Django REST Framework(一) Serializer和ModelSerializer

REST Framework概述

Django REST framework是一套基于Django的REST框架，是一个用于构建Web API的功能强大且灵活的工具包。

1.RESTful 简述
Representational State Transfer(REST)，是一种架构样式，定义了一套用于创建WEB服务的约束。当前WEB开发趋势就是前端层出不穷，为了保证一个后台同时适用于多个前端，需要一种统一的机制或API，而RESTful API是目前前后端分离的最佳实践。

2.为什么需要前后端分离？
--PC,APP,Pad 等多端适应；
--SPA开发模式流行(Single Page web Application);
--使得前后端开发职责清楚，提高开发效率高；
--避免了开发语言和模板语言的高度耦合和开发语言之间的依赖；

3.RESTful API特点
--轻量，直接通过HTTP协议，不需要额外的协议；
--面向资源，每一个URL代表一种资源，具有自解释性；
--数据描述简单，一般通过JSON、xml做数据通信；
--客户端根据不同的请求，通过不同的HTTP方法(get、post、delete、put)，对服务器资源进行操作。

4.为什么要使用Django REST 框架而不是Django？
虽然Django中可以通过DTL(Django Template Language)来实现PC端的显示，但却无法支持如Android端、ios端。而且Django只能依赖DTL实现PC端的显示。

要实现一套后台适应多个前端，就必须使用前后端分离技术，因此就要使用RESTful API，而Django REST框架正是基于Django的RESTful API。

安装Django REST Framework

1.通过如下命令安装REST 框架：

$ pip install djangorestframework

2.如果没有安装Python，则需要安装Python和Django：

$ sudo apt-get install python3.6
$ sudo apt-get install python3-pip
$ pip install Django

序列化和反序列化

序列化，是指将复杂的QuerySet和Model类型转换成Python基本数据类型，从而将这些基本数据类型以JSON的形式响应给客户端。

反序列化则和序列化相反，是指将Http请求中传入的JSON数据转换成复杂的数据类型，从而保存在数据库中。

1.在REST Framework中，提供了多个用于序列化操作的类，但常用的也就如下两个：

Serializer:进行序列化基本的类；

ModelSerializer:继承于Serializer，内部实现了通用的序列化逻辑，其中包含了与Model字段对应的字段，可以快速对Model进行序列化。

2.使用时需要导入对应模块：

from rest_framework import serializers

Serializer

1.Serializer进行序列化的基本格式如下：

from rest_framework import serializers
 
class CommentSerializer(serializers.Serializer):
    # 指定要序列化的字段
    email = serializers.EmailField()
    content = serializers.CharField(max_length=200)
    created = serializers.DateTimeField()
    # 用于反序列化时创建一个Model实例
    def create(self, validated_data):
        return Comment(**validated_data)
    # 用于反序列化时更新一个Model实例
    def update(self, instance, validated_data):
       # ...
       instance.email = validated_data.get('email',instance=emial)
       # ...
       return instance

2.接下来我们看看在REST框架中如何对一个Model进行序列化操作

Step1.创建一个model:

from django.db import models
 
class Student(models.Model):
    name = models.CharField(max_length=40)
    age = models.IntegerField()
    number = models.IntegerField(unique=True)
    date = models.DateField()

Step2.创建对该Model进行序列化的类：

在app/下创建serializer.py文件

from rest_framework import serializers
from .models import Student
 
class StudentSerializer(serializers.Serializer):
    # 定义要序列化的字段
    name = serializers.CharField(read_only=True)
    age = serializers.IntegerField(read_only=True)
    number = serializers.IntegerField(read_only=True)
    date = serializers.DateField(read_only=True)
 
    # 在反序列化时，当save()调用时生成一个Student对象
    def create(self, validated_data):
        # 会将生成的实例保存到数据库
        return Student.objects.create(**validated_data)
 
    # 在反序列化时，当save()调用时更新Student对象
    def update(self, instance, validated_data):
 
        instance.name = validated_data.get('name', instance.name)
        instance.age = validated_data.get('age', instance.age)
        instance.number = validated_data.get('number', instance.number)
        instance.date = validated_data.get('date', instance.date)
        instance.save()  #确保保存在数据库
        return instance

3.这个序列化类中有两部分：

1.定义了要进行序列化的字段；这些字段负责将Python类型转换成JSON类型，即序列化的过程；
2.定义了当serializer.save()时用于生成Model对象的create()和update()方法，这两方法负责将JSON类型的数据转换成Python类型的数据，即反序列化的过程。
整个序列化类的实现就这么简单，接下来我们还需要对这个序列化类进行测试。

测试Serializer有两种方式，一种是在Django Shell下进行测试，还有一种就是直接创建一个View，通过http请求进行测试，如果掌握了如何创建view，那么请直接在View中进行吧！

Step3.在Django shell下进行序列化测试：
使用python manage.py shell进入Django Shell中：

>>> from Students.models import Student  # 导入对应module
>>> from Students.serializers import StudentSerializer
>>> stu = Student(name='zhangsan',age=21,number=1,date='2018-4-23') ＃创建一个Model实例
>>> stu.save()　　　＃　将该实例存入数据库
>>> serializer = StudentSerializer(stu)　　　＃进行序列化
>>> serializer.data　　＃　查看序列化后的结果
{'name': 'zhangsan', 'age': 21, 'number': 1, 'date': '2018-4-23'}

现在将Student实例转换成了Python中的dict类型，接下来将dict类型转换为JSON数据：

>>> from rest_framework.renderers import  JSONRenderer  #JSONRenderer将数据渲染称JSON格式
>>> content = JSONRenderer().render(serializer.data)
>>> content
b'{"name":"zhangsan","age":21,"number":1,"date":"2018-4-23"}'
>>> 

反序列化类似，第一步是将JSON形式数据转换为流的形式，并将流数据转化为python本地数据类型:

>>> from django.utils.six import BytesIO
>>> from rest_framework.parsers import JSONParser
>>> stream = BytesIO(content)  # 将JSON数据转换为流的形式
>>> data = JSONParser().parse(stream) # JSONParser将解析流中的JSON数据，得到Python的类型数据
>>> data
{'name': 'zhangsan', 'age': 21, 'number': 1, 'date': '2018-4-23'}  # 一个dict类型的数据
>>> 

然后将Python本地类型转换为实例，保存在数据库中：

>>> serializer = StudentSerializer(data=data)
>>> serializer.is_valid（）  # 验证是否有效
>>> True
>>> serializer.save()   # 将保存在数据库中

该例中是序列化了一个Model对象，如果要序列化由Model.objects.all()返回的一个QuerySet实例，在设置serializer时添加一个参数：

>>> serializer = StudentSerializer(Student.objects.all(), many=True)
>>> serializer.data
>>> 

虽然这种方式略显麻烦，但对于初学者来说，掌握Django shell还是很有用的。 
如果对View相关知识了解，那么可以非常方便的在View中通过Http请求进行验证，如下是通过GET请求和POST请求用于验证Serializer：

from rest_framework import views
from rest_framework.response import Response
from rest_framework import status
from . import models
from .serializers import StudentSerializer
# Create your views here.
 
class show(views.APIView):
 
    def get(self, request):
        """
        get方法处理GET请求
        """
        try:
            Student = models.Student.objects.all()
            # Student是一个QuerySet，而不是一个Model对象，因此需要设置many=True
            serializer = StudentSerializer(Student, many=True)
            return Response(serializer.data, status=status.HTTP_200_OK)
        except Student.DoesNotExist:
            return Response(serializer.data, status=status.HTTP_404_NOT_FOUND)
 
    def post(self, request):
        """
        post方法处理POST请求
        """
        # request.data是请求体中经过解析后的数据
        serializer = StudentSerializer(data=request.data)
        if serializer.is_valid(): # 检验是否有效
            serializer.save() # 将会调用Serializer中的create()，并保存在数据库中
            # serializer.data是序列化后的原始数据
            # rest_framework.status中定义了常见返回值，如404,200...
            return Response(serializer.data, status=status.HTTP_201_CREATED)
 
        return Response(serializer.errors, status=status.HTTP_400_BAD_REQUEST)

Serializer的方法和属性

1.save()

在调用serializer.save()时，会创建或者更新一个Model实例(调用create()或update()创建)，具体根据序列化类的实现而定，如：

# .save() will create a new instance.
serializer = StudentSerializer(data=data)
 
# .save() will update the existing `comment` instance.
serializer = StudentSerializer(comment, data=data)

2.create()、update()

Serializer中的create()和update()方法用于创建生成一个Model实例，在使用Serializer时，如果要保存反序列化后的实例到数据库，则必须要实现这两方法之一，生成的实例则作为save()返回值返回。方法属性validated_data表示校验的传入数据。

3. is_valid()

当反序列化时，在调用Serializer.save()之前必须要使用is_valid()方法进行校验，如果校验成功返回True，失败则返回False，同时会将错误信息保存到serializer.errors属性中。

4.data

serializer.data中保存了序列化后的数据。

5.errors

当serializer.is_valid()进行校验后，如果校验失败，则将错误信息保存到serializer.errors属性中。

Serializer中的Field

在定义Model时，我们通过models.<FieldName>获取了各种不同的字段，作为数据库中表的一个列。而在Serializer中，也需要通过`serializers.<FieldName>的形式获取对应Model的字段，用来在JSON数据和Python数据类型之间进行转换，此外还可以根据Field中传入的属性进行校验、设置默认值。以下对常用Serializer的Field进行整理。

使用时，需要导入所在模块：

from rest_framework import serializers

1.CharField

对应models.CharField,同时如果指定长度，还会负责校验文本长度。

max_length:最大长度；
min_length:最小长度；
allow_blank=True:表示允许将空串做为有效值，默认False；

2.EmailField

对应models.EmailField,验证是否是有效email地址。

3.IntegerField

对应models.IntegerField,代表整数类型

4.FloatField

对应models.FloatField,代表浮点数类型

5.DateTimeField

对应models.DateTimeField,代表时间和日期类型。

format='YYYY-MM-DD hh:mm':指定datetime输出格式，默认为DATETIME_FORMAT值。
需要注意，如果在 ModelSerializer 和HyperlinkedModelSerializer中如果models.DateTimeField带有auto_now=True或者auto_add_now=True，则对应的serializers.DateTimeField中将默认使用属性read_only=True,如果不想使用此行为，需要显示对该字段进行声明：

class CommentSerializer(serializers.ModelSerializer):
    created = serializers.DateTimeField()
 
    class Meta:
        model = Comment

6.FileField

对应models.FileField，代表一个文件，负责文件校验。

max_length:文件名最大长度；
allow_empty_file：是否允许为空文件；

7.ImageField
对应models.ImageField，代表一个图片，负责校验图片格式是否正确。

max_length:图片名最大长度；
allow_empty_file：是否允许为空文件

如果要进行图片处理，推荐安装Pillow: pip install Pillow

8.HiddenField

这是serializers中特有的Field，它不根据用户提交获取值，而是从默认值或可调用的值中获取其值。一种常见的使用场景就是在Model中存在user_id作为外键，在用户提交时，不允许提交user_id,但user_id在定义Model时又是必须字段，这种情况下就可以使用HiddenField提供一个默认值：

class LeavingMessageSerializer(serializers.Serializer):
 
    user = serializers.HiddenField(
        default=serializers.CurrentUserDefault()
    )

serializers.Field中的公共参数

所谓公共参数，是指对于所有的serializers.<FieldName>都可以接受的参数。以下是常见的一些公共参数。

1.read_only

read_only=True表示该字段为只读字段，即对应字段只用于序列化时(输出)，而在反序列化时(创建对象)不使用该字段。默认值为False

2.write_only

write_only=True表示该字段为只写字段，和read_only相反，即对应字段只用于更新或创建新的Model时，而在序列化时不使用，即不会输出给用户。默认值为False。

3.required
required=False表示对应字段在反序列化时是非必需的。在正常情况下，如果反序列化时缺少字段，则会抛出异常。默认值为True。

4.default
给字段指定一个默认值。需要注意，如果字段设置了default，则隐式地表示该字段已包含required=False，如果同时指定default和required，则会抛出异常。

5.allow_null
allow_null=True表示在序列化时允许None作为有效值。需要注意，如果没有显式使用default参数，则当指定allow_null=True时，在序列化过程中将会默认default=None,但并不会在反序列化时也默认。

6.validators
一个应用于传入字段的验证函数列表，如果验证失败，会引发验证错误，否则直接是返回，用于验证字段，如：

 username = serializers.CharField(max_length=16, required=True, label='用户名',
                                     validators=[validators.UniqueValidator(queryset=User.objects.all(),message='用户已经存在')])

7.error_message

验证时错误码和错误信息的一个dict，可以指定一些验证字段时的错误信息，如：

    mobile= serializers.CharField(max_length=4, required=True, write_only=True, min_length=4,
                                 label='电话', error_messages={
                                    'blank': '请输入验证码',
                                    'required': '该字段必填项',
                                    'max_length': '验证码格式错误',
                                    'min_length': '验证码格式错误',
                                })

8.style

一个键值对，用于控制字段如何渲染，最常用于对密码进行密文输入，如：

    password = serializers.CharField(max_length=16, min_length=6, required=True, label='密码',
                                     error_messages={
                                         'blank': '请输入密码',
                                         'required': '该字段必填',
                                         'max_length': '密码长度不超过16',
                                         'min_length': '密码长度不小于6',
 
                                     },
                                     style={'input_type': 'password'}, write_only=True)

9.label

一个简短的文本字串，用来描述该字段。

10.help_text

一个文本字串，可用作HTML表单字段或其他描述性元素中字段的描述。

ModelSerializers

ModelSerializers继承于Serializer，相比其父类，ModelSerializer自动实现了以下三个步骤：

1.根据指定的Model自动检测并生成序列化的字段，不需要提前定义；
2.自动为序列化生成校验器；
3.自动实现了create()方法和update()方法。

1.使用ModelSerializer方式如下：

class StudentSerializer(serializers.ModelSerializer):
    class Meta:
        # 指定一个Model，自动检测序列化的字段
        model = StudentSerializer
        fields = ('id', 'name', 'age', 'birthday')

相比于Serializer，可以说是简单了不少，当然，有时根据项目要求，可能也会在ModelSerializer中显示声明字段，这些在后面总结。

model

该属性指定一个Model类，ModelSerializer会根据提供的Model类自动检测出需要序列化的字段。默认情况下，所有Model类中的字段将会映射到ModelSerializer类中相应的字段。

fields
如果不希望对Model中所有的字符进行序列化，可以在fields属性中显示指定要进行序列化的字段。