Python探索之URL Dispatcher实例详解

URL dispatcher简单点理解就是根据URL，将请求分发到相应的方法中去处理，它是对URL和View的一个映射，它的实现其实也很简单，就是一个正则匹配的过程，事先定义好正则表达式和该正则表达式对应的view方法，如果请求的URL符合这个正则表达式，那么就分发这个请求到这个view方法中。

有了这个base，我们先抛出几个问题，提前思考一下：

这个映射定义在哪里？当映射很多时，如果有效的组织？

URL中的参数怎么获取，怎么传给view方法？

如何在view或者是template中反解出URL？

好，先来看一个简单的例子：

from django.conf.urls import patterns, url, include
urlpatterns = patterns('',
  url(r'^articles/2003/$', 'news.views.special_case_2003'),
  url(r'^articles/(d{4})/$', 'news.views.year_archive'),
)
urlpatterns += patterns('',
  url(r'^articles/(?Pd{4})/(?Pd{2})/$', 'news.views.month_archive'),
  url(r'model/', include('model_test.urls')),
)

这段代码就是一个URL Dispatcher的例子，它在一个单独的python模块定义，Django中管这个模块叫做URLconf，其实，就是通过python代码方式实现的配置文件，在这个配置中定义了URL路径和对应的处理方法之间的映射。在Django中，是通过“树”的结构来管理URLconf之间的关系的，在Django中的主配置文件中，有一个叫做ROOT_URL_CONF的配置项，就是用来指定根URLconf，从根URLconf开始，逐条进行匹配，直到找到匹配项为止，这就是我们上面提到的第一个问题的答案，下面还会再仔细剖析。

在上面例子中，我们可以看到有3个方法：patterns, url, include。url方法构建了一个URL到View方法的映射关系对象，patterns将这些映射关系对象组织成为一个python的列表，那include是做什么的呢？它就是我们上面说到的“树”结构关系的联系者，include会关联其他的URLconf到本URLconf，也就是说include关联的是孩子节点。整个URL dispatcher体系，就是由这三个方法构建起来的，下面我们重点来介绍这三个方法，了解了这三个方法，整个URL映射机制就会非常清楚了。

def patterns(prefix, *args):
  pass
def url(regex, view, kwargs=None, name=None, prefix=''):
  pass
def include(arg, namespace=None, app_name=None):
  pass

url()

先来看下最重要的url()方法。第一个参数regex是代表URL的正则表达式，第二个参数指定了和该正则表达式映射的View，此外，还可以通过kwargs参数，给view方法指定默认的kwargs参数，还有name参数，用来命名该URL，主要用在URL反解中，至于prefix用处不大，不解释。

url()方法最终构造了一个对象，我们姑且叫它URL映射对象，当第一次访问这个对象去匹配URL时，它会把这个对象中的正则表达式编译一次，然后保存在该对象中，所以以后再次匹配时，就会很快，不会重复编译该正则表达式了。在这里正则匹配其实就是用就是python的re模块，使用过程大致如下：

# 第一次访问时，编译，然后保存在url对象中
regex = re.compile(regex_str, re.UNICODE)
# 每次URL访问时，进行正则匹配
match = regex.search(path)
kwargs = match.groupdict()
args = match.groups()

注意，这里涉及到了上面提到的第二个问题，即URL中的参数是如何获取，如何传递给view方法的。从URL中获取参数，其实是通过re模块中named groups和non-named groups的概念来获取的，通过match.groupdict()得到的是named groups，其实就是一个字典，字典的key是在URL中指定的，该字典会作为kwargs参数传递给view，而通过match.groups()得到的是non-named groups，是一个元组，即tuple，该元组会作为args参数传递给view。不过，这里的args和kwargs是不能够同时存在的，当有kwargs不为空时，args就会被置空，当kwargs为空时，args才会被用到，而传递给view的kwargs就只有url()方法中指定的默认kwargs。也就是说，如果你在URL中使用了named groups，那么non-named groups就会被忽略，如果只使用了non-named groups，它才会被作为args参数，传递给view方法。

好，纠结了一大堆，还是来解析一下我们上面提到的例子，假如我们有url和view：

urls:

url(r'^articles/(d{4})/$', 'news.views.year_archive')
url(r'^articles/(?Pd{4})/(?Pd{2})/$', 'news.views.month_archive')

views:

def year_archive(request, *args, **kwargs):
  pass
def month_archive(request, *args, **kwargs):
  pass

当我们访问”articles/2014/”这个路径的时候，解析的过程如下：

>>> import re
>>> regex = re.compile(r'^articles/(d{4})/$', re.UNICODE)
>>> match = regex.search("articles/2014/")
>>> match.groupdict()
{}
>>> match.groups()
('2014',)

所以最终传递给year_archive()方法中的参数应该是这样的：

(Pdb) pp args
(u'2014',)
(Pdb) pp kwargs
{}

当我们访问”articles/2014/11”这个路径时，解析的过程如下：

>>> import re
>>> regex = re.compile(r'^articles/(?Pd{4})/(?Pd{2})/$', re.UNICODE)
>>> match = regex.search("articles/2014/11/")
>>> match.groupdict()
{'year': '2014', 'month': '11'}
>>> match.groups()
('2014', '11')

所以最终传递给month_archive()方法中的参数应该是这样的：

(Pdb) pp args
()
(Pdb) pp kwargs
{'month': u'11', 'year': u'2014'}

再罗嗦一句，因为url()可以指定一个kwargs参数，它是该url关联的view()方法的默认kwargs参数，也就是说如果在url()方法中指定了kwargs，那么会将这个参数的内容，也传递到view方法中的kwargs参数中。

好，至此，url()方法基本上就清楚了，第二个问题也解决了，至于name参数，到下面讲到URL反解的时候再详细解释。

patterns()

接下来，我们来看patterns()方法，这个其实比较简单，它就是返回一个由url()方法构造的URL映射对象组成的列表。它有一个必填参数是prefix，这个prefix是它所包含的view的公共前缀，这么做是为了避免代码重复，比如：

urlpatterns = patterns('',
  url(r'^articles/(d{4})/$', 'news.views.year_archive'),
  url(r'^articles/(d{4})/(d{2})/$', 'news.views.month_archive'),
  url(r'^articles/(d{4})/(d{2})/(d+)/$', 'news.views.article_detail'),
)

可以写成：

urlpatterns = patterns('news.views',
  url(r'^articles/(d{4})/$', 'year_archive'),
  url(r'^articles/(d{4})/(d{2})/$', 'month_archive'),
  url(r'^articles/(d{4})/(d{2})/(d+)/$', 'article_detail'),
)

注意，由patterns()生成的列表，被赋值给urlpatterns这个变量，这个变量是不能随便定义的，必须是约定好的，默认django会去URLconf中查找这个变量，也许你可以在某个地方设定一个参数，来换个约定，改变一下这个变量名。

在2.0版本的Django中，会舍弃这个方法，而是直接赋值给urlpatterns一个列表，不做过多讨论。

include()

我们来说include()，这其实是个难点，关键在于URL反解那里，Django的文档也没有说清楚，而且关系也比较乱，所以，必须得实际的测试一下，才会明白。

上面说过，include()是“树”结构关系的联系者，include会关联其他的URLconf到本URLconf，靠include()才能够让Django的URL设计变得非常的灵活和简洁。include()有三个参数，第一个参数不必多说，它指定了要包含的其它URLconf的路径，关键是剩下的两个参数，一个是namespace, 一个是app_name，有什么用呢？其实，这两个参数再加上url()方法中的name参数，共同构成了Django中URL的命名空间，而命名空间主要是为了URL反解的，那什么是URL反解呢？我们现在能根据请求的一个URL路径，找到对应的view处理方法，那么反过来，我们在view方法中，或者是template中，根据传递过来的参数，能够解析出对应的URL，这就是URL反解。为什么需要URL反解呢？主要是为了不要把程序写死了，如果我们在html中直接把路径写死了，那么以后改起来就会非常的麻烦，所以常常会把这些可变的东西放到一个变量中，在程序中引用的是这个变量名，这是写程序的一个常识吧。所以，我们能从这个“树”中，从上到下，也得能够从下到上。

在template中进行反解使用的是{%url%}这个tag，在view中，进行反解，使用的是`django.core.urlresolvers.reverse()这个方法。

好，先来看一个最简单的例子：

mydjango/urls.py:

urlpatterns = patterns('',
  url(r'model/', include('model_test.urls')),
)

model_test/urls.py:

urlpatterns = patterns('',
  url(r'^$', views.index, name='index'),
)

mydjango/urls.py是根URLconf，它包含了model_test的URLconf，modul_test中的urlpatterns中有一个命名为index的url映射对象。

如果我们想在template中得到这个view对应的url的真实路径，那么用template的url tag就行了：

{% url 'index' %}

这样得到的结果就是： /model/。

同理，如果在view方法中，那么使用reverve()方法：

from django.core.urlresolvers import reverse
reverse("index")

得到的也是： /model/

在这个例子中，我们只使用到了url()方法中的name参数，并没有用到命名空间，因为这种简单的情况，没有产生混淆，还没有必要用到命名空间，使用命名空间的主要有以下两种情况：

当在一个项目中，有多个应用，应用中定义的url映射对象的name有可能有重复的，这样当进行反解时，Django就不能确定到底是哪个应用了

当在一个项目中，同一个应用，被部署多个实例时，这多个实例之间是共享定义的name url的，所以在进行反解时，也不能确定，到底是哪个实例

第一种情况，其实是比较好解决的，在每一个应用的include()中，指定不同的namespace参数就可以了，如：

mydjango/urls.py:

urlpatterns = patterns('',
  url(r'model/', include('model_test.urls', namespace='model')),
)

这样，在template中或者是reverse中，在name前需要加上namepace进行反解：

{% 'model:index' %}
or 
reverse("model:index")

这样就可以准确的反解到model_test这个应用中。

第二种情况，什么叫“一个应用，被部署多个实例”呢？其实就是这种情况：

urlpatterns = patterns('',
  url(r'model1/', include('model_test.urls')),
  url(r'model2/', include('model_test.urls')),
)

不同的路径下，引用的是相同的应用，同一个应用，被实例化了两次，这种情况，怎么进行区分呢？我能像第一种情况一样，在include中指定不同的namespace来解决问题吗？答案是可行的，但是不推荐。要知道，他们引用的是同一个应用，同一个应用意味着什么，意味着代码是一样的，你在同一份代码中，通过if/else来判断该反解到哪个namespace中，这个做法是非常不优雅的，严重违背了Django的DRY原则。

那Django通过什么办法来解决这个问题呢？它通过app_name + namespace + current_app的方式来解决。namespace, app_name分别为include()的第二个和第三个参数，app_name指定这个应用的名称，namespace指定这个应用某个实例的url的命名空间，current_app则是根据请求的路径，解析出的该url的命名空间，也就是namespace，在进行反解时，动态的将该current_app传递给反解的函数中，反解的函数就可以根据这个namespace，来确定应该反解到哪个实例中了。同一个应用的多个实例的app_name应该是相同的，而namespace应该是不同的。可能有点乱了，我们再来举个例子：

mydjango/urls.py:

urlpatterns = patterns('',
  url(r'model1/', include('model_test.urls', namespace='model_1', app_name="app")),
  url(r'model2/', include('model_test.urls', namespace='model_2', app_name="app")),
)

model_test/urls.py:

urlpatterns = patterns('',
  url(r'^$', views.index, name='index'),
)

model_test/views.py:

from django.shortcuts import render
from django.core.urlresolvers import reverse

def index(request):
  current_app = request.resolver_match.namespace
  print reverse("app:index", current_app=current_app)
  return render(request, 'model/index.html', current_app=current_app)

model_test/templates/model/index.html:

{% url 'app:index' %}

在view中，首先获得当前的namespace，然后通过current_app传递给reverse()，reverse就可以知道应该解析到哪个实例中了。同理，在templace中，也需要将current_app传递过去。这样，我们就可以动态的反解URL了：

当我们请求的路径是/model1/时，current_app就是model_1，再根据app_name，就可以准确的反解出该URL为：/model1/，
如果请求的路径是/model2/，那么current_app就是model_2，反解的路径就是/model2/。

虽然有点复杂，但是这种情况用的比较少，google了很久，才把这种情况大概弄清楚，也许理解的有不对的地方，待以后实践去检验，现在关键在于理解这种机制思想。