls in Mapper.__mapper_relation:
            return True
        return False

    @staticmethod
    def value(cls):
        return Mapper.__mapper_relation[cls]


class MyType(type):
    def __call__(self, *args, **kwargs):
        obj = self.__new__(self, *args, **kwargs)
        arg_list = list(args)
        if Mapper.exist(self):
            value=Mapper.value(self)
            arg_list.append(value)
        obj.__init__(*arg_list, **kwargs)
        return obj


#定義由誰來實例化
class Foo(metaclass=MyType):
    def __init__(self,name):
        self.name = name

    def f1(self):
        print(self.name)

class Bar(metaclass=MyType):
    def __init__(self,name):
        self.name = name

    def f1(self):
        print(self.name)

Mapper.register(Foo,"test1")
Mapper.register(Bar,"test12")
f=Foo()
print(f.name)
依賴註入應用

5.程式的設計原則

　　1. 單一責任原則　　　　　　　

一個對象只對一個元素負責

優點;

　　消除耦合，減小因需求變化引起代碼僵化

　　2.開放封閉原則

　　　　對擴展開放，對修改關閉

　　　　優點：

　　　　　　按照OCP原則設計出來的系統，降低了程式各部分之間的耦合性，其適應性、靈活性、穩定性都比較好。當已有軟體系統需要增加新的功能時，

　　　　　　不需要對作為系統基礎的抽象層進行修改，只需要在原有基礎上附加新的模塊就能實現所需要添加的功能。增加的新模塊對原有的模塊完全沒有影響或影響很小，

　　　　　　這樣就無須為原有模塊進行重新測試

　　　　如何實現 ？　

　　　　　　在面向對象設計中，不允許更必的是系統的抽象層，面允許擴展的是系統的實現層，所以解決問題的關鍵是在於抽象化。

　　　　　　在面向對象編程中，通過抽象類及介面，規定具體類的特征作為抽象層，相對穩定，不需要做更改的從面可以滿足“對修改關閉”的原則；而從抽象類導出的具體 類可以

　　　　　　改變系統 的行為，從而滿足“對擴展開放的原則"

　　3.里氏替換原則　　

　　　　可以使用任何派生類替換基類 　　　　優點： 　　　　　　可以很容易的實現同一父類下各個子類的互換，而客戶端可以毫不察覺 　　4.介面分享原則 　　　　對於介面進行分類避免一個介面的方法過多，避免”胖介面" 　　　　優點： 　　　　　　會使一個軟體系統功能擴展時，修改的壓力不會傳到別的對象那裡 　　　　如何實現 ? 　　　　　　得用委托分離介面 　　　　　　利用多繼承分離介面

　　5.依賴倒置原則　　　　

隔離關係，使用介面或抽象類代指 高層次的模塊不應該依賴於低層次的模塊，而是，都應該依賴於抽象 　　　　優點： 　　　　　　使用傳統過程化程式設計所創建的依賴關係，策略依賴於細節，這是糟糕的，因為策略受到細節改變的影響。 　　　　　　依賴倒置原則使細節和策略都依賴於抽象，抽象的穩定性決定了系統的穩定性 　　6.依賴註入和控制反轉原則 　　　　 　　　　使用鉤子再原來執行流程中註入其他對象

二.tornado項目設計實例

　　此實例只包含登錄，寫此實例目的在於更好的理解及應用以上的內容

1.目錄規劃

　　

註:

　　Infrastructure 目錄：公共組件目錄

　　Model:業務邏輯處理目錄

　　Repository:　數據倉庫及數據處理目錄

　　Statics：靜態文件目錄如（css,js,images等)

　　UIAdmin: UI層

　　Views:模板文件目錄

　　Application.py ： 服務啟動文件

2.業務訪問流程

 　　介紹完目錄規劃，那就來講講業務訪問流程及數據走向

  1. 啟動服務後，客戶端訪問URL，根據tornado路由找到相對的handler進行處理
  2. 找到handler後其相對方法(get/post/delete/put)中調用Model邏輯處理層方法進行處理並接收處理結果
  3. Model邏輯處理層需
    • 創建介面
    • 建模
    • 創建協調層

　　　創建完之後 ，由協調層（這裡通用Services)調用數據層方法並接收處理結果返回給handler

　　4.數據處理層接收到Model調用後，處理數據並將數據返回給Model業務邏輯處理層

　　5.最終handler接收到最終結果，進行判斷處理，並將處理結果返回給用戶

3.具體實施

　　按照以上的訪問流程來看配置文件

1.啟動文件，路由關係配置

#!/usr/bin/env python
# -*- coding:utf-8 -*-
import tornado.ioloop
import tornado.web
from UIAdmin.Controllers import Account
from UIAdmin.Controllers import Region
from UIAdmin.Controllers import Customer
from UIAdmin.Controllers import Merchant
from UIAdmin import mapper

settings = {
    'template_path': 'Views',
    'static_path': 'Statics',
    'static_url_prefix': '/statics/',
}
application = tornado.web.Application([
    (r"/login", Account.LoginHandler),
    (r"/check", Account.CheckCodeHandler),
],**settings)

if __name__ == "__main__":
    application.listen(8000)
    tornado.ioloop.IOLoop.instance().start()
Application.py

註:

settings 中指定配置，如模板文件路徑，靜態文件路徑等

application ：路由配置，那個路徑由那個handler進行處理

2.handler配置　

#!/usr/bin/env python
# -*- coding: utf-8 -*-
import io
from Infrastructure.Core.HttpRequest import BaseRequestHandler
from Infrastructure.utils import check_code
from Model.User import UserService


class LoginHandler(BaseRequestHandler):
    def get(self, *args, **kwargs):
        self.render("Admin/Account/login.html")

    def post(self, *args, **kwargs):
        username = self.get_argument("username",None)
        email = self.get_argument("email",None)
        pwd = self.get_argument("pwd",None)
        code = self.get_argument("checkcode",None)
        service = UserService()
        result = service.check_login(user=username,email=email,pwd=pwd)
        #obj封裝了所有的用戶信息，UserModel對象
        if result and code.upper() == self.session["CheckCode"].upper():
            self.session['username'] = result.username
            self.redirect("/ProvinceManager.html")
        else:
            self.write("alert('error')")
hanler.py

handler中主要是針對數據訪問方式的不同，給出不同的處理方法，並將結果返回給客戶端

3.Model 邏輯處理層

　　邏輯處理層中，著重看的有三點
  1. 建模
  2. 介面
  3. 協調

　建模　　

#!/usr/bin/env python
# -*- coding: utf-8 -*-
#建模
from Infrastructure.DI.Meta import DIMetaClass

class VipType:

    VIP_TYPE = (
        {'nid': 1, 'caption': '銅牌'},
        {'nid': 2, 'caption': '銀牌'},
        {'nid': 3, 'caption': '金牌'},
        {'nid': 4, 'caption': '鉑金'},
    )

    def __init__(self, nid):
        self.nid = nid

    def get_caption(self):
        caption = None

        for item in VipType.VIP_TYPE:
            if item['nid'] == self.nid:
                caption = item['caption']
                break
        return caption

    caption = property(get_caption)


class UserType:

    USER_TYPE = (
        {'nid': 1, 'caption': '用戶'},
        {'nid': 2, 'caption': '商戶'},
        {'nid': 3, 'caption': '管理員'},
    )

    def __init__(self, nid):
        self.nid = nid

    def get_caption(self):
        caption = None

        for item in UserType.USER_TYPE:
            if item['nid'] == self.nid:
                caption = item['caption']
                break
        return caption

    caption = property(get_caption)


class UserModel:
    def __init__(self, nid, username,password, email, last_login, user_type_obj, vip_type_obj):
        self.nid = nid
        self.username = username
        self.email = email
        self.password = password
        self.last_login = last_login
        self.user_type_obj = user_type_obj
        self.vip_type_obj = vip_type_obj
建模

 介面

IUseRepository類：介面類，用於約束資料庫訪問類的方法

class IUserRepository:

    def fetch_one_by_user(self,user,pwd):
        """
        根據用戶名和密碼獲取對象
        :param user:
        :param pwd:
        :return:
        """

    def fetch_one_by_email(self, user, pwd):
        """
        根據郵箱和密碼獲取對象
        :param user:
        :param pwd:
        :return:
        """
介面

協調

協調作用主要是調用數據處理層的方法，並將數據處理層處理後的結果返回給它的上一層的調度者

class UserService(metaclass=DIMetaClass):
    def __init__(self, user_repository):
        """
        :param user_repository: 數據倉庫對象
        """
        self.userRepository = user_repository

    def check_login(self,user,email,pwd):
        if user:
            #數據倉庫執行SQL後返回的字典
            #{"nid":1,username:xxx,vip:2,usertype:1}
            ret = self.userRepository.fetch_one_by_user(user,pwd)
        else:
            ret = self.userRepository.fetch_one_by_email(email,pwd)
        return ret
協調層UserService

4.Repository數據處理層

　　將處理後結果（usermodel對象)返回給上一層調度者(UserService)

#!/usr/bin/env python
# -*- coding:utf-8 -*-
#數據表創建 
from sqlalchemy.ext.declarative import declarative_base
from sqlalchemy import Column
from sqlalchemy import Integer, Integer, CHAR, VARCHAR, ForeignKey, Index, DateTime, DECIMAL, TEXT
from sqlalchemy.orm import sessionmaker, relationship
from sqlalchemy import create_engine

engine = create_engine("mysql+pymysql://root:123@127.0.0.1:3306/ShoppingDb?charset=utf8", max_overflow=5)

Base = declarative_base()


class Province(Base):
    """
    省
    """
    __tablename__ = 'province'
    nid = Column(Integer, primary_key=True)
    caption = Column(VARCHAR(16), index=True)


class City(Base):
    """
    市
    """
    __tablename__ = 'city'
    nid = Column(Integer, primary_key=True)
    caption = Column(VARCHAR(16), index=True)
    province_id = Column(Integer, ForeignKey('province.nid'))


class County(Base):
    """
    縣（區）
    """
    __tablename__ = 'county'
    nid = Column(Integer, primary_key=True)
    caption = Column(VARCHAR(16), index=True)
    city_id = Column(Integer, ForeignKey('city.nid'))


class UserInfo(Base):
    """
    用戶信息
    """

    __tablename__ = 'userinfo'

    nid = Column(Integer, primary_key=True)

    USER_TYPE = (
        {'nid': 1, 'caption': '用戶'},
        {'nid': 2, 'caption': '商戶'},
        {'nid': 3, 'caption': '管理員'},
    )
    user_type = Column(Integer)

    VIP_TYPE = (
        {'nid': 1, 'caption': '銅牌'},
        {'nid': 2, 'caption': '銀牌'},
        {'nid': 3, 'caption': '金牌'},
        {'nid': 4, 'caption': '鉑金'},
    )
    vip = Column(Integer)

    username = Column(VARCHAR(32))
    password = Column(VARCHAR(64))
    email = Column(VARCHAR(64))

    last_login = Column(DateTime)
    ctime = Column(DateTime)

    __table_args__ = (
        Index('ix_user_pwd', 'username', 'password'),
        Index('ix_email_pwd', 'email', 'password'),
    )
SqlAchemyOrm.py 
#!/usr/bin/env python
# -*- coding: utf-8 -*-
from Model.User import IUserRepository
from Model.User import UserModel
from Model.User import UserType
from Model.User import VipType
from Repository.Admin.DbConnection import DbConnection


class UserRepository(IUserRepository):

    def __init__(self):
        self.db_conn = DbConnection()

    def fetch_one_by_email(self, email, password):
        ret = None

        cursor = self.db_conn.connect()
        sql = """select nid,username,password,email,last_login,vip,user_type from userinfo where email=%s and password=%s"""
        cursor.execute(sql, (email, password))
        db_result = cursor.fetchone()
        self.db_conn.close()
        print(type(db_result), db_result)
        if db_result:
            ret = UserModel(nid=db_result['nid'],
                            username=db_result['username'],
                            password=db_result['password'],
                            email=db_result['email'],
                            last_login=db_result['last_login'],
                            user_type_obj=UserType(nid=db_result['user_type']),
                            vip_type_obj=VipType(nid=db_result['vip']),)
            return ret
        return db_result

    def fetch_one_by_user(self, username, password):
        ret = None
        cursor = self.db_conn.connect()
        sql = """select nid,username,password,email,last_login,vip,user_type from userinfo where username=%s and password=%s"""
        cursor.execute(sql, (username, password))
        db_result = cursor.fetchone()
        self.db_conn.close()

        if db_result:
    #建模，將usermodel對象返回給上一層調用者，因為要向用戶展示的user_type不可能為1，2這些數據而應該是相對的caption
            ret = UserModel(nid=db_result['nid'],
                            username=db_result['username'],
                            password=db_result['password'],
                            email=db_result['email'],
                            last_login=db_result['last_login'],
                            user_type_obj=UserType(nid=db_result['user_type']),
                            vip_type_obj=VipType(nid=db_result['vip']),)
            return ret
        return db_result
數據處理層

5.Handler最終處理

　　接收到最終處理結果後判斷，並返回數據給用戶

註:

　　有沒有註意到UserService是怎麼和數據處理層建立聯繫的？

　　這裡我們用到了依賴註入，具體配置如下:　　

#!/usr/bin/env python
# -*- coding:utf-8 -*-
#依賴註入

class DIMapper:

    __mapper_dict = {}

    @staticmethod
    def inject(cls, arg):
        if cls not in DIMapper.__mapper_dict:
            DIMapper.__mapper_dict[cls] = arg

    @staticmethod
    def get_mappers():
        return DIMapper.__mapper_dict
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