第 10 章：组织你的代码¶

虽然我们的程序开发已经完成，但随着功能的增多，把所有代码放在 app.py 里会让后续的开发和维护变得麻烦。这一章，我们要对项目代码进行一次重构，让项目组织变得更加合理。

Flask 对项目结构没有固定要求，你可以使用单脚本，也可以使用包。这一章我们会学习使用包来组织程序。

先来看看我们目前的项目文件结构：

├── .flaskenv
├── app.py
├── test_watchlist.py
├── static
│   ├── favicon.ico
│   ├── images
│   │   ├── avatar.png
│   │   └── totoro.gif
│   └── style.css
└── templates
    ├── 400.html
    ├── 404.html
    ├── 500.html
    ├── base.html
    ├── edit.html
    ├── index.html
    ├── login.html
    └── settings.html

使用包组织代码¶

我们会创建一个包，然后把 app.py 中的代码按照类别分别放到多个模块里。下面是我们需要执行的一系列操作（这些操作你也可以使用文件管理器或编辑器完成）：

$ mkdir watchlist  # 创建作为包的文件夹
$ mv static templates watchlist  # 把 static 和 templates 文件夹移动到 watchlist 文件夹内
$ cd watchlist  # 切换进包目录
$ touch __init__.py views.py errors.py models.py commands.py  # 创建多个模块

我们把这个包称为程序包，包里目前包含的模块和作用如下表所示：

模块	作用
__init__.py	包构造文件，创建程序实例
views.py	视图函数
errors.py	错误处理函数
models.py	模型类
commands.py	命令函数

提示除了包构造文件外，其他的模块文件名你可以自由修改，比如 views.py 也可以叫 routes.py。

创建程序实例，初始化扩展的代码放到包构造文件里（__init__.py），如下所示：

import os
import sys

from flask import Flask
from flask_sqlalchemy import SQLAlchemy
from flask_login import LoginManager

# ...

app = Flask(__name__)
app.config['SECRET_KEY'] = 'dev'
# 注意更新这里的路径，把 app.root_path 添加到 os.path.dirname() 中
# 以便把文件定位到项目根目录
app.config['SQLALCHEMY_DATABASE_URI'] = prefix + os.path.join(os.path.dirname(app.root_path), 'data.db')
app.config['SQLALCHEMY_TRACK_MODIFICATIONS'] = False

db = SQLAlchemy(app)
login_manager = LoginManager(app)

@login_manager.user_loader
def load_user(user_id):
    from watchlist.models import User
    user = User.query.get(int(user_id))
    return user

login_manager.login_view = 'login'

@app.context_processor
def inject_user():
    from watchlist.models import User
    user = User.query.first()
    return dict(user=user)

from watchlist import views, errors, commands

在构造文件中，为了让视图函数、错误处理函数和命令函数注册到程序实例上，我们需要在这里导入这几个模块。但是因为这几个模块同时也要导入构造文件中的程序实例，为了避免循环依赖（A 导入 B，B 导入 A），我们把这一行导入语句放到构造文件的结尾。同样的，load_user() 函数和 inject_user() 函数中使用的模型类也在函数内进行导入。

其他代码则按照分类分别放到各自的模块中，这里不再给出具体代码，你可以参考源码仓库。在移动代码之后，注意添加并更新导入语句，比如使用下面的导入语句来导入程序实例和扩展对象：

from watchlist import app, db

使用下面的导入语句来导入模型类：

from watchlist.models import User, Movie

以此类推。

包名称这里使用了 watchlist，所以导入时要从 watchlist 包导入，如果你使用了更常规的名字，比如 app，那么导入语句也要相应变化：

from app import app, db
from app.models import User, Movie

组织模板¶

模块文件夹 templates 下包含了多个模板文件，我们可以创建子文件夹来更好的组织它们。下面的操作创建了一个 errors 子文件夹，并把错误页面模板都移动到这个 errors 文件夹内（这些操作你也可以使用文件管理器或编辑器完成）：

$ cd templates  # 切换到 templates 目录
$ mkdir errors  # 创建 errors 文件夹
$ mv 400.html 404.html 500.html errors  # 移动错误页面模板到 errors 文件夹

因为错误页面放到了新的路径，所以我们需要修改代码中的 3 处模板文件路径，以 400 错误处理函数为例：

@app.errorhandler(400)
def bad_request(e):
    return render_template('errors/400.html'), 400

单元测试¶

你也可以将测试文件拆分成多个模块，创建一个 tests 包来存储这些模块。但是因为目前的测试代码还比较少，暂时不做改动，只需要更新导入语句即可：

from watchlist import app, db
from watchlist.models import Movie, User
from watchlist.commands import forge, initdb

因为要测试的目标改变，测试时的 --source 选项的值也要更新为包的名称 watchlist：

(env) $ coverage run --source=watchlist test_watchlist.py

提示你可以创建配置文件来预先定义 --source 选项，避免每次执行命令都给出这个选项，具体可以参考文档配置文件章节。

现在的测试覆盖率报告会显示包内的多个文件的覆盖率情况：

$ coverage report
Name                    Stmts   Miss  Cover
-------------------------------------------
watchlist\__init__.py      25      1    96%
watchlist\commands.py      35      1    97%
watchlist\errors.py         8      2    75%
watchlist\models.py        16      0   100%
watchlist\views.py         77      2    97%
-------------------------------------------
TOTAL                     161      6    96%

启动程序¶

因为我们使用包来组织程序，不再是 Flask 默认识别的 app.py，所以在启动开发服务器前需要使用环境变量 FLASK_APP 来给出程序实例所在的模块路径。因为我们的程序实例在包构造文件内，所以直接写出包名称即可。在 .flaskenv 文件中添加下面这行代码：

FLASK_APP=watchlist

最终的项目文件结构如下所示：

├── .flaskenv
├── test_watchlist.py
└── watchlist  # 程序包
    ├── __init__.py
    ├── commands.py
    ├── errors.py
    ├── models.py
    ├── views.py
    ├── static
    │   ├── favicon.ico
    │   ├── images
    │   │   ├── avatar.png
    │   │   └── totoro.gif
    │   └── style.css
    └── templates
        ├── base.html
        ├── edit.html
        ├── errors
        │   ├── 400.html
        │   ├── 404.html
        │   └── 500.html
        ├── index.html
        ├── login.html
        └── settings.html

本章小结¶

对我们的程序来说，这样的项目结构已经足够了。但对于大型项目，你可以使用蓝本和工厂函数来进一步组织程序。结束前，让我们提交代码：

$ git add .
$ git commit -m "Organize application with package"
$ git push

提示你可以在 GitHub 上查看本书示例程序的对应 commit：f705408。

进阶提示¶

蓝本类似于子程序的概念，借助蓝本你可以把程序不同部分的代码分离开（比如按照功能划分为用户认证、管理后台等多个部分），即对程序进行模块化处理。每个蓝本可以拥有独立的子域名、URL 前缀、错误处理函数、模板和静态文件。
工厂函数就是创建程序的函数。在工厂函数内，我们先创建程序实例，并在函数内完成初始化扩展、注册视图函数等一系列操作，最后返回可以直接运行的程序实例。工厂函数可以接受配置名称作为参数，在内部加载对应的配置文件，这样就可以实现按需创建加载不同配置的程序实例，比如在测试时调用工厂函数创建一个测试用的程序实例。
如果你是《Flask Web 开发实战》的读者，第 7 章介绍了使用包组织程序，第 8 章介绍了大型项目结构以及如何使用蓝本和工厂函数组织程序。