32、Django Web应用开发实战：从日志查看器到数据库管理系统

stem5

于 2025-12-11 14:06:25 发布

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分类专栏： Python系统管理实战精要文章标签： Django Web应用 Python框架

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Django Web应用开发实战：从日志查看器到数据库管理系统

1. 引言

在当今数字化时代，Web应用无处不在，它们为人们的日常生活和工作提供了极大的便利。作为开发者，了解如何构建Web应用是一项重要的技能。而Python作为一种广泛使用的编程语言，拥有众多优秀的Web应用框架，其中Django以其强大的功能和简洁的开发方式备受青睐。本文将详细介绍Django的相关知识，并通过两个具体的示例——Apache日志查看器和简单数据库应用，带您深入了解如何使用Django构建Web应用。

2. Web应用的优势

Web应用之所以如此受欢迎，主要得益于以下几个显著优势：
- 普遍可访问性 ：一旦Web应用部署完成，任何有访问权限的用户只需在浏览器中输入相应的URL即可使用，无需额外下载和安装（除浏览器外，除非使用如Flash等浏览器插件），这为用户提供了极大的便利。
- 单边升级性 ：应用所有者可以单方面对整个用户群体进行升级，用户无需进行任何操作。不过，这需要确保升级不依赖于用户当前环境中可能不存在的功能。
- 通用部署平台 ：浏览器几乎是通用的部署平台，尽管存在一些跨浏览器兼容性问题，但在不使用特殊插件的情况下，一个在某一操作系统的浏览器中运行的Web应用，大多也能在其他操作系统的浏览器中正常运行。

对于系统管理员来说，Web应用还具有特殊的优势，它可以访问运行它的机器的文件系统和进程表，这使得Web应用成为系统、应用和用户监控及报告机制的理想解决方案。

3. Python Web应用框架选择

Python拥有众多的Web应用框架，这既是优势也是挑战。目前，TurboGears、Django、Pylons和Zope是比较主流的选择。在这些框架中，Django因其全面的功能和与本文主题的契合度，成为本文推荐的框架。

4. Django框架概述

Django是一个全栈Web应用框架，它包含模板系统、通过对象关系映射实现的数据库连接，以及用于编写应用逻辑的Python代码。Django采用了Model-View-Template（MVT）方法，类似于常见的Model-View-Controller（MVC）方法，这种方法有助于将应用的各个部分分离，提高代码的可维护性和可扩展性。

4.1 MVT与MVC对比

方法	数据库代码	业务逻辑	表示层
MVT	模型（Model）	视图（View）	模板（Template）
MVC	模型（Model）	控制器（Controller）	视图（View）

5. Apache日志查看器应用

5.1 项目和应用设置

首先，我们需要下载并安装Django。可以从http://www.djangoproject.com/ 下载代码，推荐安装开发版本。安装完成后，使用以下命令创建项目和应用：

# 创建项目
django-admin.py startproject dj_apache
# 进入项目目录
cd dj_apache
# 创建应用
django-admin.py startapp logview

创建完成后，项目和应用的目录结构如下：

dj_apache/
|-- __init__.py
|-- logview
|   |-- __init__.py
|   |-- models.py
|   `-- views.py
|-- manage.py
|-- settings.py
`-- urls.py

5.2 URL配置

接下来，我们需要配置URL映射，将不同的URL请求映射到相应的视图函数。在 urls.py 文件中添加以下代码：

from django.conf.urls.defaults import *

urlpatterns = patterns('',
    (r'^$', 'dj_apache.logview.views.list_files'),
    (r'^viewlog/(?P<sortmethod>.*?)/(?P<filename>.*?)/$', 
      'dj_apache.logview.views.view_log'),
)

5.3 视图函数实现

在 views.py 文件中实现视图函数，包括列出文件和查看日志的功能：

# Create your views here.
from django.shortcuts import render_to_response
import os
from apache_log_parser_regex import dictify_logline
import operator

log_dir = '/var/log/apache2'

def get_log_dict(logline):
    l = dictify_logline(logline)
    try:
        l['bytes_sent'] = int(l['bytes_sent'])
    except ValueError:
        bytes_sent = 0
    l['logline'] = logline
    return l

def list_files(request):
    file_list = [f for f in os.listdir(log_dir) if 
                os.path.isfile(os.path.join(log_dir, f))]
    return render_to_response('list_files.html', {'file_list': file_list})

def view_log(request, sortmethod, filename):
    logfile = open(os.path.join(log_dir, filename), 'r')
    loglines = [get_log_dict(l) for l in logfile]
    logfile.close()
    try:
        loglines.sort(key=operator.itemgetter(sortmethod))
    except KeyError:
        pass
    return render_to_response('view_logfile.html', {'loglines': loglines, 
                                                    'filename': filename})

5.4 模板创建

创建模板文件，用于显示文件列表和日志内容。
- base.html ：基础模板，设置页面的基本结构和默认内容。

<html>
    <head>
        <title>{% block title %}Apache Logviewer - File Listing{% endblock %}</title>
    </head>
    <body>
        <div><a href="/">Log Directory</a></div>
        {% block content %}Empty Content Block{% endblock %}
    </body>
</html>

list_files.html ：列出指定目录下的文件。

{% extends "base.html" %}
{% block title %}Apache Logviewer - File Listing{% endblock %}
{% block content %}
<ul>
{% for f in file_list %}
  <li><a href="/viewlog/linesort/{{ f }}/" >{{ f }}</a></li>
{% endfor %}
</ul>
{% endblock %}

view_logfile.html ：显示指定日志文件的详细内容，并支持按不同列排序。

{% extends "base.html" %}
{% block title %}Apache Logviewer - File Viewer{% endblock %}
{% block content %}
<table border="1">
    <tr>
        <td><a href="/viewlog/status/{{ filename }}/">Status</a></td>
        <td><a href="/viewlog/remote_host/{{ filename }}/">Remote Host</a></td>
        <td><a href="/viewlog/bytes_sent/{{ filename }}/">Bytes Sent</a></td>
        <td><a href="/viewlog/linesort/{{ filename }}/">Line</a></td>
    </tr>
{% for l in loglines %}
    <tr>
        <td>{{ l.status }}</td>
        <td>{{ l.remote_host }}</td>
        <td>{{ l.bytes_sent }}</td>
        <td><pre>{{ l.logline }}</pre></td>
    </tr>
{% endfor %}
</table>
{% endblock %}

5.5 应用流程

graph LR
    A[用户访问网站] --> B{URL匹配}
    B -- "/" --> C[调用list_files函数]
    C --> D[列出文件列表]
    D --> E[渲染list_files.html模板]
    B -- "/viewlog/.../" --> F[调用view_log函数]
    F --> G[打开日志文件]
    G --> H[解析日志行]
    H --> I[按指定方法排序]
    I --> J[渲染view_logfile.html模板]

这个简单的Web应用通过Django实现了Apache日志文件的查看和排序功能。不过，该应用还有很多可以改进的地方，如支持反向排序、根据特定条件过滤日志行等，这些都可以作为进一步的练习。

6. 简单数据库应用

6.1 项目和应用创建

我们将创建一个计算机系统的库存管理应用，同样使用Django来实现。首先，按照以下步骤创建项目和应用：

# 创建项目
django-admin startproject sysmanage
# 进入项目目录
cd sysmanage
# 创建应用
django-admin startapp inventory

创建完成后，目录结构如下：

sysmanage/
|-- __init__.py
|-- inventory
|   |-- __init__.py
|   |-- models.py
|   `-- views.py
|-- manage.py
|-- settings.py
`-- urls.py

6.2 数据库配置

对于测试或开发阶段，SQLite是一个不错的选择。我们需要在 settings.py 文件中进行如下配置：

import os

# 数据库引擎
DATABASE_ENGINE = 'sqlite3'
# 数据库文件路径
DATABASE_NAME = os.path.join(os.path.dirname(__file__), 'dev.db')

同时，在 settings.py 中添加需要安装的应用：

INSTALLED_APPS = (
    'django.contrib.admin',
    'django.contrib.auth',
    'django.contrib.contenttypes',
    'django.contrib.sessions',
    'django.contrib.sites',
    'sysmanage.inventory',
)

6.3 URL配置

在 urls.py 文件中添加URL映射，包括管理界面和自定义视图的映射：

from django.conf.urls.defaults import *

urlpatterns = patterns('',
    # 管理界面
    (r'^admin/', include('django.contrib.admin.urls')),
    (r'^$', 'sysmanage.inventory.views.main'),
    (r'^categorized/(?P<category>.*?)/(?P<category_id>.*?)/$', 
            'sysmanage.inventory.views.categorized'),
    (r'^server_detail/(?P<server_id>.*?)/$', 
            'sysmanage.inventory.views.server_detail'),
)

6.4 数据库模型定义

在 models.py 文件中定义数据库模型，包括操作系统、服务、硬件组件、服务器和IP地址等：

from django.db import models

# 操作系统模型
class OperatingSystem(models.Model):
    name = models.CharField(max_length=50)
    description = models.TextField(blank=True, null=True)
    def __str__(self):
        return self.name
    class Admin:
        pass

# 服务模型
class Service(models.Model):
    name = models.CharField(max_length=50)
    description = models.TextField(blank=True, null=True)
    def __str__(self):
        return self.name
    class Admin:
        pass

# 硬件组件模型
class HardwareComponent(models.Model):
    manufacturer = models.CharField(max_length=50)
    # 类型包括显卡、网卡等
    type = models.CharField(max_length=50)
    model = models.CharField(max_length=50, blank=True, null=True)
    vendor_part_number = models.CharField(max_length=50, blank=True, null=True)
    description = models.TextField(blank=True, null=True)
    def __str__(self):
        return self.manufacturer
    class Admin:
        pass

# 服务器模型
class Server(models.Model):
    name = models.CharField(max_length=50)
    description = models.TextField(blank=True, null=True)
    os = models.ForeignKey(OperatingSystem)
    services = models.ManyToManyField(Service)
    hardware_component = models.ManyToManyField(HardwareComponent)
    def __str__(self):
        return self.name
    class Admin:
        pass

# IP地址模型
class IPAddress(models.Model):
    address = models.TextField(blank=True, null=True)
    server = models.ForeignKey(Server)
    def __str__(self):
        return self.address
    class Admin:
        pass

6.5 数据库创建

在项目目录下运行以下命令创建数据库表：

python manage.py syncdb

运行该命令后，Django会提示创建超级用户，按照提示输入相关信息即可。

6.6 启动开发服务器

运行以下命令启动Django开发服务器：

python manage.py runserver 0.0.0.0:8080

6.7 视图函数实现

在 views.py 文件中实现视图函数：

# Create your views here.
from django.shortcuts import render_to_response
import models

def main(request):
    os_list = models.OperatingSystem.objects.all()
    svc_list = models.Service.objects.all()
    hardware_list = models.HardwareComponent.objects.all()
    return render_to_response('main.html', {'os_list': os_list, 
            'svc_list': svc_list, 'hardware_list': hardware_list})

def categorized(request, category, category_id):
    category_dict = {'os': 'Operating System', 
        'svc': 'Service', 'hw': 'Hardware'}
    if category == 'os':
        server_list = models.Server.objects.filter(os__exact=category_id)
        category_name = models.OperatingSystem.objects.get(id=category_id)
    elif category == 'svc':
        server_list = \
            models.Server.objects.filter(services__exact=category_id)
        category_name = models.Service.objects.get(id=category_id)
    elif category == 'hw':
        server_list = \
            models.Server.objects.filter(hardware_component__exact=category_id)
        category_name = models.HardwareComponent.objects.get(id=category_id)
    else:
        server_list = []
    return render_to_response('categorized.html', {'server_list': server_list, 
        'category': category_dict[category], 'category_name': category_name})

def server_detail(request, server_id):
    server = models.Server.objects.get(id=server_id)
    return render_to_response('server_detail.html', {'server': server})

6.8 模板创建

创建模板文件用于显示不同页面的内容：
- main.html ：显示操作系统、服务和硬件组件的列表。

{% extends "base.html" %}
{% block title %}Server Inventory Category View{% endblock %}
{% block content %}
<div>
    <h2>Operating Systems</h2>
    <ul>
    {% for o in os_list %}
      <li><a href="/categorized/os/{{ o.id }}/" >{{ o.name }}</a></li>
    {% endfor %}
    </ul>
</div>
<div>
    <h2>Services</h2>
    <ul>
    {% for s in svc_list %}
      <li><a href="/categorized/svc/{{ s.id }}/" >{{ s.name }}</a></li>
    {% endfor %}
    </ul>
</div>
<div>
    <h2>Hardware Components</h2>
    <ul>
    {% for h in hardware_list %}
      <li><a href="/categorized/hw/{{ h.id }}/" >{{ h.manufacturer }}</a></li>
    {% endfor %}
    </ul>
</div>
{% endblock %}

categorized.html ：显示特定类别下的服务器列表。

{% extends "base.html" %}
{% block title %}Server List{% endblock %}
{% block content %}
<h1>{{ category }}::{{ category_name }}</h1>
<div>
    <ul>
    {% for s in server_list %}
      <li><a href="/server_detail/{{ s.id }}/" >{{ s.name }}</a></li>
    {% endfor %}
    </ul>
</div>
{% endblock %}

server_detail.html ：显示服务器的详细信息。

{% extends "base.html" %}
{% block title %}Server Detail{% endblock %}
{% block content %}
<div>
    Name: {{ server.name }}
</div>
<div>
    Description: {{ server.description }}
</div>
<div>
    OS: {{ server.os.name }}
</div>
<div>
    <div>Services:</div>
    <ul>
    {% for service in server.services.all %}
        <li>{{ service.name }}</li>
    {% endfor %}
    </ul>
</div>
<div>
    <div>Hardware:</div>
    <ul>
    {% for hw in server.hardware_component.all %}
        <li>{{ hw.manufacturer }} {{ hw.type }} {{ hw.model }}</li>
    {% endfor %}
    </ul>
</div>
<div>
    <div>IP Addresses:</div>
    <ul>
    {% for ip in server.ipaddress_set.all %}
        <li>{{ ip.address }}</li>
    {% endfor %}
    </ul>
</div>
{% endblock %}

6.9 应用流程

graph LR
    A[用户访问网站] --> B{URL匹配}
    B -- "/" --> C[调用main函数]
    C --> D[获取操作系统、服务和硬件组件列表]
    D --> E[渲染main.html模板]
    B -- "/categorized/.../" --> F[调用categorized函数]
    F --> G[根据类别查询服务器列表]
    G --> H[渲染categorized.html模板]
    B -- "/server_detail/.../" --> I[调用server_detail函数]
    I --> J[获取服务器详细信息]
    J --> K[渲染server_detail.html模板]

7. 总结

通过以上两个示例，我们深入了解了如何使用Django构建Web应用。从简单的Apache日志查看器到具有数据库交互功能的库存管理应用，Django展示了其强大的功能和便捷的开发方式。它不仅提供了丰富的内置功能，如管理界面、对象关系映射等，还支持通过自定义视图和模板来满足不同的业务需求。希望本文能帮助您更好地掌握Django的使用，开启您的Web应用开发之旅。