Django中间件的介绍和使用

中间件是 Django 用来处理请求和响应的钩子框架。它是一个轻量级的、底层级的“插件”系统，用于全局性地控制Django 的输入或输出，可以理解为内置的app或者小框架。

在django.core.handlers.base模块中定义了如何接入中间件，这也是学习Django源码的入口之一。

每个中间件组件负责实现一些特定的功能。例如，Django 包含一个中间件组件 AuthenticationMiddleware，它使用会话机制将用户与请求request关联起来。

中间件可以放在你的工程的任何地方，并以Python路径的方式进行访问。

Django 具有一些内置的中间件，并自动开启了其中的一部分，我们可以根据自己的需要进行调整。

一、如何启用中间件

若要启用中间件组件，请将其添加到 Django 配置文件settings.py的 MIDDLEWARE 配置项列表中。

在 MIDDLEWARE 中，中间件由字符串表示。这个字符串以圆点分隔，指向中间件工厂的类或函数名的完整 Python 路径。下面是使用 django-admin startproject命令创建工程后，默认的中间件配置：

MIDDLEWARE = [
    'django.middleware.security.SecurityMiddleware',
    'django.contrib.sessions.middleware.SessionMiddleware',
    'django.middleware.common.CommonMiddleware',
    'django.middleware.csrf.CsrfViewMiddleware',
    'django.contrib.auth.middleware.AuthenticationMiddleware',
    'django.contrib.messages.middleware.MessageMiddleware',
    'django.middleware.clickjacking.XFrameOptionsMiddleware',
]

实际上在Django中可以不使用任何中间件，如果你愿意的话，MIDDLEWARE 配置项可以为空。但是强烈建议至少使用 CommonMiddleware。而笔者的建议是保持默认的配置，这有助于你提高网站的安全性。

二、中间件最关键的顺序问题

MIDDLEWARE 的顺序很重要，具有先后关系，因为有些中间件会依赖其他中间件。例如： AuthenticationMiddleware 需要在会话中间件中存储的经过身份验证的用户信息，因此它必须在 SessionMiddleware 后面运行。

在请求阶段，调用视图之前，Django 按照定义的顺序执行中间件 MIDDLEWARE，自顶向下。

你可以把它想象成一个洋葱：每个中间件类都是一个“皮层”，它包裹起了洋葱的核心--实际业务视图。如果请求通过了洋葱的所有中间件层，一直到内核的视图，那么响应将在返回的过程中以相反的顺序再通过每个中间件层，最终返回给用户。

如果某个层的执行过程认为当前的请求应该被拒绝，或者发生了某些错误，导致短路，直接返回了一个响应，那么剩下的中间件以及核心的视图函数都不会被执行。

三、Django内置的中间件

Django内置了下面这些中间件，满足了我们一般的需求：

Cache

缓存中间件

如果启用了该中间件，Django会以CACHE_MIDDLEWARE_SECONDS 配置的参数进行全站级别的缓存。

Common

通用中间件

该中间件为我们提供了一些便利的功能：

禁止DISALLOWED_USER_AGENTS中的用户代理访问服务器

自动为URL添加斜杠后缀和www前缀功能。如果配置项 APPEND_SLASH 为True ，并且访问的URL 没有斜杠后缀，在URLconf中没有匹配成功，将自动添加斜杠，然后再次匹配，如果匹配成功，就跳转到对应的url。 PREPEND_WWW 的功能类似。

为非流式响应设置Content-Length头部信息。

作为展示的例子，这里额外贴出它的源代码，位于django.middleware.common模块中，比较简单，很容易读懂和理解：

class CommonMiddleware(MiddlewareMixin):
    """    去掉了doc    """
    response_redirect_class = HttpResponsePermanentRedirect

    def process_request(self, request):
        # Check for denied User-Agents
        if 'HTTP_USER_AGENT' in request.META:
            for user_agent_regex in settings.DISALLOWED_USER_AGENTS:
                if user_agent_regex.search(request.META['HTTP_USER_AGENT']):
                    raise PermissionDenied('Forbidden user agent')

        # Check for a redirect based on settings.PREPEND_WWW
        host = request.get_host()
        must_prepend = settings.PREPEND_WWW and host and not host.startswith('www.')
        redirect_url = ('%s://www.%s' % (request.scheme, host)) if must_prepend else ''

        # Check if a slash should be appended
        if self.should_redirect_with_slash(request):
            path = self.get_full_path_with_slash(request)
        else:
            path = request.get_full_path()

        # Return a redirect if necessary
        if redirect_url or path != request.get_full_path():
            redirect_url += path
            return self.response_redirect_class(redirect_url)

    def should_redirect_with_slash(self, request):

        if settings.APPEND_SLASH and not request.path_info.endswith('/'):
            urlconf = getattr(request, 'urlconf', None)
            return (
                not is_valid_path(request.path_info, urlconf) and
                is_valid_path('%s/' % request.path_info, urlconf)
            )
        return False

    def get_full_path_with_slash(self, request):

        new_path = request.get_full_path(force_append_slash=True)
        if settings.DEBUG and request.method in ('POST', 'PUT', 'PATCH'):
            raise RuntimeError(
                "You called this URL via %(method)s, but the URL doesn't end "
                "in a slash and you have APPEND_SLASH set. Django can't "
                "redirect to the slash URL while maintaining %(method)s data. "
                "Change your form to point to %(url)s (note the trailing "
                "slash), or set APPEND_SLASH=False in your Django settings." % {
                    'method': request.method,
                    'url': request.get_host() + new_path,
                }
            )
        return new_path

    def process_response(self, request, response):
        # If the given URL is "Not Found", then check if we should redirect to
        # a path with a slash appended.
        if response.status_code == 404:
            if self.should_redirect_with_slash(request):
                return self.response_redirect_class(self.get_full_path_with_slash(request))

        if settings.USE_ETAGS and self.needs_etag(response):
            warnings.warn(
                "The USE_ETAGS setting is deprecated in favor of "
                "ConditionalGetMiddleware which sets the ETag regardless of "
                "the setting. CommonMiddleware won't do ETag processing in "
                "Django 2.1.",
                RemovedInDjango21Warning
            )
            if not response.has_header('ETag'):
                set_response_etag(response)

            if response.has_header('ETag'):
                return get_conditional_response(
                    request,
                    etag=response['ETag'],
                    response=response,
                )
        # Add the Content-Length header to non-streaming responses if not
        # already set.
        if not response.streaming and not response.has_header('Content-Length'):
            response['Content-Length'] = str(len(response.content))

        return response

    def needs_etag(self, response):
        """Return True if an ETag header should be added to response."""
        cache_control_headers = cc_delim_re.split(response.get('Cache-Control', ''))
        return all(header.lower() != 'no-store' for header in cache_control_headers)