到現在爲止，hello.py的完整代碼如下：

from flask import Flask, render_template, session, redirect, url_for, flash
from flask_bootstrap import Bootstrap
from flask_wtf import FlaskForm
from wtforms import StringField, SubmitField
from wtforms.validators import DataRequired
from flask_moment import Moment
import os
from flask_sqlalchemy import SQLAlchemy
from flask_migrate import Migrate
from flask_mail import Mail
from flask_mail import Message
from threading import Thread

basedir = os.path.abspath(os.path.dirname(__file__))

app = Flask(__name__)

app.config['SECRET_KEY'] = 'I am Lethe'

app.config['SQLALCHEMY_DATABASE_URI'] = 'sqlite:///' + \
    os.path.join(basedir, 'data.sqlite')
app.config['SQLALCHEMY_TRACK_MODIFICATIONS'] = False

# 電子郵件
app.config['MAIL_SERVER'] = 'smtp.qq.com'
app.config['MAIL_PORT'] = 465
app.config['MAIL_USE_SSL'] = True
app.config['MAIL_USERNAME'] = os.environ.get('MAIL_USERNAME')
app.config['MAIL_PASSWORD'] = os.environ.get('MAIL_PASSWORD')

app.config['FLASKY_MAIL_SUBJECT_PREFIX'] = '[Flasky]'
app.config['FLASKY_MAIL_SENDER'] = 'Flasky Admin <[email protected]>'
app.config['FLASKY_ADMIN'] = os.environ.get('FLASKY_ADMIN')

bootstrap = Bootstrap(app)
moment = Moment(app)
db = SQLAlchemy(app)
migrate = Migrate(app, db)
mail = Mail(app)


class NameForm(FlaskForm):
    name = StringField('What is your name?', validators=[DataRequired()])
    submit = SubmitField('Submit')


class Role(db.Model):
    __tablename__ = 'roles'
    id = db.Column(db.Integer, primary_key=True)
    name = db.Column(db.String(64), unique=True)
    users = db.relationship('User', backref='role')

    def __repr__(self):
        return '<Role %r>' % self.name


class User(db.Model):
    __tablename__ = 'users'
    id = db.Column(db.Integer, primary_key=True)
    username = db.Column(db.String(64), unique=True, index=True)
    role_id = db.Column(db.Integer, db.ForeignKey('roles.id'))
    message = db.Column(db.Text)

    def __repr__(self):
        return '<User %r>' % self.username


@app.shell_context_processor
def make_shell_context():
    return dict(db=db, User=User, Role=Role)


def send_async_email(app, msg):
    with app.app_context():
        mail.send(msg)


def sned_email(to, subject, template, **kwargs):
    msg = Message(app.config['FLASKY_MAIL_SUBJECT_PREFIX'] + subject,
                  sender=app.config['FLASKY_MAIL_SENDER'], recipients=[to])
    msg.body = render_template(template + '.txt', **kwargs)
    msg.html = render_template(template + '.html', **kwargs)
    thr = Thread(target=send_async_email, args=[app, msg])
    thr.start()
    return thr


@app.route('/', methods=['GET', 'POST'])
def index():
    form = NameForm()
    if form.validate_on_submit():
        user = User.query.filter_by(username=form.name.data).first()
        if user is None:
            user = User(username=form.name.data)
            db.session.add(user)
            db.session.commit()
            session['known'] = False
            # 發送電子郵件
            if app.config['FLASKY_ADMIN']:
                sned_email(app.config['FLASKY_ADMIN'], 'New User',
                           'mail/new_user', user=user)
        else:
            session['known'] = True
        session['name'] = form.name.data
        session['message'] = user.message
        form.name.data = ''
        return redirect(url_for('index'))
    return render_template('index.html',
                           form=form, name=session.get('name'),
                           known=session.get('known', False),
                           message=session.get('message'))


@app.route('/user/<name>')
def user(name):
    return render_template('user.html', name=name)


@app.errorhandler(404)
def pate_not_found(e):
    return render_template('404.html'), 404


@app.errorhandler(500)
def internal_server_error(e):
    return render_template('500.html'), 500

可以看到隨着應用複雜程度增加，將所有部分寫在一個腳本里會導致許多問題，而不同於多數其他的 Web 框架，Flask 並不強制要求大型項目使用特定的組織方式，應用結構的組織方式完全由開發者決定。

一、項目結構

多文件 Flask 應用的基本結構如下：

|-flasky
  |-app/
    |-templates/
    |-static/
    |-main/
      |-__init__.py
      |-errors.py
      |-forms.py
      |-views.py
    |-__init__.py
    |-email.py
    |-models.py
  |-migrations/
  |-tests/
    |-__init__.py
    |-test*.py
  |-venv/
  |-requirements.txt
  |-config.py
  |-flasky.py

這種結構有4個頂級文件夾：

Flask 應用一般保存在名爲 app 的包中；
數據庫遷移腳本在 migrations 文件夾中；
單元測試在 tests 包中編寫；
Python虛擬環境在 venv 文件夾中。

此外，還多了一些新文件：

requirements.txt 列出了所有依賴包，便於在其他計算機中重新生成相同的虛擬環境；
config.py 存儲配置；
flasky.py 定義 Flask 應用實例，同時還有一些輔助管理應用的任務。

下面我們嘗試把之前的 hello.py 應用轉換成此種結構。

二、配置選項

應用經常需要設定多個配置，如開發、測試和生產環境要使用不同的數據庫，這樣纔不會彼此影響。

除了 hello.py 中類似字典的 app.config 對象之外，還可以使用具有層次結構的配置類。將 hello.py 中的配置項獨立在 config.py 中如下：

import os

basedir = os.path.abspath(os.path.dirname(__file__))


class Config:
    SECRET_KEY = os.environ.get('SECRET_KEY') or 'I am Lethe'
    MAIL_SERVER = os.environ.get('MAIL_SERVER', 'smtp.qq.com')
    MAIL_PORT = int(os.environ.get('MAIL_PORT', '465'))
    MAIL_USE_TLS = os.environ.get('MAIL_USE_SSL', 'true').lower() in \
        ['true', 'on', '1']
    MAIL_USERNAME = os.environ.get('MAIL_USERNAME')
    MAIL_PASSWORD = os.environ.get('MAIL_PASSWORD')
    FLASKY_MAIL_SUBJECT_PREFIX = '[Flasky]'
    FLASKY_MAIL_SENDER = 'Flasky Admin <[email protected]>'
    FLASKY_ADMIN = os.environ.get('FLASKY_ADMIN')
    sQLALCHEMY_TRACK_MODIFICATIONS = False

    @staticmethod
    def init_app(app):
        pass


# 開發環境數據庫
class DevelopmentConfig(Config):
    DEBUG = True
    SQLALCHEMY_DATABASE_URI = os.environ.get('DEV_DATABASE_URL') or \
        'sqlite:///' + os.path.join(basedir, 'data-dev.sqlite')


# 測試環境數據庫
class TestingConfig(Config):
    TESTING = True
    SQLALCHEMY_DATABASE_URI = os.environ.get('TEST_DATABASE_URL') or \
        'sqlite://'


# 生成環境數據庫
class ProductionConfig(Config):
    SQLALCHEMY_DATABASE_URI = os.environ.get('DATABASE_URL') or \
        'sqlite:///' + os.path.join(basedir, 'data.sqlite')


config = {
    'development': DevelopmentConfig,
    'testing': TestingConfig,
    'production': ProductionConfig,
    'default': DevelopmentConfig
}

基本Config包含通用配置，各個子類分別定義專用的配置。如果需要，也可以添加其他配置類。
爲了更安全和靈活，多數配置都可以從環境變量中導入。
在 3 個子類中，SQLALCHEMY_DATABASE_URI 變量都被指定了不同的值。這樣應用就可以在不同的環境中使用不同的數據庫。
開發環境和生產環境都配置了郵件服務器。爲了再給應用提供一種定製配置的方式，Config 類及其子類可以定義 init_app() 類方法，其參數爲應用實例。現在，基類 Config 中的 init_app() 方法爲空。
在這個配置腳本末尾，config 字典中註冊了不同的配置環境，而且還註冊了一個默認配置（這裏註冊爲開發環境）。

三、應用包

應用包用來存放應用的所有代碼、模板和靜態文件，通常稱爲爲 app（應用）。templates 和 static 目錄需要移動到應用包中，數據庫模型和電子郵件支持函數也要移到這個包中，分別保存爲 app/models.py 和 app/email.py。

3.1 使用應用工廠函數

單個文件中開發應用是很方便，但卻有個很大的缺點：應用在全局作用域中創建，無法動態修改配置。運行腳本時，應用實例已經創建，再修改配置爲時已晚。這一點對單元測試尤其重要，因爲有時爲了提高測試覆蓋度，必須在不同的配置下運行應用。

這個問題的解決方法是延遲創建應用實例，把創建過程移到可顯式調用的工廠函數中。這種方法不僅可以給腳本留出配置應用的時間，還能夠創建多個應用實例，爲測試提供便利。

應用的工廠函數在 app 包的構造文件 app/__init__.py 中定義如下：

from flask import Flask, render_template
from flask_bootstrap import Bootstrap
from flask_mail import Mail
from flask_moment import Moment
from flask_sqlalchemy import SQLAlchemy
from config import config

bootstrap = Bootstrap()
mail = Mail()
moment = Moment()
db = SQLAlchemy()

def create_app(config_name):
    app = Flask(__name__)
    app.config.from_object(config[config_name])
    config[config_name].init_app(app)

    bootstrap.init_app(app)
    mail.init_app(app)
    moment.init_app(app)
    db.init_app(app)

    # 添加路由和自定義錯誤頁面
    from .main import main as main_blueprint
    app.register_blueprint(main_blueprint)

    return app

構造文件導入了大多數使用的 Flask 擴展，由於此時尚未初始化應用實例，所以這些擴展的實例化並未傳參，也就沒有真正初始化。
create_app() 函數是應用的工廠函數，接收一個參數，即應用使用的配置名（前面在config.py中定義的）。配置可以通過 app.config 配置對象提供的 from_object() 方法直接導入應用，參數 config[config_name] 即從 config 字典中選擇一個配置類進行配置。
在之前創建的的擴展對象上調用 init_app() 方法可以將 Flask 擴展完成初始化。

3.2 在藍本中實現應用功能

（1）藍本（blueprint）和應用類似，也可以定義路由和錯誤處理程序。但是在藍本中定義的路由和錯誤處理程序處於休眠狀態，直到藍本註冊到應用上之後，才相當於真正定義在了應用中。

藍本可以在單個文件中定義，也可使用更結構化的方式在
包中的多個模塊中創建。我們將在應用包中創建一個子包 main，用於保存應用的第一個藍本。

此子包的構造文件 app/main/__init__.py 如下，創建主藍本：

from flask import Blueprint

main = Blueprint('main', __name__)

from . import views, errors

藍本通過實例化一個 Blueprint 類對象創建。這個構造函數有兩個必須指定的參數：藍本的名稱和藍本所在的包或模塊。
應用的路由保存在包裏的 app/main/views.py 模塊中，而錯誤處理程序保存在 app/main/errors.py 模塊中，導入這兩個模塊就能把路由和錯誤處理程序與藍本關聯起來。
這些模塊在 app/main/init.py 腳本的末尾導入，這是爲了避免循環導入依賴，因爲在 app/main/views.py 和app/main/errors.py 中還要導入 main 藍本，所以除非循環引用出現在定義 main 之後，否則會致使導入出錯。

（2）藍本在工廠函數 create_app() 中註冊到應用上，如下注冊主藍本：

# app/__init__.py

def create_app(config_name):
# ...
from .main import main as main_blueprint
app.register_blueprint(main_blueprint)
return app

（3）主藍本中的錯誤處理程序 app/main/errors.py：

from flask import render_template
from . import main

@main.app_errorhandler(404)
def pate_not_found(e):
    return render_template('404.html'), 404


@main.app_errorhandler(500)
def internal_server_error(e):
    return render_template('500.html'), 500

之前我們使用的是 errorhandler 裝飾器，但是在藍本中如果使用他，就只有藍本中的錯誤才能觸發處理程序。
因此我們需要使用 app_errorhandler 裝飾器來註冊全局的錯誤處理程序。

（4）主藍本中定義的應用路由 app/main/views.py：

from datetime import datetime
from flask import render_template, session, redirect, url_for, flash
from . import main
from .forms import NameForm
from .. import db
from ..models import User


@main.route('/', methods=['GET', 'POST'])
def index():
    form = NameForm()
    if form.validate_on_submit():
        user = User.query.filter_by(username=form.name.data).first()
        if user is None:
            user = User(username=form.name.data)
            db.session.add(user)
            db.session.commit()
            session['known'] = False
            # 發送電子郵件
            if app.config['FLASKY_ADMIN']:
                sned_email(app.config['FLASKY_ADMIN'], 'New User',
                           'mail/new_user', user=user)
        else:
            session['known'] = True
        session['name'] = form.name.data
        session['message'] = user.message
        form.name.data = ''
        return redirect(url_for('main.index')) # 在同一藍本中可簡寫爲 .index
    return render_template('index.html',
                           form=form, name=session.get('name'),
                           known=session.get('known', False),
                           message=session.get('message'))


@main.route('/user/<name>')
def user(name):
    return render_template('user.html', name=name)

和錯誤處理程序一樣，這裏的路由裝飾器使用的是 main.route，而不是 app.route。
url_for() 函數使用的是 url_for(‘main.index’) ，而不是 url_for(‘index’)。這是因爲 Flask 會爲藍本中的全部端點加上一個命名空間，即爲藍本的名稱（Blueprint 構造函數的第一個參數）。
若請求的端在在藍本內，則也可以縮寫爲 url_for(’.index’)

（5）還需要將表單類移到藍本中，保存在 app/main/forms.py 模塊中：

from flask_wtf import FlaskForm
from wtforms import StringField, SubmitField
from wtforms.validators import DataRequired

class NameForm(FlaskForm):
    name = StringField('What is your name?', validators=[DataRequired()])
    submit = SubmitField('Submit')

四、應用腳本

應用實例在頂級目錄中的 flasky.py 模塊裏定義：

import os
from app import create_app, db
from app.models import User, Role
from flask_migrate import Migrate

app = create_app(os.getenv('FLASK_CONFIG') or 'default')
migrate = Migrate(app, db)

@app.shell_context_processor
def make_shell_context():
    return dict(db=db, User=User, Role=Role)

此主腳本先創建了一個應用實例，配置名可以從環境變量中讀取，也可以使用默認值。
然後初始化數據庫遷移擴展 Flask-Migreate 併爲 Python shell 註冊上下文。

現在我們要想運行應用，就需要把環境變量 FLASK_APP 設置爲 flasky.py ，再執行 flask run 纔可以。此外，還可以將 FLASK_DEBUG設置爲1，來開啓調試模式。

五、需求文件

應用中最好有個 requirements.txt 文件，用於記錄所有依賴包及其精確的版本號，以便在另一個環境上重新生成虛擬環境。

在虛擬環境中執行如下命令：

 pip freeze >requirements.txt

在安裝或升級包後，最好更新一下這個文件。

然後當你想創建這個虛擬環境的副本時，則可以先創建一個新的虛擬環境，然後根據 requirements.txt 安裝需要的包和擴展：

pip install -r requirements.txt

六、創建數據庫

首選從環境變量中讀取數據庫的 URL，同時還提供了一個默認的SQLite 數據庫作爲備用。3 種配置環境中的環境變量名和 SQLite 數據庫文件名都不一樣。

不管從哪裏獲取數據庫 URL，都要在新數據庫中創建數據表，參見“數據庫”章節

如果使用 Flask-Migrate 跟蹤遷移，可使用下述命令創建數據表或者升級到最新修訂版本：

flask db upgrade

Flask學習（6）——重構應用結構

一、項目結構

二、配置選項

三、應用包

3.1 使用應用工廠函數

3.2 在藍本中實現應用功能

四、應用腳本

五、需求文件

六、創建數據庫

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