上下文管理有很多种实现方法,比如 django/tornado是通过传参数形式实现,而Flask是通过Local类实现的。
Flask的上下文管理的实现原理是为每个线程开辟独立空间,创建了一个字典来保存数据,这个字典的key是用线程的唯一标识,如果有协程用greelet拿的一个唯一标识,可以是线程的也可以支持协程,后面是存取的数据{greenlet做唯一标识:存数据} 这样可以保证数据隔离。
当请求进来的时候:
1)将请求相关所有数据(request,session)封装到了RequestContext中。
2)再将RequestContext对象通过LocalStack类添加到Local中(调用push方法)
3)使用时,调用request
4)调用此类方法 request.method、print(request)、request+xxx 会执行LocalProxy中对应的魔法方法
5)魔法方法中调用_get_current_object函数
6)通过LocalStack中的top方法,去Local中获取值,取的是列表的最后一个值。
7)请求终止时,通过LocalStack的pop方法 将Local中将值在列表中pop掉。

内置session流程
当请求刚进来的时候,会把请求相关的和session封装到RequestContext的对象中去,RequestCcontext对像再通过它里面对push方法把对象放到Flask特有的,类似与theadingLocal那么一个Local对象中去,
push中会调用session里面open_session方法,通过这个方法帮助我们获取用户原有的session信息,有就获取,没有就返回一个空的类似字典的数据结构,赋值给对象中的session
当使用的时候触发LocalProxy对像里对魔法方法,再调用get_current_obj,通过偏函数用Localstark中方法去Local获取到数据
使用完后,调用session对像的save_session方法,将数据加密写到用户的cookie中,这个操作在after_request之后

flask中要想调用当前请求的request对象,需要使用from flask import reuqest导入。当我们导入request全局对象的时候,本质上是从Local中本次请求线程对应的RequestContext内封装的request_context_obj.request对象。
除了request对象,session、g 以及current_app都是这个原理

LocalStack类与Local类

Local类

Flask模仿threading.Local实现的一个本地线程,内部的self.__storage__封装了一个字典,用来存放每一个请求对应线程的私有数据数据,保证了每一个请求之间的数据隔离。其结构是这样字典其中RequestContext对象中封装了当前请求的request对象和session对象,即源码中的ctx对象。 ``` self.__storage__ = { greenlet获取的唯一标识:{"stack": [RequestContext]}, greenlet获取的唯一标识:{"stack": [RequestContext]}, greenlet获取的唯一标识:{"stack": [RequestContext]}, } ```

storage__是一个字典,但是在Local中还定义了__setattr、__getattr__等方法,意味着我们可以向操作Local对象属性的方式操作__storage__字典

try:
    from greenlet import getcurrent as get_ident        # 协程的唯一标识
except ImportError:
    try:
        from thread import get_ident            # 线程的唯一标识
    except ImportError:
        from _thread import get_ident


class Local(object):
    __slots__ = ('__storage__', '__ident_func__')

    def __init__(self):
        object.__setattr__(self, '__storage__', {})            # 这里不能直接使用self.__storage__ = {},因为会触发setattr
        object.__setattr__(self, '__ident_func__', get_ident)


    def __release_local__(self):
        self.__storage__.pop(self.__ident_func__(), None)    # 删除__storage__中存放的线程相关数据(requestcontext)

    def __getattr__(self, name):
        try:
            return self.__storage__[self.__ident_func__()][name]
        except KeyError:
            raise AttributeError(name)

    def __setattr__(self, name, value):
        ident = self.__ident_func__()
        storage = self.__storage__
        try:
            storage[ident][name] = value
        except KeyError:
            storage[ident] = {name: value}

    def __delattr__(self, name):
        try:
            del self.__storage__[self.__ident_func__()][name]
        except KeyError:
            raise AttributeError(name)
LocalStack 类

Local类的作用只是用来存放数据,而LocalStack则提供了pop、top、push方法来操作Local中的数据。即Local中的数据是通过LocalStack来操作的。
push方法将一个RequestContext放到local.__storage__字典中stack对应的列表中
pop方法将RequestContext从列表中取出并从列表中删除
top方法用来获取RequestContext对象,并不会删除该对象
注意:每一次请求的生命周期中导入的request、session等其他flask全局对象,指向的都是同一个引用,也就是说在其他地方操作session都是操作的同一个session对象

class LocalStack(object):

    def __init__(self):
        self._local = Local()

    def push(self, obj):
        rv = getattr(self._local, 'stack', None)
        if rv is None:
            self._local.stack = rv = []
        rv.append(obj)
        return rv

    def pop(self):
        stack = getattr(self._local, 'stack', None)
        if stack is None:
            return None
        elif len(stack) == 1:
            release_local(self._local)
            return stack[-1]
        else:
            return stack.pop()

    @property
    def top(self):
        """The topmost item on the stack.  If the stack is empty,
        `None` is returned.
        """
        try:
            return self._local.stack[-1]
        except (AttributeError, IndexError):
            return None
源码流程分析
  1. 请求进来后会首先执行app的__call__方法,在该方法内部调用的其实就是app.wsgi_app()方法
  2. ctx = self.request_context(environ)方法本质上就是实例化一个RequestContext对象,并将请求的所有相关信息(WSGI environment)封装到RequestContext对象中,在实例化RequestContext对象的时候,其__init__方法中会干以下几件事儿
    2.1 初始化RequestContext,初始化app, request, session等属性
    2.2 调用requestcontext_obj.match_request(),该函数内部会匹配url_rule
class Flask:
    def wsgi_app(self, environ, start_response):
        ctx = self.request_context(environ)
        ctx.push()
        # 中间省略部分内容

    def request_context(self, environ):
        return RequestContext(self, environ)


class RequestContext:

    def __init__(self, app, environ, request=None):
        self.app = app
        if request is None:
            request = app.request_class(environ)
        self.request = request
        self.url_adapter = app.create_url_adapter(self.request)
        self.flashes = None
        self.session = None                    # 在self.push()中被赋值
        self.match_request()

    def match_request(self):
        try:
            url_rule, self.request.view_args = \
                self.url_adapter.match(return_rule=True)
            self.request.url_rule = url_rule
        except HTTPException as e:
            self.request.routing_exception = e

2.3 request = app.request_class(environ)会将请求的所有相关信息分装成一个Request对象,并绑定到RequestContext对象的request属性上

class Flask:
    request_class = Request            # app.request_class其实就是Request
  1. ctx.push(),这个方法会将RequestContext对象通过LocalStack类push到Local.__storage__字典的列表中,获取当前请求对应的session数据并绑定RequestContext对象的session属性上
# globals.py

_request_ctx_stack = LocalStack()
_app_ctx_stack = LocalStack()
current_app = LocalProxy(_find_app)
request = LocalProxy(partial(_lookup_req_object, 'request'))
session = LocalProxy(partial(_lookup_req_object, 'session'))
g = LocalProxy(partial(_lookup_app_object, 'g')

# 分隔线

class RequestContext:

    def push(self):
        # 省略部分
        _request_ctx_stack.push(self)        # 把requestcontext保存到列表中
        self.session = self.app.open_session(self.request)    # 获取session数据并绑定到requestcontext对象的session属性中
        if self.session is None:
            self.session = self.app.make_null_session()
  1. 当我们使用from flask import request, sesion的时候,就会触发LocalProxy类中相应对魔法方法,调用 _get_current_object() 函数,函数中调用 _lookup_req_object,通过LocalStack到Local到__storage__字典中对应的列表中的 RequestContext对象的request属性和session属性 对应的Request对象和SecureCookieSession对象取出
request = LocalProxy(partial(_lookup_req_object, 'request'))    # 获取requestcontext_obj.request
session = LocalProxy(partial(_lookup_req_object, 'session'))    # 获取requestcontext_obj.session


def _lookup_req_object(name):
    top = _request_ctx_stack.top
    if top is None:
        raise RuntimeError(_request_ctx_err_msg)
    return getattr(top, name)        # 利用反射获取RequestContext对象的属性值
  1. 请求结束时,调用RequestContext中调pop方法,通过Localstack将Local中__storage__字典内的数据pop掉
class LocalStack():  

    """"省略"""
    def pop(self):
        """Removes the topmost item from the stack, will return the
        old value or `None` if the stack was already empty.
        """
        stack = getattr(self._local, 'stack', None)
        if stack is None:
            return None
        elif len(stack) == 1:
            release_local(self._local)
            return stack[-1]
        else:
            return stack.pop()

# 分隔线
.
class Local(object):
    __slots__ = ('__storage__', '__ident_func__')

    def __init__(self):
        object.__setattr__(self, '__storage__', {})
        object.__setattr__(self, '__ident_func__', get_ident)

    
    def __delattr__(self, name):
        try:
            del self.__storage__[self.__ident_func__()][name]
        except KeyError:
            raise AttributeError(name)
应用上下文

应用上下文的原理和流程和管理上下文基本一致,他们分别创建了自己的一个Local类,在自己的Local类中为每一个线程创建类独立的存储数据的空间 上下文全局变量current_app, g, request, session等都是对象,我们可以在这些对象上通过属性绑定一些数据,在需要的时候再取出这些数据进行操作 ``` from flask import Flask,request,g,current_app,

app = Flask(name)

@app.before_request
def before():
g.permission_code_list = ['list','add']
current_app.x = 123
request.name = "zhou"

@app.route('/',methods=['GET',"POST"])
def index():
print(g.permission_code_list)
print(current_app.x)
print(request.name)
# ['list', 'add']
# 123
# zhou
return "index"

if name == 'main':
app.run()

<h2 class='h2-title'>源码</h2>

def _lookup_req_object(name):
top = _request_ctx_stack.top
if top is None:
raise RuntimeError(_request_ctx_err_msg)
return getattr(top, name)

def _lookup_app_object(name):
top = _app_ctx_stack.top
if top is None:
raise RuntimeError(_app_ctx_err_msg)
return getattr(top, name)

def _find_app():
top = _app_ctx_stack.top
if top is None:
raise RuntimeError(_app_ctx_err_msg)
return top.app

context locals

_request_ctx_stack = LocalStack() #请求上下文
_app_ctx_stack = LocalStack() #应用上下文
current_app = LocalProxy(_find_app)
g = LocalProxy(partial(_lookup_app_object, 'g'))
request = LocalProxy(partial(_lookup_req_object, 'request'))
session = LocalProxy(partial(_lookup_req_object, 'session'))