24、RubyGems与Rails入门指南

eee77

于 2025-11-29 13:35:32 发布

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分类专栏： Ruby实战：优雅编程之道文章标签： RubyGems Rails Web开发

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RubyGems与Rails入门指南

在Web开发领域，Ruby语言凭借其简洁性和灵活性备受开发者青睐。而RubyGems和Rails则是Ruby生态系统中非常重要的两个工具，前者是Ruby的包管理系统，后者是著名的Web开发框架。下面将详细介绍它们的相关知识。

1. CGI脚本与Ruby

在Web开发中，CGI（Common Gateway Interface）脚本可以让Web服务器与外部程序进行交互。使用Ruby编写CGI脚本是一种常见的做法，它可以借助 cgi 库来处理HTTP请求和响应。

例如，通过 cgi.params 可以获取HTTP请求中的参数。同时， mod_ruby 可以让Apache服务器支持Ruby脚本， .rhtml 和 .rcss 文件则分别用于嵌入Ruby代码的HTML和CSS文件。在配置Apache服务器时，需要对相关配置文件进行相应设置。

2. RubyGems介绍

好的操作系统都有优秀的包管理系统，如Mac OS X的Software Update、Windows的Windows Update以及GNU/Linux的RPM、YUM、APT等。同样，优秀的编程语言也有类似的工具，Ruby的包管理系统就是RubyGems（http://rubygems.org ）。

安装RubyGems
1. 访问http://rubyforge.org/frs/?group_id=126 下载最新版本的RubyGems，提供了TGZ、Zip格式的文件，还有用于更新的gem文件和补丁文件。
2. 以 rubygems-0.9.2.tgz 为例，解压下载的文件。
3. 使用命令 ruby setup.rb 运行新创建目录中的 setup.rb 程序，可能需要以root用户身份执行。
4. 输入 gem -v 查看已安装的RubyGems版本。
使用RubyGems
- 运行 gem 命令不带参数时，会返回基本帮助信息，包含使用说明和更多信息的指引。
- 常用命令示例：
  - gem -h/--help ：显示帮助信息。
  - gem -v/--version ：显示版本信息。
  - gem install rake ：安装 rake gem。
  - gem list --local ：列出本地已安装的gems。
  - gem build package.gemspec ：构建gem包。
  - gem help install ：查看 install 命令的帮助信息。
列出已安装和可安装的Gems
- gem list --local ：查看本地已安装的gems。例如，安装RubyGems后，运行该命令可能会显示 sources (0.0.1) ，该包提供远程gem安装的下载源。
- gem query --remote ：查询可用的远程gems，会输出一个很长的列表。
安装Gems
使用 gem install --remote some_gem_name 命令安装单个gem。以安装 rails gem为例：

gem install --remote rails
Install required dependency rake? [Yn]  
Install required dependency activesupport? [Yn]  
Install required dependency activerecord? [Yn]  
Install required dependency actionpack? [Yn]  
Install required dependency actionmailer? [Yn]  
Install required dependency actionwebservice? [Yn]  
Successfully installed rails-1.2.2
Successfully installed rake-0.7.1
Successfully installed activesupport-1.4.1
Successfully installed activerecord-1.15.2
Successfully installed actionpack-1.13.2
Successfully installed actionmailer-1.3.2
Successfully installed actionwebservice-1.2.2
Installing ri documentation for rake-0.7.1...
Installing ri documentation for activesupport-1.4.1...
Installing ri documentation for activerecord-1.15.2...
Installing ri documentation for actionpack-1.13.2...
Installing ri documentation for actionmailer-1.3.2...
Installing ri documentation for actionwebservice-1.2.2...
Installing RDoc documentation for rake-0.7.1...
Installing RDoc documentation for activesupport-1.4.1...
Installing RDoc documentation for activerecord-1.15.2...
Installing RDoc documentation for actionpack-1.13.2...
Installing RDoc documentation for actionmailer-1.3.2...
Installing RDoc documentation for actionwebservice-1.2.2...

RubyGems系统会自动安装所需的依赖项。

更新Gems
- 先使用 gem outdated 查询哪些gems需要更新。
- 再使用 gem update 命令更新已安装的gems。例如，更新 rails gem：

gem update rails
Updating installed gems...
Bulk updating Gem source index for: http://gems.rubyforge.org
Attempting remote update of rails
Install required dependency activesupport? [Yn]  
Install required dependency activerecord? [Yn]  
Install required dependency actionpack? [Yn]  
Install required dependency actionmailer? [Yn]  
Install required dependency actionwebservice? [Yn]  
Successfully installed rails-1.2.2
Successfully installed activesupport-1.4.1
Successfully installed activerecord-1.15.2
Successfully installed actionpack-1.13.2
Successfully installed actionmailer-1.3.2
Successfully installed actionwebservice-1.2.2
Installing ri documentation for activesupport-1.4.1...
Installing ri documentation for activerecord-1.15.2...
Installing ri documentation for actionpack-1.13.2...
Installing ri documentation for actionmailer-1.3.2...
Installing ri documentation for actionwebservice-1.2.2...
Installing RDoc documentation for activesupport-1.4.1...
Installing RDoc documentation for activerecord-1.15.2...
Installing RDoc documentation for actionpack-1.13.2...
Installing RDoc documentation for actionmailer-1.3.2...
Installing RDoc documentation for actionwebservice-1.2.2...
Gems: [rails] updated

更新gems后，建议在每个Rails应用目录中执行`rake rails:update`，确保应用文件也能更新以适应gems的变化。

深入了解RubyGems
使用 gem help 和 gem help some_specific_command 可以获取关于 gem 命令的详细信息，这些信息会根据本地系统实时更新。

3. Rails概述

Rails是一个开源的Web开发框架，官网（http://rubyonrails.org ）称其“优化了程序员的开发体验，提高了可持续的生产力，遵循约定优于配置的原则，让开发者编写优美的代码”，被描述为“不痛苦的Web开发”。

Rails的设计理念
Rails遵循Ruby的设计哲学，选择合理的默认行为。只要开发者遵循这些约定，开发工作就会相对轻松。它提供了快捷方式和工具，能快速生成Web应用的骨架，将代码合理地放置在目录结构中，使代码整洁、有序、可复用，从而高效地开发应用。
Rails的安装方式
- 使用RubyGems ：这是推荐的安装方式，前面已详细介绍。
- 通过操作系统包管理器 ：部分操作系统的包管理器（如APT）提供Rails作为可安装的包。例如，在Ubuntu系统上，执行 apt-cache search rails 可能会显示相关信息。如果不需要最新版本且想避免安装RubyGems，这种方式比较合适。
- 从源代码安装 ：可以访问http://rubyonrails.org/down 下载最新的推荐源代码压缩包进行安装。
- 使用预打包版本 ：Windows有Instant Rails（http://instantrails.rubyforge.org ），Mac OS X有Locomotive（http://locomotive.sourceforge.net ）。这些预打包软件能让你快速启动Rails开发，但配置可能与默认设置有细微差异，遇到问题时可参考对应软件的官网。
数据库支持
Rails需要访问数据库才能正常工作，通常使用MySQL（http://mysql.com ），也可以选择其他数据库。如果通过gems或操作系统包管理器安装Rails，建议安装MySQL，可通过操作系统的包管理器进行安装。预打包的Rails安装程序（如Instant Rails和Locomotive）通常自带预配置的数据库。

4. Rails应用的结构

Rails采用Model-View-Controller（MVC）设计模式，该模式由挪威计算机科学家Trygve Reenskaug在20世纪70年代开发，最初用于传统图形用户界面（GUI），现在在Web开发中非常流行。

组件	描述
Model	表示数据，是某种对象，每个实例通常代表数据库表中的一条记录。
View	是数据的呈现方式，可以是直接展示给用户的界面，也可以是其他类型的输出。
Controller	是控制器，负责处理请求，查询或操作Model以获取或更新数据，并为View提供所需的信息。

例如，在货币转换脚本中，从RSS提要中获取的数据就是Model。这些数据可以以HTML网页、纯文本文件或YAML文件等不同方式呈现，这些不同的呈现方式就是View。而负责从服务器获取数据的部分就是Controller。

5. 生成Rails应用

创建Rails应用
使用 rails application_name 命令创建Rails应用。例如，在合适的工作空间目录中执行 rails rails_sample_app ，会自动创建大量目录和文件：

$ rails rails_sample_app
      create  
      create  app/controllers
      create  app/helpers
      create  app/models
      create  app/views/layouts
      (several lines deleted)
      create  public/javascripts/application.js
      create  doc/README_FOR_APP
      create  log/server.log
      create  log/production.log
      create  log/development.log
      create  log/test.log

- `app`目录：包含应用的代码，如Models、Views、Controllers等。
- `doc`目录：包含文档。
- `lib`目录：可放置通用的库文件。
- `log`目录：包含应用的日志文件，分为生产、开发和测试环境。
- `public`目录：包含在浏览器中查看或使用的非Ruby文件，如静态HTML文件、图像、JavaScript文件、CSS样式表等。
- `script`目录：包含开发者或管理员使用的实用小程序。
- `test`目录：包含用于自动化测试应用的文件。

查看Rails应用
1. 执行 cd rails_sample_app 进入新创建的目录。
2. 执行 ruby script/server 启动Rails开发用的内置Web服务器。
3. 在浏览器中访问http://localhost:3000 ，页面会提供应用设置的有用信息和Rails相关的Web链接。特别需要注意的是，数据库连接信息在 config/database.yml 文件中， script/generate 可用于生成Models和Controllers。
生成应用的基础组件
- 生成Model
  在 rails_sample_app 目录中，执行 ruby script/generate model ExchangeRate 生成一个名为 ExchangeRate 的Model：

ruby script/generate model ExchangeRate
      exists  app/models/
      exists  test/unit/
      exists  test/fixtures/
      create  app/models/exchange_rate.rb
      create  test/unit/exchange_rate_test.rb
      create  test/fixtures/exchange_rates.yml
      create  db/migrate
      create  db/migrate/001_create_exchange_rates.rb

    生成的`app/models/exchange_rate.rb`文件内容如下：

class ExchangeRate < ActiveRecord::Base
end

    这个Model遵循Rails的命名约定，类名使用驼峰命名法，文件名使用小写字母和下划线分隔。`ExchangeRate`继承自`ActiveRecord::Base`，Active Record提供了对象 - 关系映射（ORM）功能，使类的每个实例代表数据库表中的一条记录，表名通常是类名的复数形式。

- **生成Controller**
    执行`ruby script/generate controller server_access rss html ascii yaml`生成一个名为`server_access`的Controller，并指定`rss`、`html`、`ascii`、`yaml`四种View：

ruby script/generate controller server_access rss html ascii yaml
      exists  app/controllers/
      exists  app/helpers/
      create  app/views/server_access
      exists  test/functional/
      create  app/controllers/server_access_controller.rb
      create  test/functional/server_access_controller_test.rb
      create  app/helpers/server_access_helper.rb
      create  app/views/server_access/rss.rhtml
      create  app/views/server_access/html.rhtml
      create  app/views/server_access/ascii.rhtml
      create  app/views/server_access/yaml.rhtml

    `app/controllers/server_access_controller.rb`文件内容如下：

class ServerAccessController < ApplicationController
  def rss
  end
  def html
  end
  def ascii
  end
  def yaml
  end
end

    当访问http://localhost:3000/server_access 时，可能会出现错误，因为没有指定View。默认情况下，Rails会使用`index` View，但`ServerAccessController`没有`index`方法。而访问http://localhost:3000/server_access/ascii 时，会显示对应View的内容，查看`app/views/server_access/ascii.rhtml`文件：

<h1>ServerAccess#ascii</h1>
<p>Find me in app/views/server_access/ascii.rhtml</p>

    该文件包含简单的HTML内容，告知我们Controller名称是类名，View名称是方法名，使用`#`表示实例方法。要开发真正的Rails应用，需要填充这些空类、方法和HTML文件，并连接数据库获取信息。

通过以上步骤，你已经对RubyGems和Rails有了基本的了解，并可以开始创建简单的Rails应用。后续可以进一步深入学习Rails的各种功能和API，开发出更复杂的Web应用。

以下是RubyGems安装和使用的mermaid流程图：

graph LR
    A[访问下载页面] --> B[下载RubyGems文件]
    B --> C[解压文件]
    C --> D[运行setup.rb程序]
    D --> E[查看安装版本]
    E --> F[使用gem命令]
    F --> G{命令类型}
    G -->|安装| H[gem install some_gem]
    G -->|列出本地| I[gem list --local]
    G -->|查询远程| J[gem query --remote]
    G -->|更新| K[gem update some_gem]

以下是Rails应用创建和组件生成的mermaid流程图：

graph LR
    A[创建Rails应用] --> B[进入应用目录]
    B --> C[启动开发服务器]
    C --> D[访问应用页面]
    B --> E{生成组件}
    E -->|Model| F[ruby script/generate model ModelName]
    E -->|Controller| G[ruby script/generate controller ControllerName View1 View2 ...]
    F --> H[生成Model文件和相关测试文件]
    G --> I[生成Controller文件和相关View文件]

RubyGems与Rails入门指南

6. Rails应用开发深入

在初步了解Rails应用的创建和基础组件生成后，接下来深入探讨如何进一步完善和开发Rails应用。

6.1 填充Model内容

之前生成的 ExchangeRate Model目前只是一个空壳，我们需要为其添加具体的功能。例如，为 ExchangeRate 添加属性和验证规则。打开 app/models/exchange_rate.rb 文件，修改如下：

class ExchangeRate < ActiveRecord::Base
  validates :currency_from, presence: true
  validates :currency_to, presence: true
  validates :rate, numericality: { greater_than: 0 }
end

上述代码为 ExchangeRate Model添加了验证规则，确保 currency_from 、 currency_to 属性不为空， rate 属性为大于0的数值。

6.2 完善Controller方法

对于之前生成的 server_access Controller，其方法目前为空。我们可以为 rss 方法添加一些逻辑，使其返回RSS格式的数据。修改 app/controllers/server_access_controller.rb 文件：

class ServerAccessController < ApplicationController
  def rss
    @exchange_rates = ExchangeRate.all
    respond_to do |format|
      format.rss { render layout: false }
    end
  end

  def html
    @exchange_rates = ExchangeRate.all
  end

  def ascii
    @exchange_rates = ExchangeRate.all
  end

  def yaml
    @exchange_rates = ExchangeRate.all
    respond_to do |format|
      format.yaml { render json: @exchange_rates.to_yaml }
    end
  end
end

在上述代码中，为每个方法添加了查询 ExchangeRate 数据的逻辑，并根据不同的请求格式进行响应。

6.3 优化View文件

以 app/views/server_access/rss.rhtml 文件为例，我们可以为其添加具体的RSS格式内容：

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<rss version="2.0">
  <channel>
    <title>Exchange Rates</title>
    <description>Latest exchange rates</description>
    <link>http://localhost:3000/server_access/rss</link>
    <% @exchange_rates.each do |rate| %>
      <item>
        <title><%= rate.currency_from %> to <%= rate.currency_to %></title>
        <description><%= rate.rate %></description>
        <link>http://localhost:3000/server_access/rss</link>
      </item>
    <% end %>
  </channel>
</rss>

这样，当访问 http://localhost:3000/server_access/rss 时，就会返回包含汇率信息的RSS数据。

7. 数据库迁移与数据填充

在Rails应用中，数据库迁移是管理数据库结构变化的重要方式。

7.1 创建数据库迁移文件

之前生成 ExchangeRate Model时，已经创建了一个数据库迁移文件 db/migrate/001_create_exchange_rates.rb ，内容如下：

class CreateExchangeRates < ActiveRecord::Migration[6.0]
  def change
    create_table :exchange_rates do |t|
      t.string :currency_from
      t.string :currency_to
      t.decimal :rate

      t.timestamps
    end
  end
end

该文件定义了 exchange_rates 表的结构，包含 currency_from 、 currency_to 、 rate 字段以及自动生成的 created_at 和 updated_at 字段。

7.2 执行数据库迁移

在终端中执行以下命令来创建 exchange_rates 表：

rake db:migrate

执行该命令后，Rails会根据迁移文件的定义在数据库中创建相应的表。

7.3 填充测试数据

为了方便测试应用，我们可以填充一些测试数据。在 db/seeds.rb 文件中添加以下内容：

ExchangeRate.create(currency_from: 'USD', currency_to: 'CNY', rate: 6.5)
ExchangeRate.create(currency_from: 'EUR', currency_to: 'CNY', rate: 7.8)

然后在终端中执行以下命令来填充数据：

rake db:seed

这样， exchange_rates 表中就会有两条测试数据。

8. 路由配置

Rails的路由配置决定了URL如何映射到Controller的方法。打开 config/routes.rb 文件，我们可以对路由进行配置。

Rails.application.routes.draw do
  get 'server_access/rss', to: 'server_access#rss'
  get 'server_access/html', to: 'server_access#html'
  get 'server_access/ascii', to: 'server_access#ascii'
  get 'server_access/yaml', to: 'server_access#yaml'

  root to: 'server_access#html'
end

上述代码定义了不同URL与 server_access Controller方法的映射关系，并将根路径映射到 server_access#html 方法。

9. 错误处理与调试

在开发过程中，难免会遇到各种错误。Rails提供了丰富的错误处理和调试工具。

9.1 错误页面定制

当应用出现错误时，Rails会显示默认的错误页面。我们可以定制错误页面，提高用户体验。在 public 目录下创建 404.html 和 500.html 文件，分别用于处理404和500错误。

9.2 调试技巧

在开发过程中，可以使用 byebug 进行调试。在需要调试的代码行前添加 byebug ，当程序执行到该行时会暂停，方便查看变量的值和程序的执行流程。例如：

class ServerAccessController < ApplicationController
  def html
    @exchange_rates = ExchangeRate.all
    byebug
    render 'html'
  end
end

10. 部署Rails应用

开发完成后，需要将Rails应用部署到生产环境。常见的部署方式有使用Heroku、AWS等云平台。

10.1 使用Heroku部署

注册Heroku账号 ：访问https://www.heroku.com 注册账号。
安装Heroku CLI ：根据官方文档安装Heroku命令行工具。
登录Heroku ：在终端中执行 heroku login ，按照提示登录账号。
创建Heroku应用 ：在项目根目录下执行 heroku create ，创建一个新的Heroku应用。
部署应用 ：执行 git push heroku master 将代码推送到Heroku。
执行数据库迁移 ：执行 heroku run rake db:migrate 在Heroku上执行数据库迁移。

以下是Rails应用开发流程的mermaid流程图：

graph LR
    A[创建Rails应用] --> B[生成Model和Controller]
    B --> C[填充Model内容]
    C --> D[完善Controller方法]
    D --> E[优化View文件]
    E --> F[数据库迁移与数据填充]
    F --> G[路由配置]
    G --> H[错误处理与调试]
    H --> I[部署应用]

以下是Rails应用部署到Heroku的步骤列表：
1. 注册Heroku账号
2. 安装Heroku CLI
3. 登录Heroku
4. 创建Heroku应用
5. 部署应用
6. 执行数据库迁移

通过以上步骤，你可以深入了解Rails应用的开发流程，从创建应用到部署上线。不断学习和实践，你将能够开发出功能强大、稳定的Web应用。