第5天下篇在Flask应用中使用用户认证FlaskLogin

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原文： http://www.catonlinepy.tech/
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接第 5 天上篇的内容，我们接着介绍用户注册功能的实现

3. 用户的注册

3.1 注册表单及前端渲染

根据经验，当我们在登录某个应用时，如果我们没有在平台注册过账号，平台会提醒我们注册一个账号，注册成功后方可进行登陆。与登录页面的实现类似，前端的注册页面也需要后台传入注册表单，然后 Jinjia2 将表单渲染成前端浏览器能解析的 form 表单。由于注册页面通常要求用户输入电子邮箱，用户名，密码以及确认密码，下面我们首先在 forms.py 文件中增加注册表单类 registerForm：

# forms.py 文件中新增的内容
# ..
# 在 wtforms 中还需要导入 StringField，ValidationError 字段
from wtforms import PasswordField, BooleanField, SubmitField, StringField，ValidationError

#  在 validators 验证器中还需要导入 EqualTo, InputRequired 验证器
from wtforms.validators import DataRequired, Length, EqualTo, InputRequired

# 在 def 两个函数中使用到 User 模型，需要导入
from userauth_demo.models import User

# ..

class registerForm(FlaskForm):
    username = StringField(u'用户名',
                             validators=[DataRequired(), Length(min=2, max=20)])
    email = EmailField(u"邮箱",
                         validators=[DataRequired(), Length(min=2, max=20)])
    password = PasswordField(u'密码',
                              validators=[InputRequired(), EqualTo(u"confirm_password", message="两次输入的密码不一致！")])
    confirm_password = PasswordField(u'确认密码',
                                      validators=[DataRequired()])
    submit = SubmitField(u'注册')

    def validate_username(self, username):
        user = User.query.filter_by(username=username.data).first()
        if user is not None:
            raise ValidationError('该用户名已被注册！')

    def validate_email(self, email):
        user = User.query.filter_by(email=email.data).first()
        if user is not None:
            raise ValidationError('该邮箱已被注册！')

在上面的注册表单类 registerForm 中，为了减少输入错误的风险，使用到了 password 和 confirm_password，password 密码中用到了 EqualTo 验证器，它需要与 confirm_password 中输入的密码一致才通过验证。这个注册表单中还使用到了两个自定义函数，它们以 validate 开头，后面接上_<fieldname>，这里的 filedname 都是 WTForms 提供的自定义字段，当前端用户点提交按键时，就会触发这两个函数的调用。在这里，当用户提供了注册信息后，会在数据库中的 user 表中进行查询，如果用户名和邮箱不存在，则可顺利的完成注册，否则，就会执行 if 语句内的错误提醒程序，这些错误提醒会在浏览器页面渲染出来。

注册表单写好后，需要在前端 HTML 模板中渲染表单，它与登陆功能的模板类似，在 register.html 文件中输入如下内容：

<!-- register.html 文件中的内容 -->

{% extends "layout.html" %}

{% block content %}
    <h2> 注册 </h2>
    <form action=""method="post">
            <!-- 防跨站伪造请求 -->
            {{html_form.hidden_tag() }}
        <div>
            {{html_form.username.label}}<br />
            {{html_form.username() }}
            {% if html_form.username.errors %}
                <div >
                    {% for error in html_form.username.errors %}
                        <span>{{error}}</span>
                    {% endfor %}
                </div>
            {% endif %}
        </div>
        <div>
            {{html_form.email.label}}<br />
            {{html_form.email() }}
            {% if html_form.email.errors %}
                <div >
                    {% for error in html_form.email.errors %}
                        <span>{{error}}</span>
                    {% endfor %}
                </div>
            {% endif %}
        </div>
        <div>
            {{html_form.password.label}}<br />
            {{html_form.password() }}
        </div>
        <div>
            {{html_form.confirm_password.label}}<br />
            {{html_form.confirm_password() }}
        </div>
        <div>
            {{html_form.submit() }}
        </div>
    </form>
    <!-- 添加跳转到登陆页面的超链接 -->
    <p>
        已经有账户? <a  href="{{url_for('login')}}"> 登陆 </a>
    </p>
{% endblock content %}

3.2 为注册表单编写路由函数

在编写路由函数之前，先来讲讲密码哈希的重要性。因为在注册页面中，用户需要输入密码，而密码最终需要存入到数据库中的，但是如果把明文密码存到数据库，这是一件很危险的事儿。假如数据库被黑客获取后（脱裤），用户的个人账号、密码就完全泄漏给了黑客。这时，就需要有工具将密码加密后再写到数据库。flask_bcrypt 就是干这个活儿的插件，负责对明文密码进行加密操作，下面先在虚拟环境中安装这个插件：

(miao_venv) maojie@Thinkpad:~/flask-plan/flask-course-primary/day5$ pip install Flask_Bcrypt

安装完成后，我们先在 python shell 中练练手，熟悉熟悉这个插件的基本用法：

(miao_venv) maojie@Thinkpad:~/flask-plan/flask-course-primary/day5$ python
Python 3.6.7 (default, Oct 22 2018, 11:32:17) 
[GCC 8.2.0] on linux
Type "help", "copyright", "credits" or "license" for more information.
>>> from flask_bcrypt import Bcrypt                                      # 从 flask_bcrypt 中导入 Bcrypt 类
>>> bcrypt = Bcrypt()                                                    # 对 Bcrypt() 进行实例
>>> bcrypt.generate_password_hash('miaojie')                             # 产生哈希密码
b'$2b$12$4D2eChUFV45DkC/VMsc0.u3JSjkSPvSZHHtokDHmrhD7tnKldFf/a'
>>> bcrypt.generate_password_hash('miaojie').decode('utf-8')             # 对哈希密码进行解码
'$2b$12$Q8.Io9ld5mwXiCKc2TiWI.8c7FPDwh440zo80NkwUwvtebXy.8xoO'
>>> bcrypt.generate_password_hash('miaojie').decode('utf-8')             # 每次产生的密码会不一样，这使得得通过哈希过的密码无法查看它原始的密码
'$2b$12$YXKa1TSyROPvpprL7UfjOOoWdq16z/ZH2n8dpn8tCc8nDTwNoB.Jm'
>>> hashed_password = bcrypt.generate_password_hash('miaojie').decode('utf-8')  
>>> bcrypt.check_password_hash(hashed_password,'password')                # 哈希过的密码和明文密码进行对比，匹配则返回 True, 不匹配则返回 False
False
>>> bcrypt.check_password_hash(hashed_password,'miaojie')
True
>>>

熟悉了 flask_bcrypt 插件后，我们就可以使用它了，在__init__.py 文件中添加 bcrypt 对象，如下所示：

# 在__init__.py 文件中新增的内容
# ..
# 从 flask_bcrypt 中导入 Bcrypt 类
from flask_bcrypt import Bcrypt
# Bcrypt() 的实例
bcrypt = Bcrypt()
# ..

在 routes.py 文件中新增注册表单的路由函数 register，如下所示：

# ..
from userauth_demo.forms import registerForm
from userauth_demo import db,bcrypt
from userauth_demo.models import User

# ..

@app.route("/register", methods=["GET", "POST"])
def register():
    if current_user.is_authenticated:
        return redirect(url_for('index'))
    form = registerForm()
    # 发送 post 请求
    if form.validate_on_submit():
        hashed_password = bcrypt.generate_password_hash(form.password.data).decode('utf-8')
        user = User(username=form.username.data, email=form.email.data, password=hashed_password)
        db.session.add(user)
        db.session.commit()
        flash('该用户名已注册，请登陆！', 'success')
        return redirect(url_for('login'))
    return render_template('register.html', title="第五天", html_form=form)

当用户填写完注册信息，点击注册按键后，就会向后台发送 post 请求，后台接收到 post 请求后，会将用户名、邮箱以及哈希后的密码保存到数据库中。注册成功后，提示 flash 消息，并重定向到登陆页面。如果是发送 get 请求，则直接会对模板进行渲染，显示出注册页面的表单。

通过 python run.py 将 web 程序拉起，开始验证结果，在浏览器中输入 http://127.0.0.1:5005/register，效果图如下所示：

如图，在注册表单中输入用户名、邮箱及密码，点击注册按钮后，如果注册成功，就会跳转到下图所示的登陆页面。

4. 真正的登录过程

上面我们在注册页面的最下方，添加了跳转到登陆页面的超链接，这里也需要在登陆页面的最下方添加跳转到注册页面的超链接，方便未注册的用户快速找到注册页面。这里在 login.html 文件的 <form></form> 标签下方添加注册超链接：

<! --login.html 文件中添加注册链接 -->
# ..

<p>
       没有账号? <a  href="{{url_for('register')}}"> 注册 </a>
</p>
# ..

效果如下所示：

4.1 登陆用户

在第 5 天上篇的课程中，我们完成了登陆表单路由函数的实现。其中，当用户发送 post 请求时，后台直接使用了假的邮箱和密码（不是从数据库中读取出来的用户信息）进行验证。但是真实的登录过程中，后台程序通过用户输入的邮箱，从数据库中读取出用户的密码信息，然后将数据库中的密码与用户在前端输入的密码进行比较，如果用户输入的密码是正确的，就将该用户标记为登录状态，否则就提示用户密码输入错误。修改 routes.py 文件的内容，添加用户登录认证的代码：

# routes.py 文件中修改登陆表单路由函数
# ..
# 从 userauth_demo 中导入 bcrypt 实例
from userauth_demo import db, bcrypt

# 从 flask_login 中导入 login_user 函数
from flask_login import current_user, login_user

# 从 userauth_demo.models 中导入 User 模型
from userauth_demo.models import User

#.. 

@app.route('/login', methods=['GET','POST'])
def login():
    if current_user.is_authenticated:
        return redirect(url_for('index'))
    # 对类 LoginForm 的实例
    form = LoginForm()
    if form.validate_on_submit():
        user = User.query.filter_by(email=form.email.data).first()
        if user and bcrypt.check_password_hash(user.password, form.password.data):
            login_user(user, remember=form.remember.data)
        else:
            flash('登陆不成功，请检查邮箱和密码！', 'danger')
    return render_template('login.html', title='第五天', html_form=form)

# ..

我们对上面代码的工作流程进行简单的讲解：首先，用户发送 post 请求后，后台接收到该请求后，通过用户输入的邮箱从数据库中找到该用户，再使用 first() 方法返回第一个匹配的用户。接下来的 if 语句判断该用户是否存在，并且使用 check_password_hash 函数验证用户输入的密码是否和数据库中的密码一致，如果条件都满足则会执行 login_user() 函数，并将用户登陆状态记为已登陆，否则，会执行 else 语句，flash 消息提示登陆不成功，请检查邮箱和密码。

4.2 页面访问权限控制

web 开发过程中，经常会碰到网页权限控制的问题，即有些页面需要登录状态才能访问，Flask_Login 直接为我们提供了该功能：如果用户访问的页面需要登录权限，而此时用户不是处于登录状态，则会强制用户跳转到登录页面。为了实现这个功能，Flask_Login 需要知道哪个视图函数用于处理登陆机制，在__init__.py 文件中的添加如下代码：

# 在__init__.py 文件中添加内容

login_manager = LoginManager(app)
login_manager.login_view = 'login'   #login 是登录页面视图函数的函数名

Flask_Login 使用 @login_required 装饰器让已通过认证的用户进行访问，如果将该装饰器放到 @app.route 装饰器下的视图函数上面时，则该路由函数受到保护，不会让匿名（未登录）的用户进行访问，Flask-Login 会拦截请求，把用户发往登录页面。对 routes.py 文件进行修改，如下所示：

# routes.py 文件中添加内容
# ..
# 从 flask_login 中导入 login_required 类
from flask_login import current_user, login_user, login_required
# .. 
@app.route('/')
# 在主页的视图函数上面加上 @login_required 装饰器
@login_required
def index():
    return render_template('index.html', title='第五天')

此时，我们在未登录状态下访问主页 /，则会跳转到如下图所示的登录页面：

login_required 装饰器拦截请求并将主页重定向到登录页面，此时 URL 中还包含其它的信息，如 /login?next=%2F。next 参数可以帮助用户在登录成功后，直接跳转到之前没有权限访问的页面。下面这段代码，展示了如何查询和处理 next 参数，在 routes.py 中进行修改：

# routes.py 文件中添加内容
# 从 flask 中导入 request
from flask import render_template, redirect, url_for, flash, request
# ..
@app.route('/login', methods=['GET','POST'])
def login():
    if current_user.is_authenticated:
        return redirect(url_for('index'))
    form = LoginForm()
    if form.validate_on_submit():
        user = User.query.filter_by(email=form.email.data).first()
        if user and bcrypt.check_password_hash(user.password, form.password.data):
            login_user(user, remember=form.remember.data)
            # 查询 next 参数
            nextpage = request.args.get('next')
            # 对 next 参数进行处理
            if nextpage:
                return redirect(nextpage)
            else:
                url = url_for('index')
                return redirect(url)
        else:
            flash('登陆不成功，请检查邮箱和密码！', 'danger')
    return render_template('login.html', title='第五天', html_form=form)
# ..

request.args.get 可以得到 next 的参数赋值给 nextpage，下面的 if 语句判断 nextpage 是否存在，如果存在，则直接重定向到 nextpage 所在页面，如果不存在，则会重定向到主页。

下面，我们在登录页面输入正确的用户邮箱和密码，点击登陆按钮后页面将重定向到主页，效果如下图所示:

4.3 用户注销

通常当用户登录后，想要退出登录状态，那么注销功能也是必须的，借用 Flask_Login 的 logout_user() 函数，可以轻松的实现用户的注销功能。在 routes.py 文件中添注销功能的代码，如下：

# routes.py 文件中添加的内容
# ..
# 从 flask_login 中导入 logout_user 类
from flask_login import current_user, login_user, login_required, logout_user

# ..

# 添加注销功能的视图函数
@app.route('/logout')
def logout():
    logout_user()
    return redirect(url_for('index'))

此外，还需要在基模板中添加注销的前端代码，修改 layout.html 文件中的内容：

<! -- layout.html 文件中添加内容 -->
# ..
<header>
        <div>
            <a href="{{url_for('index') }}"> 主页 </a>
            {% if current_user.is_authenticated() %}
                <a href="{{url_for('logout') }}"> 注销 </a>
            {% else %}
                <a href="{{url_for('login') }}"> 登陆 </a>
            {% endif %}
        </div>
</header>

#..

添加完以上代码后，我们只需刷新一下主页，就会在主页看到新增的注销按钮，效果图如下所示：

5. 总结

学习完今天的内容，我们掌握了如下技能：

  1. 学习了 Flask_Login 插件的基本使用方法
  2. 学习了如何对明文密码进行加密、比对
  3. 学习了如何利用数据库完成用户注册功能
  4. 学习了如何实现用户的登陆及页面权限管理
  5. 学习了如何控制用户的登录状态和注销状态

下一课的教程，猫姐将带领大家一起学习个人主页的实现及用户头像功能的管理。今天的内容就到这里，喜欢的同学们可以在下面点赞留言，或是访问我的博客地址：http://www.catonlinepy.tech/ 加入我们的 QQ 群进一步交流学习！

6. 代码的获取

大家可以到 github 上获取今天教程的所有代码：https://github.com/miaojie19/…

具体下载代码的命令如下：

# 使用 git 命令下载 flask-course-primary 仓库所有的代码
git clone https://github.com/miaojie19/flask-course-primary.git

# 下载完成后，进入 day5 目录下面，即可看到今天的代码
cd flask-course-primary
cd day5

正文完
flask flask-login
发表至：无分类
2019-06-17
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