Python的Django REST框架中的序列化及请求和返回

序列化Serialization
1. 设置一个新的环境

在我们开始之前， 我们首先使用virtualenv要创建一个新的虚拟环境，以使我们的配置和我们的其他项目配置彻底分开。

$mkdir ~/env

$virtualenv ~/env/tutorial

$source ~/env/tutorial/bin/avtivate

现在我们处在一个虚拟的环境中，开始安装我们的依赖包

$pip install django

$pip install djangorestframework

$pip install pygments  ////使用这个包，做代码高亮显示

需要退出虚拟环境时，运行deactivate。更多信息，irtualenv document

2. 开始

环境准备好只好，我们开始创建我们的项目

$ cd ~

$ django-admin.py startproject tutorial

$ cd tutorial

项目创建好后，我们再创建一个简单的app

$python manage.py startapp snippets

我们使用sqlite3来运行我们的项目tutorial，编辑tutorial/settings.py, 将数据库的默认引擎engine改为sqlite3, 数据库的名字NAME改为tmp.db

DATABASES = {
  'default': {
    'ENGINE': 'django.db.backends.sqlite3',
    'NAME': 'tmp.db',
    'USER': '',
    'PASSWORD': '',
    'HOST': '',
    'PORT': '',
  }
}

同时更改settings.py文件中的INSTALLD_APPS,添加我们的APP snippets和rest_framework

INSTALLED_APPS = (
  ...
  'rest_framework',
  'snippets',
)

在tutorial/urls.py中，将snippets app的url包含进来

urlpatterns = patterns('',
  url(r'^', include('snippets.urls')),
)

3. 创建Model
这里我们创建一个简单的nippets model，目的是用来存储代码片段。

from django.db import models
from pygments.lexers import get_all_lexers
from pygments.styles import get_all_styles

LEXERS = [item for item in get_all_lexers() if item[1]]
LANGUAGE_CHOICES = sorted([(item[1][0], item[0]) for item in LEXERS])
STYLE_CHOICES = sorted((item, item) for item in get_all_styles())

class Snippet(models.Model):
  created = models.DateTimeField(auto_now_add=True)
  title = models.CharField(max_length=100, default='')
  code = models.TextField()
  linenos = models.BooleanField(default=False)
  language = models.CharField(choices=LANGUAGE_CHOICES,
                default='python',
                max_length=100)
  style = models.CharField(choices=STYLE_CHOICES,
               default='friendly',
               max_length=100)

  class Meta:
    ordering = ('created',)

完成model时，记得sync下数据库

python manage.py syncdb

4. 创建序列化类

我们要使用我们的web api，要做的第一件事就是序列化和反序列化， 以便snippets实例能转换为可表述的内容，例如json. 我们声明一个可有效工作的串行器serializer。在snippets目录下面，该串行器与django 的表单形式很类似。创建一个serializers.py ，并将下面内容拷贝到文件中。

from django.forms import widgets
from rest_framework import serializers
from snippets.models import Snippet

class SnippetSerializer(serializers.Serializer):
  pk = serializers.Field() # Note: `Field` is an untyped read-only field.
  title = serializers.CharField(required=False,
                 max_length=100)
  code = serializers.CharField(widget=widgets.Textarea,
                 max_length=100000)
  linenos = serializers.BooleanField(required=False)
  language = serializers.ChoiceField(choices=models.LANGUAGE_CHOICES,
                    default='python')
  style = serializers.ChoiceField(choices=models.STYLE_CHOICES,
                  default='friendly')

  def restore_object(self, attrs, instance=None):
    """
    Create or update a new snippet instance.
    """
    if instance:
      # Update existing instance
      instance.title = attrs['title']
      instance.code = attrs['code']
      instance.linenos = attrs['linenos']
      instance.language = attrs['language']
      instance.style = attrs['style']
      return instance

    # Create new instance
    return Snippet(**attrs)

该序列化类的前面部分，定义了要序列化和反序列化的类型，restore_object 方法定义了如何通过反序列化数据，生成正确的对象实例。

我们也可以使用ModelSerializer来快速生成，后面我们将节省如何使用它。
5. 使用 Serializers

在我们使用我们定义的SnippetsSerializers之前，我们先熟悉下Snippets.

$python manage.py shell

进入shell终端后，输入以下代码：

from snippets.models import Snippet
from snippets.serializers import SnippetSerializer
from rest_framework.renderers import JSONRenderer
from rest_framework.parsers import JSONParser

snippet = Snippet(code='print "hello, world"\n')
snippet.save()

我们现在获得了一个Snippets的实例，现在我们对他进行以下序列化

serializer = SnippetSerializer(snippet)
serializer.data
# {'pk': 1, 'title': u'', 'code': u'print "hello, world"\n', 'linenos': False, 'language': u'python', 'style': u'friendly'}

这时，我们将该实例转成了python原生的数据类型。下面我们将该数据转换成json格式，以完成序列化：

content = JSONRenderer().render(serializer.data)
content
# '{"pk": 1, "title": "", "code": "print \\"hello, world\\"\\n", "linenos": false, "language": "python", "style": "friendly"}'

反序列化也很简单，首先我们要将一个输入流（content），转换成python的原生数据类型

import StringIO

stream = StringIO.StringIO(content)
data = JSONParser().parse(stream)

然后我们将该原生数据类型，转换成对象实例

serializer = SnippetSerializer(data=data)
serializer.is_valid()
# True
serializer.object
# <Snippet: Snippet object>

注意这些API和django表单的相似处。这些相似点， 在我们讲述在view中使用serializers时将更加明显。
6. 使用 ModelSerializers

SnippetSerializer使用了许多和Snippet中相同的代码。如果我们能把这部分代码去掉，看上去将更佳简洁。

类似与django提供Form类和ModelForm类，Rest Framework也包含了Serializer 类和 ModelSerializer类。

打开snippets/serializers.py ,修改SnippetSerializer类：

class SnippetSerializer(serializers.ModelSerializer):
  class Meta:
    model = Snippet
    fields = ('id', 'title', 'code', 'linenos', 'language', 'style')

7. 通过Serializer编写Django View

让我们来看一下，如何通过我们创建的serializer类编写django view。这里我们不使用rest framework的其他特性，仅编写正常的django view。

我们创建一个HttpResponse 子类，这样我们可以将我们返回的任何数据转换成json。

在snippet/views.py中添加以下内容：

from django.http import HttpResponse
from django.views.decorators.csrf import csrf_exempt
from rest_framework.renderers import JSONRenderer
from rest_framework.parsers import JSONParser
from snippets.models import Snippet
from snippets.serializers import SnippetSerializer

class JSONResponse(HttpResponse):
  """
  An HttpResponse that renders it's content into JSON.
  """
  def __init__(self, data, **kwargs):
    content = JSONRenderer().render(data)
    kwargs['content_type'] = 'application/json'
    super(JSONResponse, self).__init__(content, **kwargs)

我们API的目的是，可以通过view来列举全部的Snippet的内容，或者创建一个新的snippet

@csrf_exempt
def snippet_list(request):
  """
  List all code snippets, or create a new snippet.
  """
  if request.method == 'GET':
    snippets = Snippet.objects.all()
    serializer = SnippetSerializer(snippets)
    return JSONResponse(serializer.data)

  elif request.method == 'POST':
    data = JSONParser().parse(request)
    serializer = SnippetSerializer(data=data)
    if serializer.is_valid():
      serializer.save()
      return JSONResponse(serializer.data, status=201)
    else:
      return JSONResponse(serializer.errors, status=400)

注意，因为我们要通过client向该view post一个请求，所以我们要将该view 标注为csrf_exempt, 以说明不是一个CSRF事件。
Note that because we want to be able to POST to this view from clients that won't have a CSRF token we need to mark the view as csrf_exempt. This isn't something that you'd normally want to do, and REST framework views actually use more sensible behavior than this, but it'll do for our purposes right now.
我们也需要一个view来操作一个单独的Snippet，以便能更新／删除该对象。

@csrf_exempt
def snippet_detail(request, pk):
  """
  Retrieve, update or delete a code snippet.
  """
  try:
    snippet = Snippet.objects.get(pk=pk)
  except Snippet.DoesNotExist:
    return HttpResponse(status=404)

  if request.method == 'GET':
    serializer = SnippetSerializer(snippet)
    return JSONResponse(serializer.data)

  elif request.method == 'PUT':
    data = JSONParser().parse(request)
    serializer = SnippetSerializer(snippet, data=data)
    if serializer.is_valid():
      serializer.save()
      return JSONResponse(serializer.data)
    else:
      return JSONResponse(serializer.errors, status=400)

  elif request.method == 'DELETE':
    snippet.delete()
    return HttpResponse(status=204)

将views.py保存，在Snippets目录下面创建urls.py,添加以下内容：

urlpatterns = patterns('snippets.views',
  url(r'^snippets/$', 'snippet_list'),
  url(r'^snippets/(?P<pk>[0-9]+)/$', 'snippet_detail'),
)

注意我们有些边缘事件没有处理，服务器可能会抛出500异常。
8. 测试

现在我们启动server来测试我们的Snippet。

在python mange.py shell终端下执行（如果前面进入还没有退出）

>>quit()

执行下面的命令， 运行我们的server：

python manage.py runserver

Validating models...

0 errors found
Django version 1.4.3, using settings 'tutorial.settings'
Development server is running at http://127.0.0.1:8000/
Quit the server with CONTROL-C.

新开一个terminal来测试我们的server

序列化：

url http://127.0.0.1:8000/snippets/

[{"id": 1, "title": "", "code": "print \"hello, world\"\n", "linenos": false, "language": "python", "style": "friendly"}]
 url http://127.0.0.1:8000/snippets/1/

{"id": 1, "title": "", "code": "print \"hello, world\"\n", "linenos": false, "language": "python", "style": "friendly"}

Request and Response
1. Request Object  ——Request对象

rest framework 引入了一个继承自HttpRequest的Request对象，该对象提供了对请求的更灵活解析。request对象的核心部分是request.data属性，类似于request.post, 但在使用WEB API时，request.data更有效。

（1）request.POST  # Only handles form data.  Only works for 'POST' method.
（2）request.DATA  # Handles arbitrary data.  Works any HTTP request with content.
2. Response Object ——Response对象
rest framework引入了一个Response 对象，它继承自TemplateResponse对象。它获得未渲染的内容并通过内容协商content negotiation 来决定正确的content type返回给client。

return Response(data)  # Renders to content type as requested by the client.
3. Status Codes
在views当中使用数字化的HTTP状态码，会使你的代码不宜阅读，且不容易发现代码中的错误。rest framework为每个状态码提供了更明确的标识。例如HTTP_400_BAD_REQUEST。相比于使用数字，在整个views中使用这类标识符将更好。
4. 封装API views

在编写API views时，REST Framework提供了两种wrappers：

1). @api_viwe 装饰器 ——函数级别

2). APIView 类——类级别

这两种封装器提供了许多功能，例如，确保在view当中能够接收到Request实例；往Response中增加内容以便内容协商content negotiation 机制能够执行。

封装器也提供一些行为，例如在适当的时候返回405 Methord Not Allowed响应；在访问多类型的输入request.DATA时，处理任何的ParseError异常。
5. 汇总

我们开始用这些新的组件来写一些views。

我们不在需要JESONResponse 类（在前一篇中创建），将它删除。删除后我们开始稍微重构下我们的view

from rest_framework import status
from rest_framework.decorators import api_view
from rest_framework.response import Response
from snippets.models import Snippet
from snippets.serializers import SnippetSerializer

@api_view(['GET', 'POST'])
def snippet_list(request):
  """
  List all snippets, or create a new snippet.
  """
  if request.method == 'GET':
    snippets = Snippet.objects.all()
    serializer = SnippetSerializer(snippets)
    return Response(serializer.data)

  elif request.method == 'POST':
    serializer = SnippetSerializer(data=request.DATA)
    if serializer.is_valid():
      serializer.save()
      return Response(serializer.data, status=status.HTTP_201_CREATED)
    else:
      return Response(serializer.errors, status=status.HTTP_400_BAD_REQUEST)

上面的代码是对我们之前代码的改进。看上去更简洁，也更类似于django的forms api形式。我们也采用了状态码，使返回值更加明确。
下面是对单个snippet操作的view更新：

@api_view(['GET', 'PUT', 'DELETE'])
def snippet_detail(request, pk):
  """
  Retrieve, update or delete a snippet instance.
  """       
  try:
    snippet = Snippet.objects.get(pk=pk)
  except Snippet.DoesNotExist:
    return Response(status=status.HTTP_404_NOT_FOUND)

  if request.method == 'GET':
    serializer = SnippetSerializer(snippet)
    return Response(serializer.data)

  elif request.method == 'PUT':
    serializer = SnippetSerializer(snippet, data=request.DATA)
    if serializer.is_valid():
      serializer.save()
      return Response(serializer.data)
    else:
      return Response(serializer.errors, status=status.HTTP_400_BAD_REQUEST)

  elif request.method == 'DELETE':
    snippet.delete()
    return Response(status=status.HTTP_204_NO_CONTENT)

注意，我们并没有明确的要求requests或者responses给出content type。request.DATA可以处理输入的json请求，也可以输入yaml和其他格式。类似的在response返回数据时，REST Framework返回正确的content type给client。

6. 给URLs增加可选的格式后缀

利用在response时不需要指定content type这一事实，我们在API端增加格式的后缀。使用格式后缀，可以明确的指出使用某种格式，意味着我们的API可以处理类似http://example.com/api/items/4.json.的URL。

增加format参数在views中，如：

def snippet_list(request, format=None):
and

def snippet_detail(request, pk, format=None):

现在稍微改动urls.py文件，在现有的URLs中添加一个格式后缀pattterns (format_suffix_patterns):

from django.conf.urls import patterns, url
from rest_framework.urlpatterns import format_suffix_patterns

urlpatterns = patterns('snippets.views',
  url(r'^snippets/$', 'snippet_list'),
  url(r'^snippets/(?P<pk>[0-9]+)$', 'snippet_detail'),
)

urlpatterns = format_suffix_patterns(urlpatterns)

这些额外的url patterns并不是必须的。