Vydělávej až 160.000 Kč měsíčně! Akreditované rekvalifikační kurzy s garancí práce od 0 Kč. Více informací.
Hledáme nové posily do ITnetwork týmu. Podívej se na volné pozice a přidej se do nejagilnější firmy na trhu - Více informací.

Lekce 1 - Úvod do frameworku Flask a webových aplikací v Pythonu

Vítejte u úvodní lekce kurzu, ve kterém se naučíme vytvářet webové aplikace s frameworkem Flask pro Python. Kurz je určen pro začátečníky ve webových technologiích, předpokládá ovšem, že znáte alespoň Základy Pythonu a Objektově orientované programování v Pythonu. Budeme vytvářet dynamické webové aplikace. Začneme jednoduchou kalkulačkou a od té se dostaneme až k databázím a zkrátka všemu, co by pořádná webová aplikace měla umět.

V dnešním tutoriálu si Flask představíme a řekneme si k čemu se používá. Než začneme se samotným programováním, uděláme si obecný úvod do webových aplikací. Když se je chystáme vytvářet, měli bychom vědět jak fungují :)

Flask

Flask framework pro Python - Flask framework pro Python

Flask je webový microframework pro programovací jazyk Python, jehož vznik byl poměrně zajímavý, vznikl totiž jako aprílový žert. Vše začalo v roce 2010, kdy začaly přicházet nové microframeworky do Python komunity. Najednou přišel microframework s názvem Denied, který o sobě tvrdil, že nemá žádné požadavky a je potřeba pouze jeden .py soubor. Nebyla to úplně pravda, jelikož autor použil nástroj werkzeug (webový toolkit, na kterém je Flask založený) a Jinja2 (což je template engine, který Flask používá) a vložil je do již zmíněného jednoho souboru, který uživatel importoval a vše zázrakem fungovalo. Komunita si Denied oblíbila a tak vznikl Flask microframework.

Flask nemá žádné vlastní ORM, tedy framework pro objektovou práci s databází, a tak dává uživatelům svobodu vybrat si vlastní. Většina včetně mne preferuje SQLAlchemy. Na rozdíl od Djanga tento microframework nenabízí žádnou administraci ani takovéto vymoženosti, nikomu však nebrání stáhnout si nějakou administraci od komunity. Flask routing, který slouží pro definování adresy pro každou stránku, používá dekorátory, což mi přijde velice efektivní a Pythonistické.

Výhody webových aplikací

Není náhoda, že se většina dnešních aplikací píše pro web. Je to z toho důvodu, že webové aplikace mají oproti klasickým (desktopovým) mnoho výhod a jejich vývoj je výhodnější a také vydělají obvykle více peněz nebo přitáhnou více uživatelů.

Abychom tyto výhody a principy pochopili, udělejme si krátkou odbočku do historie a vysvětleme si, co ke vzniku webových aplikací vůbec vedlo.

Mainframy

Když se počítače poprvé dostávaly mezi lidi a do firem, byly velmi drahé. Bylo nepředstavitelné, že by měl každý zaměstnanec svůj počítač. Z toho důvodu se zakoupil jeden centrální počítač (který byl na tu dobu velmi výkonný) a k tomuto centrálnímu počítači se jednoduše řečeno připojilo několik klávesnic a monitorů. Všichni zaměstnanci pracovali současně na tomto jednom počítači, který je obsluhoval.

Kdyby se tedy např. jednalo o kancelářskou aplikaci Word, každý uživatel by měl na mainframe nějakou svou složku s dokumenty a všichni by pracovali s tím jedním Wordem, který je na mainframu nainstalovaný.

Architektura mainframu - Flask framework pro Python

Výhody této architektury jsou následující:

  • Snadná správa - Aby mohli uživatelé používat nějakou aplikaci, stačí tuto aplikaci nahrát na mainframe. V tu chvíli je přístupná všem uživatelům. To samé platí pro aktualizaci, aktualizujeme mainframe a všichni již používají novou verzi aplikace.
  • Vysoká bezpečnost - Všechna data jsou uložena v databázi na mainframu, nikoli na stanicích zaměstnanců. To samé platí o samotných aplikacích, k jejich kódu se nikdo nedostane.

Máme tu samozřejmě i nevýhody:

  • Nízký výkon a vysoká cena - Mainframe vyžaduje vysoký výkon a zpracovává úplně všechny úlohy aplikace. Jeho provoz je nákladný.

Mainframy se již téměř nepoužívají, ale dodnes ještě v některých podnicích fungují.

Desktopové aplikace

Jak se počítače začaly rozšiřovat mezi menší firmy a potom dokonce i do domácností, začala samozřejmě klesat jejich cena. Osobní počítač si již mohl dovolit každý. Mainframům odzvonilo a nebyl důvod, aby každý zaměstnanec nebo obecně uživatel neměl svojí aplikaci ve svém počítači.

Když opět použijeme náš příklad s Wordem, zde má každý uživatel své dokumenty a svůj Word ve svém počítači (desktopu).

Architektura desktopových aplikací - Flask framework pro Python

Výhody desktopových aplikací:

  • Vysoký výkon - Veškerý výkon aplikace zajišťuje klientský počítač. Někdy v tomto případě hovoříme o tzv. tlustém klientovi. Tehdy aplikace komunikuje se serverem, který se stará jen o zasílání dat a neřeší např. vykreslování formulářů, což za něj dělá právě aplikace.

Nevýhody:

  • Složitá správa - Pokud vydáme novou verzi naší aplikace, musíme zajistit, aby si každý klient aktualizoval svůj počítač. To se nám samozřejmě nepodaří a proto řešíme problémy se starými verzemi. Instalace a stahování aplikací je pro uživatele otravná.
  • Nízká bezpečnost - Jelikož je u klienta přítomná celá aplikace, může se ji snažit disassemblovat (hackovat), což není u dnešních vysokých jazyků příliš velký problém. Může nám z aplikace ukrást části zdrojových kódů nebo nějaká data.

Webové stránky

S rozšířením internetu nejprve vzniklo obrovské množství statických webových stránek. Určitě jste si nějaké webové stránky někdy zkusili vytvořit, jedná se o textový soubor, kde pomocí značek označíte určitou část jako nadpis, odstavec, obrázek a podobně. Výsledná stránka je (jak již bylo řečeno) statická. Nemůže se tedy měnit, je to pouze elektronický dokument, který můžeme jen číst.

HTML stránky (HTML je značkovací jazyk) jsou jednoduše uložené na serveru. Jakmile klient (uživatel s webovým prohlížečem) pošle požadavek na server, server mu jednoduše vrátí přesně tu stránku, co má uloženou. Této architektuře se říká klient-server.

Architektura klient-server - Flask framework pro Python

Určitě jste si všimli, že se architektura nápadně podobá mainframu. Vracíme se tedy ke kořenům a získáváme následující výhody:

  • Malá zátěž - Server pouze zasílá HTML stránky a již neřeší jejich zobrazení, ovládání klávesnice uživatele, jeho monitoru a podobně. To vše se děje na klientském počítači.
  • Snadná správa - Jakmile změníme obsah na serveru (např. přidáme nějaký dokument), uvidí ho tam okamžitě všichni uživatelé.
  • Vysoká bezpečnost - Pokud chceme zakázat přístup k nějakým dokumentům, klient se k nim prostě nemá jak dostat, jelikož jsou na serveru.

Nevýhodou je samozřejmě to, že server umí zasílat jen statické HTML stránky. Není způsob, jak serveru odeslat nějaká data a na jejich základě dostat výstup (třeba nechat na stránce vzkaz v diskuzi, hlasovat v anketě nebo zobrazit ve stránce kdo má dnes svátek).

Webové aplikace

Po obrovském rozmachu internetu a webových stránek se hledaly způsoby, jak do stránek přidávat nějakou dynamickou funkčnost. Tyto pokusy došly postupem času tak daleko, že v dnešní době jsme schopni dosáhnout toho, aby se webová stránka chovala úplně stejně, jako desktopová aplikace (třeba MS Word z desktopu je na webu dostupný jako Office 365 nebo např. přes Google Docs). Takové webové stránce se říká webová aplikace.

Webové aplikace fungují tak, že se klient zeptá serveru na určitý dokument. Na serveru ale běží program, který dokáže vygenerovat do stránky to, co uživatel požaduje. Stránka tedy na serveru již neleží, ale je dynamicky vytvářena podle toho, co uživatel chce. Právě Flask nám umožňuje takové skripty v Pythonu na serveru provozovat.

Architektura webových aplikací v Pythonu - Flask framework pro Python

Často je scénář následující:

  1. Uživatel vyťuká do prohlížeče URL adresu (třeba eshop.cz/tiskarna-epson-123) a tím pošle požadavek serveru
  2. Server zavolá Flask
  3. Flask zpracuje požadavek (zde chce uživatel vypsat informace o tiskárně). Připojí se k databázi a načte data, která chce klient. Na základě dat vygeneruje webovou HTML stránku.
  4. Hotová stránka je zaslána klientovi. Ten vidí již jen statickou webovou stránku, která však byla dynamicky vytvořená podle jeho požadavku.

Všechna data jsou v databázi a webová aplikace, zde v příkladu nějaký e-shop s IT, má rozhraní, přes které může personál jednoduše přidávat nové produkty, upravovat jejich cenu a podobně. Je vám asi jasné, že kdyby data nebyla v databázi, ale každý produkt měl svou statickou HTML stránku, tak by bylo extrémně obtížné takovou spoustu stránek spravovat. Navíc by se potom nedalo pomocí skriptu třeba hledat podle ceny, psát k produktům komentáře a podobně.

Právě jsme si tedy popsali princip dynamického webu a také jeho příklad. Jaké jsou tedy výhody webových aplikací?

  • Snadná správa - Novou verzi aplikace nahrajeme a v tom okamžiku ji používají úplně všichni.
  • Vysoká bezpečnost - Web i databáze jsou na serveru a pokud neobsahuje nějaké bezpečnostní chyby, je velmi nesnadné aplikaci ukradnout.
  • Vysoká uživatelská základna - Lidé jsou líní stahovat a instalovat. U webové aplikace jen kliknou na odkaz a již s ní pracují. Uživatelů, kteří by používali tu samou aplikaci, kdyby byla na desktopu místo na webu, by bylo podstatně méně. A právě kvůli uživatelům aplikace přeci píšeme. Ať jsou zadarmo nebo jsou placené, vždy chceme, aby je používalo co nejvíce lidí. Toto je hlavní důvod, proč se v poslední době dělá v podstatě veškerý software webový.
  • Vysoká kompatibilita - Jelikož na web přistupujeme přes webový prohlížeč, vůbec nás nezajímá operační systém klienta, naše aplikace funguje prakticky všude, dokonce i na mobilu.
  • Přetrvávají také výhody klientského počítače, tedy že server není zatěžován např. vlastním zobrazováním stránek, to dělá webový prohlížeč.

Je vidět, že webové aplikace jsou budoucnost. A kdo je umí, ten se bude mít dobře.

Jejich asi jedinou nevýhodou je, že jejich vývoj je o něco náročnější, než u aplikací desktopových. Je to z toho důvodu, že web byl zprvu navržen pro statické dokumenty a existují určitá omezení, která se musí obcházet. Nicméně technologie se stále vyvíjejí a mnoho věcí jde oproti minulosti již podstatně snadněji. Mohou za to zejména nové standardy HTML 5 a CSS 3.

Složitější webové aplikace jsou většinou ještě doplněny dalším programovacím jazykem - JavaScriptem. Ten běží v klientském počítači a zpracovává vizuální část aplikace. Zde na ITnetworku je v JavaScriptu naprogramované např. navigační menu. JavaScript slouží spíše pro takové doplňky v uživatelském rozhraní a je podstatný až u složitých webových aplikací.

To by bylo do úvodu vše.

V příští lekci, Seznámení s Flask microframeworkem, si Flask nainstalujeme a vytvoříme svou první webovou aplikaci.


 

Všechny články v sekci
Flask framework pro Python
Přeskočit článek
(nedoporučujeme)
Seznámení s Flask microframeworkem
Článek pro vás napsal MQ .
Avatar
Uživatelské hodnocení:
88 hlasů
Používám hlavně Python a zajímám se o Deep Learning a vše kolem.
Aktivity