Flask 作为 Python 生态中最受欢迎的轻量级 Web 框架，以其简洁灵活的设计理念赢得了开发者的青睐。本文将系统梳理 Flask 的核心概念与实战技巧，帮助你快速掌握这一强大框架。

一、Flask 框架概述

1.1 轻量级框架的核心特性

Flask 诞生于 2010 年，由 Armin Ronacher 开发，基于 Werkzeug 工具箱和 Jinja2 模板引擎构建。其核心特性包括：

微型内核设计：仅包含路由、请求 / 响应处理等核心功能
扩展丰富：通过第三方扩展实现 ORM、认证、邮件等功能
WSGI 兼容：支持 Gunicorn、uWSGI 等生产环境服务器
异步支持：2.0 版本后引入异步编程支持

1.2 与 Django 的框架对比

特性	Flask	Django
框架重量	轻量级（需自行集成扩展）	重量级（内置完整功能）
ORM	需 Flask-SQLAlchemy 扩展	内置 ORM
路由系统	灵活的装饰器路由	集中式 URL 配置
开发模式	高度定制化	约定大于配置
适合场景	小型项目、API 服务	大型复杂项目

二、快速入门：从环境搭建到第一个应用

2.1 环境准备与项目创建

# 创建虚拟环境
conda create -n flask python=3.9
conda activate flask# 安装Flask
pip install flask -i https://pypi.douban.com/simple

2.2 第一个 Flask 应用

# manage.py
from flask import Flaskapp = Flask(__name__)@app.route("/")
def index():return "<h1>Hello Flask!</h1>"if __name__ == '__main__':app.run(host="0.0.0.0", port=5000, debug=True)

2.3 路由系统详解

2.3.1 基础路由定义

@app.route("/user/<int:user_id>")
def user_detail(user_id):return f"用户ID: {user_id}"

2.3.2 路由参数转换器

Flask 内置多种参数转换器：

string：默认字符串类型（不包含斜杠）
int：整数类型
float：浮点数类型
path：包含斜杠的字符串
uuid：UUID 格式字符串

2.3.3 自定义正则路由

from werkzeug.routing import BaseConverterclass RegexConverter(BaseConverter):def __init__(self, url_map, regex):super().__init__(url_map)self.regex = regexapp.url_map.converters['re'] = RegexConverter@app.route("/phone/<re('1[3-9]\\d{9}'):phone>")
def send_sms(phone):return f"向{phone}发送短信"

三、请求与响应处理

3.1 请求数据获取

Flask 通过 request 对象封装请求数据：

from flask import request, jsonify@app.route("/api/data", methods=["POST"])
def process_data():# 获取查询参数query_param = request.args.get("key")# 获取表单数据form_data = request.form.get("username")# 获取JSON数据json_data = request.json# 获取文件上传if "file" in request.files:file = request.files["file"]file.save("./uploads/" + file.filename)return jsonify({"status": 200,"data": "处理成功"})

3.2 响应处理与状态码

from flask import make_response, redirect, url_for@app.route("/response")
def handle_response():# 简单字符串响应return "普通响应", 200# JSON响应return jsonify({"message": "JSON响应"})# 重定向响应return redirect(url_for("index"))# 自定义响应头response = make_response("自定义响应")response.headers["X-Company"] = "Flask教程"return response

四、会话控制与状态管理

4.1 Cookie 操作

from flask import make_response, request@app.route("/set-cookie")
def set_cookie():response = make_response("Cookie已设置")response.set_cookie("username", "xiaoming", max_age=3600)return response@app.route("/get-cookie")
def get_cookie():username = request.cookies.get("username")return f"获取到Cookie: {username}"

4.2 Session 管理

from flask import sessionapp.config["SECRET_KEY"] = "your_secret_key"  # 必须设置密钥@app.route("/login")
def login():session["user_id"] = 1001session["is_login"] = Truereturn "登录成功"@app.route("/profile")
def profile():if session.get("is_login"):return f"用户ID: {session.get('user_id')}"return "请先登录", 401

五、模板引擎与视图渲染

5.1 Jinja2 模板基础

<!-- templates/index.html -->
<!DOCTYPE html>
<html lang="zh-CN">
<head><title>{{ title }}</title>
</head>
<body><h1>{{ content }}</h1><ul>{% for item in data_list %}<li>{{ loop.index }}. {{ item.name }}</li>{% endfor %}</ul>
</body>
</html>

from flask import render_template@app.route("/template")
def render_template_demo():return render_template("index.html",title="Flask模板示例",content="欢迎使用Jinja2模板",data_list=[{"name": "项目1"}, {"name": "项目2"}])

5.2 模板过滤器与继承

# 自定义过滤器
@app.template_filter("mobile_mask")
def mask_mobile(mobile):return mobile[:3] + "****" + mobile[-4:]# 在模板中使用
{{ user.mobile | mobile_mask }}

<!-- 基础模板 base.html -->
<!DOCTYPE html>
<head><title>{% block title %}Flask应用{% endblock %}</title>{% block styles %}{% endblock %}
</head>
<body><header>网站头部导航</header><main>{% block content %}{% endblock %}</main><footer>版权信息</footer>
</body>
</html><!-- 子模板 -->
{% extends "base.html" %}
{% block title %}用户列表{% endblock %}
{% block content %}<h2>用户列表页面</h2><ul>{% for user in users %}<li>{{ user.name }}</li>{% endfor %}</ul>
{% endblock %}

六、数据库操作与 ORM

6.1 Flask-SQLAlchemy 配置

from flask_sqlalchemy import SQLAlchemyapp.config["SQLALCHEMY_DATABASE_URI"] = "mysql+pymysql://root:123@localhost:3306/flask_demo"
app.config["SQLALCHEMY_TRACK_MODIFICATIONS"] = False
app.config["SQLALCHEMY_ECHO"] = True  # 开发环境显示SQL语句db = SQLAlchemy(app)

6.2 模型定义与 CRUD 操作

class User(db.Model):id = db.Column(db.Integer, primary_key=True)username = db.Column(db.String(50), unique=True)email = db.Column(db.String(100))posts = db.relationship("Post", backref="author", lazy="dynamic")class Post(db.Model):id = db.Column(db.Integer, primary_key=True)title = db.Column(db.String(100))content = db.Column(db.Text)user_id = db.Column(db.Integer, db.ForeignKey("user.id"))# 创建数据
user = User(username="xiaoming", email="xiaoming@example.com")
db.session.add(user)
db.session.commit()# 查询数据
all_users = User.query.all()
user_by_id = User.query.get(1)
users_by_email = User.query.filter_by(email="xiaoming@example.com").first()# 更新数据
user.username = "new_name"
db.session.commit()# 删除数据
db.session.delete(user)
db.session.commit()

6.3 复杂查询与关联关系

# 多条件查询
young_users = User.query.filter(User.age < 30,User.is_active == True
).order_by(User.id.desc()).all()# 连表查询
post_with_author = db.session.query(Post, User).join(User, Post.user_id == User.id
).filter(Post.id == 1).first()# 聚合查询
from sqlalchemy import funcuser_count = db.session.query(func.count(User.id)).scalar()
avg_age = db.session.query(func.avg(User.age)).scalar()

七、蓝图与项目模块化

7.1 蓝图创建与注册

# users/blueprint.py
from flask import Blueprintusers_bp = Blueprint("users", __name__, url_prefix="/users")@users_bp.route("/")
def list_users():return "用户列表"@users_bp.route("/<int:user_id>")
def user_detail(user_id):return f"用户详情: {user_id}"# 主应用注册蓝图
from users.blueprint import users_bpapp.register_blueprint(users_bp)

7.2 蓝图项目结构

project/
├── app/
│   ├── __init__.py
│   ├── models.py
│   ├── main/
│   │   ├── __init__.py
│   │   └── views.py
│   ├── users/
│   │   ├── __init__.py
│   │   ├── models.py
│   │   └── views.py
│   └── templates/
│       ├── base.html
│       ├── main/
│       │   └── index.html
│       └── users/
│           └── profile.html
├── manage.py
└── requirements.txt

八、请求钩子与异常处理

8.1 请求生命周期钩子

@app.before_first_request
def before_first_request():print("处理第一个请求前执行")@app.before_request
def before_request():print("每个请求前执行")# 可用于认证校验if not session.get("is_login") and request.path != "/login":return redirect("/login")@app.after_request
def after_request(response):print("请求处理后执行")response.headers["X-Processed-By"] = "Flask"return response@app.teardown_request
def teardown_request(exception):print("请求结束后执行")if exception:print(f"异常发生: {exception}")

8.2 异常处理机制

from flask import abort@app.route("/user/<int:user_id>")
def get_user(user_id):user = User.query.get(user_id)if not user:abort(404)  # 抛出404异常return f"用户: {user.username}"@app.errorhandler(404)
def page_not_found(e):return "页面未找到", 404@app.errorhandler(500)
def internal_server_error(e):return "服务器内部错误", 500

九、生产部署与最佳实践

9.1 部署方案

# 安装Gunicorn
pip install gunicorn# 启动命令
gunicorn -w 4 -b 0.0.0.0:8000 manage:app# 使用Nginx反向代理
server {listen 80;server_name your_domain.com;location / {proxy_pass http://127.0.0.1:8000;proxy_set_header Host $host;proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;}
}

9.2 配置管理最佳实践

# config.py
class Config:SECRET_KEY = "default_secret_key"SQLALCHEMY_TRACK_MODIFICATIONS = Falseclass DevelopmentConfig(Config):DEBUG = TrueSQLALCHEMY_ECHO = Trueclass ProductionConfig(Config):DEBUG = FalseSQLALCHEMY_ECHO = False# 生产环境数据库配置# 加载配置
app.config.from_object("config.DevelopmentConfig")