在有些场合，需要对Django处理的每个request都执行某段代码。 这类代码可能是在view处理之前修改传入的request，或者记录日志信息以便于调试，等等。

这类功能可以用Django的中间件框架来实现，该框架由切入到Django的request/response处理过程中的钩子集合组成。 这个轻量级低层次的plug-in系统，能用于全面的修改Django的输入和输出。

每个中间件组件都用于某个特定的功能。 如果你是顺着这本书读下来的话，你应该已经多次见到“中间件”了

• 第12章中所有的session和user工具都籍由一小簇中间件实现(例如，由中间件设定view中可见的request.session 和 request.user )。

• 第13章讨论的站点范围cache实际上也是由一个中间件实现，一旦该中间件发现与view相应的response已在缓存中，就不再调用对应的view函数。

• 第14章所介绍的 flatpages , redirects , 和 csrf 等应用也都是通过中间件组件来完成其魔法般的功能。

这一章将深入到中间件及其工作机制中，并阐述如何自行编写中间件。

什么是中间件

我们从一个简单的例子开始。

高流量的站点通常需要将Django部署在负载平衡proxy(参见第20章)之后。 这种方式将带来一些复杂性，其一就是每个request中的远程IP地址(request.META["REMOTE_IP"])将指向该负载平衡proxy，而不是发起这个request的实际IP。 负载平衡proxy处理这个问题的方法在特殊的 X-Forwarded-For 中设置实际发起请求的IP。

因此，需要一个小小的中间件来确保运行在proxy之后的站点也能够在request.META["REMOTE_ADDR"] 中得到正确的IP地址：

class SetRemoteAddrFromForwardedFor(object):
    def process_request(self, request):
        try:
            real_ip = request.META["HTTP_X_FORWARDED_FOR"]
        except KeyError:
            pass
        else:
            # HTTP_X_FORWARDED_FOR can be a comma-separated list of IPs.
            # Take just the first one.
            real_ip = real_ip.split(",")[0]
            request.META["REMOTE_ADDR"] = real_ip

(Note: Although the HTTP header is called X-Forwarded-For , Django makes it available asrequest.META["HTTP_X_FORWARDED_FOR"] . With the exception of content-length and content-type , any HTTP headers in the request are converted to request.META keys by converting all characters to uppercase, replacing any hyphens with underscores and adding an HTTP_ prefix to the name.)

一旦安装了该中间件(参见下一节)，每个request中的 X-Forwarded-For 值都会被自动插入到request.META["REMOTE_ADDR"] 中。这样，Django应用就不需要关心自己是否位于负载平衡proxy之后；简单读取 request.META["REMOTE_ADDR"] 的方式在是否有proxy的情形下都将正常工作。

实际上，为针对这个非常常见的情形，Django已将该中间件内置。 它位于 django.middleware.http 中, 下一节将给出这个中间件相关的更多细节。

安装中间件

如果按顺序阅读本书，应当已经看到涉及到中间件安装的多个示例,因为前面章节的许多例子都需要某些特定的中间件。 出于完整性考虑，下面介绍如何安装中间件。

要启用一个中间件，只需将其添加到配置模块的 MIDDLEWARE_CLASSES 元组中。 在 MIDDLEWARE_CLASSES 中，中间件组件用字符串表示： 指向中间件类名的完整Python路径。 例如，下面是 django-admin.py startproject创建的缺省 MIDDLEWARE_CLASSES :

MIDDLEWARE_CLASSES = (
    "django.middleware.common.CommonMiddleware",
    "django.contrib.sessions.middleware.SessionMiddleware",
    "django.contrib.auth.middleware.AuthenticationMiddleware",
)

Django项目的安装并不强制要求任何中间件，如果你愿意， MIDDLEWARE_CLASSES 可以为空。

这里中间件出现的顺序非常重要。 在request和view的处理阶段，Django按照 MIDDLEWARE_CLASSES 中出现的顺序来应用中间件，而在response和异常处理阶段，Django则按逆序来调用它们。 也就是说，Django将MIDDLEWARE_CLASSES 视为view函数外层的顺序包装子： 在request阶段按顺序从上到下穿过，而在response则反过来。

中间件方法

现在，我们已经知道什么是中间件和怎么安装它，下面将介绍中间件类中可以定义的所有方法。

Initializer: init(self) init(self)「初始化］

在中间件类中， init() 方法用于执行系统范围的设置。

出于性能的考虑，每个已启用的中间件在每个服务器进程中只初始化 一 次。 也就是说 init() 仅在服务进程启动的时候调用，而在针对单个request处理时并不执行。

对一个middleware而言，定义 init() 方法的通常原因是检查自身的必要性。 如果 init() 抛出异常django.core.exceptions.MiddlewareNotUsed ,则Django将从middleware栈中移出该middleware。 可以用这个机制来检查middleware依赖的软件是否存在、服务是否运行于调试模式、以及任何其它环境因素。

在中间件中定义 init() 方法时，除了标准的 self 参数之外，不应定义任何其它参数。

Request预处理函数: process_request(self, request) process_request(self, request)

这个方法的调用时机在Django接收到request之后，但仍未解析URL以确定应当运行的view之前。 Django向它传入相应的 HttpRequest 对象，以便在方法中修改。

process_request() 应当返回 None 或 HttpResponse 对象.

• 如果返回 None , Django将继续处理这个request,执行后续的中间件， 然后调用相应的view.

• 如果返回 HttpResponse 对象, Django 将不再执行 任何 其它的中间件(而无视其种类)以及相应的view。 Django将立即返回该 HttpResponse .

View预处理函数: process_view(self, request, view, args, kwargs) process_view(self, request, view, args, kwargs)

这个方法的调用时机在Django执行完request预处理函数并确定待执行的view之后，但在view函数实际执行之前。

表15-1列出了传入到这个View预处理函数的参数。

表 15-1. 传入process_view()的参数
| 参数 | 说明 |
| --- | --- |
| request | The HttpRequest object. |
| view | The Python function that Django will call to handle this request. This is the actual function object itself, not the name of the function as a string. |
| args | 将传入view的位置参数列表，但不包括request 参数(它通常是传 入view的第一个参数)|
| kwargs | 将传入view的关键字参数字典. |

Just like process_request() , process_view() should return either None or an HttpResponse object.

• If it returns None , Django will continue processing this request, executing any other middleware and then the appropriate view.

• If it returns an HttpResponse object, Django won’t bother calling any other middleware (of any type) or the appropriate view. Django will immediately return that HttpResponse .

Response后处理函数: process_response(self, request, response) process_response(self, request, response)

这个方法的调用时机在Django执行view函数并生成response之后。 Here, the processor can modify the content of a response. One obvious use case is content compression, such as gzipping of the request’s HTML.

这个方法的参数相当直观: request 是request对象，而 response 则是从view中返回的response对象。 requestis the request object, and response is the response object returned from the view.

不同可能返回 None 的request和view预处理函数, process_response() 必须 返回 HttpResponse 对象. 这个response对象可以是传入函数的那一个原始对象(通常已被修改)，也可以是全新生成的。 That response could be the original one passed into the function (possibly modified) or a brand-new one.

Exception后处理函数: process_exception(self, request, exception) process_exception(self, request, exception)

这个方法只有在request处理过程中出了问题并且view函数抛出了一个未捕获的异常时才会被调用。 这个钩子可以用来发送错误通知，将现场相关信息输出到日志文件, 或者甚至尝试从错误中自动恢复。

这个函数的参数除了一贯的 request 对象之外，还包括view函数抛出的实际的异常对象 exception 。

process_exception() 应当返回 None 或 HttpResponse 对象.

• 如果返回 None , Django将用框架内置的异常处理机制继续处理相应request。

• 如果返回 HttpResponse 对象, Django 将使用该response对象，而短路框架内置的异常处理机制。

备注

Django自带了相当数量的中间件类(将在随后章节介绍)，它们都是相当好的范例。 阅读这些代码将使你对中间件的强大有一个很好的认识。

在Djangos wiki上也可以找到大量的社区贡献的中间件范例:http://code.djangoproject.com/wiki/ContributedMiddlewarehttp://code.djangoproject.com/wiki/ContributedMiddleware

内置的中间件

Django自带若干内置中间件以处理常见问题，将从下一节开始讨论。

认证支持中间件

中间件类: django.contrib.auth.middleware.AuthenticationMiddleware .django.contrib.auth.middleware.AuthenticationMiddleware .

这个中间件激活认证支持功能. 它在每个传入的 HttpRequest 对象中添加代表当前登录用户的 request.user 属性。 It adds the request.user attribute, representing the currently logged-in user, to every incomingHttpRequest object.

完整的细节请参见第12章。

通用中间件

Middleware class: django.middleware.common.CommonMiddleware .

这个中间件为完美主义者提供了一些便利:

_禁止 `DISALLOWED_USER_AGENTS` 列表中所设置的user agent访问_ ：一旦提供，这一列表应当由已编译的正则表达式对象组成，这些对象用于匹配传入的request请求头中的user-agent域。 下面这个例子来自某个配置文件片段：

import re

DISALLOWED_USER_AGENTS = (
    re.compile(r"^OmniExplorer_Bot"),
    re.compile(r"^Googlebot")
)

请注意 import re ,因为 DISALLOWED_USER_AGENTS 要求其值为已编译的正则表达式(也就是 re.compile()的返回值)。

_依据 `APPEND_SLASH 和 PREPEND_WWW` 的设置执行URL重写_ ：如果 APPEND_SLASH 为 True , 那些尾部没有斜杠的URL将被重定向到添加了斜杠的相应URL，除非path的最末组成部分包含点号。 因此，foo.com/bar 会被重定向到 foo.com/bar/ , 但是 foo.com/bar/file.txt 将以不变形式通过。

如果 PREPEND_WWW 为 True , 那些缺少先导www.的URLs将会被重定向到含有先导www.的相应URL上。 will be redirected to the same URL with a leading www..

这两个选项都是为了规范化URL。 其后的哲学是每个URL都应且只应当存在于一处。 技术上来说，URLexample.com/bar 与 example.com/bar/ 及 www.example.com/bar/ 都互不相同。

_依据 `USE_ETAGS` 的设置处理Etag_ : ETags 是HTTP级别上按条件缓存页面的优化机制。 如果USE_ETAGS 为 True ，Django针对每个请求以MD5算法处理页面内容，从而得到Etag, 在此基础上，Django将在适当情形下处理并返回 Not Modified 回应(译注：

请注意，还有一个条件化的 GET 中间件, 处理Etags并干得更多，下面马上就会提及。

压缩中间件

中间件类 django.middleware.gzip.GZipMiddleware .

这个中间件自动为能处理gzip压缩(包括所有的现代浏览器)的浏览器自动压缩返回]内容。 这将极大地减少Web服务器所耗用的带宽。 代价是压缩页面需要一些额外的处理时间。

相对于带宽，人们一般更青睐于速度，但是如果你的情形正好相反，尽可启用这个中间件。

条件化的GET中间件

Middleware class: django.middleware.http.ConditionalGetMiddleware .

这个中间件对条件化 GET 操作提供支持。 如果response头中包括 Last-Modified 或 ETag 域，并且request头中包含 If-None-Match 或 If-Modified-Since 域，且两者一致，则该response将被response 304(Not modified)取代。 对 ETag 的支持依赖于 USE_ETAGS 配置及事先在response头中设置 ETag 域。稍前所讨论的通用中间件可用于设置response中的 ETag 域。 As discussed above, the ETag header is set by the Common middleware.

此外，它也将删除处理 HEAD request时所生成的response中的任何内容，并在所有request的response头中设置 Date 和 Content-Length 域。

反向代理支持 (X-Forwarded-For中间件)

Middleware class: django.middleware.http.SetRemoteAddrFromForwardedFor .

这是我们在 什么是中间件 这一节中所举的例子。 在 request.META["HTTP_X_FORWARDED_FOR"] 存在的前提下，它根据其值来设置 request.META["REMOTE_ADDR"] 。在站点位于某个反向代理之后的、每个request的REMOTE_ADDR 都被指向 127.0.0.1 的情形下，这一功能将非常有用。 It sets request.META["REMOTE_ADDR"]based on request.META["HTTP_X_FORWARDED_FOR"] , if the latter is set. This is useful if you’re sitting behind a reverse proxy that causes each request’s REMOTE_ADDR to be set to 127.0.0.1 .

红色警告！

这个middleware并 不 验证 HTTP_X_FORWARDED_FOR 的合法性。

如果站点并不位于自动设置 HTTP_X_FORWARDED_FOR 的反向代理之后，请不要使用这个中间件。 否则，因为任何人都能够伪造 HTTP_X_FORWARDED_FOR 值，而 REMOTE_ADDR 又是依据 HTTP_X_FORWARDED_FOR 来设置，这就意味着任何人都能够伪造IP地址。

只有当能够绝对信任 HTTP_X_FORWARDED_FOR 值得时候才能够使用这个中间件。

会话支持中间件

Middleware class: django.contrib.sessions.middleware.SessionMiddleware .

这个中间件激活会话支持功能. 细节请参见第12章。 See Chapter 14 for details.

站点缓存中间件

Middleware classes: django.middleware.cache.UpdateCacheMiddleware anddjango.middleware.cache.FetchFromCacheMiddleware .

这些中间件互相配合以缓存每个基于Django的页面。 已在第13章中详细讨论。

事务处理中间件

Middleware class: django.middleware.transaction.TransactionMiddleware .

这个中间件将数据库的 COMMIT 或 ROLLBACK 绑定到request/response处理阶段。 如果view函数成功执行，则发出 COMMIT 指令。 如果view函数抛出异常，则发出 ROLLBACK 指令。

这个中间件在栈中的顺序非常重要。 其外层的中间件模块运行在Django缺省的 保存-提交 行为模式下。 而其内层中间件(在栈中的其后位置出现)将置于与view函数一致的事务机制的控制下。

关于数据库事务处理的更多信息，请参见附录C。