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48.前後端分離開發入門.md

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前後端分離開發入門

在傳統的Web應用開發中，大多數的程序員會將瀏覽器作爲前後端的分界線。將瀏覽器中爲用戶進行頁面展示的部分稱之爲前端，而將運行在服務器，爲前端提供業務邏輯和數據準備的所有代碼統稱爲後端。所謂前後端分離的開發，就是前後端工程師約定好數據交互接口，並行的進行開發和測試，後端只提供數據，不負責將數據渲染到頁面上，前端通過HTTP請求獲取數據並負責將數據渲染到頁面上，這個工作是交給瀏覽器中的JavaScript代碼來完成。

使用前後端分離開發有諸多的好處，下面我們簡要的說下這些好處：

  1. 提升開發效率。前後端分離以後，可以實現前後端代碼的解耦，只要前後端溝通約定好應用所需接口以及接口參數，便可以開始並行開發，無需等待對方的開發工作結束。在這種情況下，前後端工程師都可以只專注於自己的開發工作，有助於打造出更好的團隊。除此之外，在前後端分離的開發模式下，即使需求發生變更，只要接口與數據格式不變，後端開發人員就不需要修改代碼，只要前端進行變動即可。
  2. 增強代碼的可維護性。前後端分離後，應用的代碼不再是前後端混合，只有在運行期纔會有調用依賴關係，這樣的話維護代碼的工作將變得輕鬆愉快很多，再不會牽一髮而動全身。當你的代碼變得簡明且整潔時，代碼的可讀性和可維護性都會有質的提升。
  3. 支持多終端和服務化架構。前後端分離後，同一套數據接口可以爲不同的終端提供服務，更有助於打造多終端應用；此外，由於後端提供的接口之間可以通過HTTP(S)進行調用，有助於打造服務化架構（包括微服務）。

接下來我們就用前後端分離的方式來改寫之前的投票應用。

返回JSON格式的數據

剛纔說過，在前後端分離的開發模式下，後端需要爲前端提供數據接口，這些接口通常返回JSON格式的數據。在Django項目中，我們可以先將對象處理成字典，然後就可以利用Django封裝的JsonResponse向瀏覽器返回JSON格式的數據，具體的做法如下所示。

def show_subjects(request):
    queryset = Subject.objects.all()
    subjects = []
    for subject in queryset:
        subjects.append({
            'no': subject.no,
            'name': subject.name,
            'intro': subject.intro,
            'isHot': subject.is_hot
        })
    return JsonResponse(subjects, safe=False)

上面的代碼中，我們通過循環遍歷查詢學科得到的QuerySet對象，將每個學科的數據處理成一個字典，在將字典保存在名爲subjects的列表容器中，最後利用JsonResponse完成對列表的序列化，向瀏覽器返回JSON格式的數據。由於JsonResponse序列化的是一個列表而不是字典，所以需要指定safe參數的值爲False才能完成對subjects的序列化，否則會產生TypeError異常。

可能大家已經發現了，自己寫代碼將一個對象轉成字典是比較麻煩的，如果對象的屬性很多而且某些屬性又關聯到一個比較複雜的對象時，情況會變得更加糟糕。爲此我們可以使用一個名爲bpmappers的三方庫來簡化將對象轉成字典的操作，這個三方庫本身也提供了對Django框架的支持。

安裝三方庫bpmappers。

pip install bpmappers

編寫映射器（實現對象到字典轉換）。

from bpmappers.djangomodel import ModelMapper

from poll2.models import Subject


class SubjectMapper(ModelMapper):
   
    class Meta:
        model = Subject

修改視圖函數。

def show_subjects(request):
    queryset = Subject.objects.all()
    subjects = []
    for subject in queryset:
        subjects.append(SubjectMapper(subject).as_dict())
    return JsonResponse(subjects, safe=False)

配置URL映射，然後訪問該接口，可以得到如下所示的JSON格式數據。

[
    {
        "no": 101,
        "name": "Python全棧+人工智能",
        "intro": "Python是一種計算機程序設計語言。是一種面向對象的動態類型語言，最初被設計用於編寫自動化腳本(shell)，隨着版本的不斷更新和語言新功能的添加，越來越多被用於獨立的、大型項目的開發。",
        "create_date": "2017-08-01",
        "is_hot": true
    },
    // 此處省略下面的內容
]

如果不希望在JSON數據中顯示學科的成立時間，我們可以在映射器中排除create_date屬性；如果希望將是否爲熱門學科對應的鍵取名爲isHot（默認的名字是is_hot），也可以通過修改映射器來做到。具體的做法如下所示：

from bpmappers import RawField
from bpmappers.djangomodel import ModelMapper

from poll2.models import Subject


class SubjectMapper(ModelMapper):
    isHot = RawField('is_hot')

    class Meta:
        model = Subject
        exclude = ('create_date', 'is_hot')

再次查看學科接口返回的JSON數據。

[
    {
        "no": 101,
        "name": "Python全棧+人工智能",
        "intro": "Python是一種計算機程序設計語言。是一種面向對象的動態類型語言，最初被設計用於編寫自動化腳本(shell)，隨着版本的不斷更新和語言新功能的添加，越來越多被用於獨立的、大型項目的開發。",
        "isHot": true
    },
    // 此處省略下面的內容
]

關於bpmappers詳細的使用指南，請參考它的官方文檔，這個官方文檔是用日語書寫的，可以使用瀏覽器的翻譯功能將它翻譯成你熟悉的語言即可。

使用Vue.js渲染頁面

關於Vue.js的知識，我們在第21天到第30天的內容中已經介紹過了，這裏我們不再進行贅述。如果希望全面的瞭解和學習Vue.js，建議閱讀它的官方教程或者在YouTube上搜索Vue.js的新手教程（Crash Course）進行學習。

重新改寫subjects.html頁面，使用Vue.js來渲染頁面。

<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
    <meta charset="UTF-8">
    <title>學科</title>
</head>
<body>
    <h1>所有學科</h1>
    <hr>
    <div id="app">
        <div v-for="subject in subjects">
            <h3>
                <a :href="getTeachersHref(subject.no)">{{ subject.name }}</a>
                <img v-if="subject.isHot" src="/static/images/hot.png" width="32">
            </h3>
            <p>{{ subject.intro }}</p>
        </div>
    </div>
    <script src="https://cdn.bootcss.com/vue/2.6.10/vue.min.js"></script>
    <script>
        const app = new Vue({
            el: '#app',
            data: {
                subjects: []
            },
            created() {
                fetch('/subjects/')
                    .then(resp => resp.json())
                    .then(json => this.subjects = json)
            },
            methods: {
                getTeachersHref(sno) {
                    return `/static/teachers.html/?sno=${sno}`
                }
            }
        })
    </script>
</body>
</html>

前後端分離的開發需要將前端頁面作爲靜態資源進行部署，項目實際上線的時候，我們會對整個Web應用進行動靜分離，靜態資源通過Nginx或Apache服務器進行部署，生成動態內容的Python程序部署在uWSGI或者Gunicorn服務器上，對動態內容的請求由Nginx或Apache路由到uWSGI或Gunicorn服務器上。

在開發階段，我們通常會使用Django自帶的測試服務器，如果要嘗試前後端分離，可以先將靜態頁面放在之前創建的放靜態資源的目錄下，具體的做法可以參考項目完整代碼。