Django 之验证和授权

一、验证和授权概述

Django有一个内置的授权系统。他用来处理用户、分组、权限以及基于cookie的会话系统。Django的授权系统包括验证和授权两个部分。验证是验证这个用户是否是他声称的人（比如用户名和密码验证，角色验证），授权是给与他相应的权限。Django内置的权限系统包括以下方面：

1. 用户。
2. 权限。
3. 分组。
4. 一个可以配置的密码哈希系统。
5. 一个可插拔的后台管理系统。

使用授权系统：

默认中创建完一个django项目后，其实就已经集成了授权系统。那哪些部分是跟授权系统相关的配置呢。以下做一个简单列表：

INSTALLED_APPS：

1. django.contrib.auth：包含了一个核心授权框架，以及大部分的模型定义。
2. django.contrib.contenttypes：Content Type系统，可以用来关联模型和权限。

中间件：

1. SessionMiddleware：用来管理session。
2. AuthenticationMiddleware：用来处理和当前session相关联的用户。

二、用户对象

User模型

User模型是这个框架的核心部分。他的完整的路径是在django.contrib.auth.models.User。以下对这个User对象做一个简单了解：

字段：

内置的User模型拥有以下的字段：

1. username： 用户名。150个字符以内。可以包含数字和英文字符，以及_、@、+、.和-字符。不能为空，且必须唯一！
2. first_name：歪果仁的first_name，在30个字符以内。可以为空。
3. last_name：歪果仁的last_name，在150个字符以内。可以为空。
4. email：邮箱。可以为空。
5. password：密码。经过哈希过后的密码。
6. groups：分组。一个用户可以属于多个分组，一个分组可以拥有多个用户。groups这个字段是跟Group的一个多对多的关系。
7. user_permissions：权限。一个用户可以拥有多个权限，一个权限可以被多个用户所有用。和Permission属于一种多对多的关系。
8. is_staff：是否可以进入到admin的站点。代表是否是员工。
9. is_active：是否是可用的。对于一些想要删除账号的数据，我们设置这个值为False就可以了，而不是真正的从数据库中删除。
10. is_superuser：是否是超级管理员。如果是超级管理员，那么拥有整个网站的所有权限。
11. last_login：上次登录的时间。
12. date_joined：账号创建的时间。

User模型的基本用法：

创建用户：

通过create_user方法可以快速的创建用户。这个方法必须要传递username、email、password。示例代码如下：

from django.contrib.auth.models import User
user = User.objects.create_user('zhiliao','hynever@zhiliao.com','111111')
# 此时user对象已经存储到数据库中了。当然你还可以继续使用user对象进行一些修改
user.last_name = 'abc'
user.save()

创建超级用户：

创建超级用户有两种方式。第一种是使用代码的方式。用代码创建超级用户跟创建普通用户非常的类似，只不过是使用create_superuser。示例代码如下：

from django.contrib.auth.models import User
User.objects.create_superuser('admin','admin@163.com','111111')

也可以通过命令行的方式。命令如下：

python manage.py createsuperuser

后面就会提示你输入用户名、邮箱以及密码。

修改密码：

因为密码是需要经过加密后才能存储进去的。所以如果想要修改密码，不能直接修改password字段，而需要通过调用set_password来达到修改密码的目的。示例代码如下：

from django.contrib.auth.models import User
user = User.objects.get(pk=1)
user.set_password('新的密码')
user.save()

登录验证：

Django的验证系统已经帮我们实现了登录验证的功能。通过django.contrib.auth.authenticate即可实现。这个方法只能通过username和password来进行验证。示例代码如下：

from django.contrib.auth import authenticate
user = authenticate(username='zhiliao', password='111111')
# 如果验证通过了，那么就会返回一个user对象。
if user is not None:
    # 执行验证通过后的代码
else:
    # 执行验证没有通过的代码。

扩展用户模型：

Django内置的User模型虽然已经足够强大了。但是有时候还是不能满足我们的需求。比如在验证用户登录的时候，他用的是用户名作为验证，而我们有时候需要通过手机号码或者邮箱来进行验证。还有比如我们想要增加一些新的字段。那么这时候我们就需要扩展用户模型了。扩展用户模型有多种方式。这里我们来一一讨论下。

1. 设置Proxy模型：

如果你对Django提供的字段，以及验证的方法都比较满意，没有什么需要改的。但是只是需要在他原有的基础之上增加一些操作的方法。那么建议使用这种方式。示例代码如下：

class Person(User):
    class Meta:
        proxy = True

    def get_blacklist(self):
        return self.objects.filter(is_active=False)

在以上，我们定义了一个Person类，让他继承自User，并且在Meta中设置proxy=True，说明这个只是User的一个代理模型。他并不会影响原来User模型在数据库中表的结构。以后如果你想方便的获取所有黑名单的人，那么你就可以通过Person.get_blacklist()就可以获取到。并且User.objects.all()和Person.objects.all()其实是等价的。因为他们都是从User这个模型中获取所有的数据。

2. 一对一外键：

如果你对用户验证方法authenticate没有其他要求，就是使用username和password即可完成。但是想要在原来模型的基础之上添加新的字段，那么可以使用一对一外键的方式。示例代码如下：

from django.contrib.auth.models import User
from django.db import models
from django.dispatch import receiver
from django.db.models.signals import post_save

class UserExtension(models.Model):
    user = models.OneToOneField(User,on_delete=models.CASCADE,related_name='extension')
    birthday = models.DateField(null=True,blank=True)
    school = models.CharField(max_length=100)

@receiver(post_save,sender=User)
def create_user_extension(sender,instance,created,**kwargs):
    if created:
        UserExtension.objects.create(user=instance)
    else:
        instance.extension.save()

以上定义一个UserExtension的模型，并且让她和User模型进行一对一的绑定，以后我们新增的字段，就添加到UserExtension上。并且还写了一个接受保存模型的信号处理方法，只要是User调用了save方法，那么就会创建一个UserExtension和User进行绑定。

3. 继承自AbstractUser：

对于authenticate不满意，并且不想要修改原来User对象上的一些字段，但是想要增加一些字段，那么这时候可以直接继承自django.contrib.auth.models.AbstractUser，其实这个类也是django.contrib.auth.models.User的父类。比如我们想要在原来User模型的基础之上添加一个telephone和school字段。示例代码如下：

from django.contrib.auth.models import AbstractUser
class User(AbstractUser):
    telephone = models.CharField(max_length=11,unique=True)
    school = models.CharField(max_length=100)

    # 指定telephone作为USERNAME_FIELD，以后使用authenticate
    # 函数验证的时候，就可以根据telephone来验证
    # 而不是原来的username
    USERNAME_FIELD = 'telephone'
    REQUIRED_FIELDS = []

    # 重新定义Manager对象，在创建user的时候使用telephone和
    # password，而不是使用username和password
    objects = UserManager()

class UserManager(BaseUserManager):
    use_in_migrations = True

    def _create_user(self,telephone,password,**extra_fields):
        if not telephone:
            raise ValueError("请填入手机号码！")
        user = self.model(telephone=telephone,*extra_fields)
        user.set_password(password)
        user.save()
        return user

    def create_user(self,telephone,password,**extra_fields):
        extra_fields.setdefault('is_superuser',False)
        return self._create_user(telephone,password)

    def create_superuser(self,telephone,password,**extra_fields):
        extra_fields['is_superuser'] = True
        return self._create_user(telephone,password)

然后再在settings中配置好AUTH_USER_MODEL=youapp.User。

这种方式因为破坏了原来User模型的表结构，所以必须要在第一次migrate前就先定义好。

4. 继承自AbstractBaseUser模型：

如果你想修改默认的验证方式，并且对于原来User模型上的一些字段不想要，那么可以自定义一个模型，然后继承自AbstractBaseUser，再添加你想要的字段。这种方式会比较麻烦，最好是确定自己对Django比较了解才推荐使用。步骤如下：

1. 创建模型。示例代码如下：

    class User(AbstractBaseUser,PermissionsMixin):
        email = models.EmailField(unique=True)
        username = models.CharField(max_length=150)
        telephone = models.CharField(max_length=11,unique=True)
        is_active = models.BooleanField(default=True)
   
        USERNAME_FIELD = 'telephone'
        REQUIRED_FIELDS = []
   
        objects = UserManager()
   
        def get_full_name(self):
            return self.username
   
        def get_short_name(self):
            return self.username
   

   其中password和last_login是在AbstractBaseUser中已经添加好了的，我们直接继承就可以了。然后我们再添加我们想要的字段。比如email、username、telephone等。这样就可以实现自己想要的字段了。但是因为我们重写了User，所以应该尽可能的模拟User模型：

   • USERNAME_FIELD：用来描述User模型名字字段的字符串，作为唯一的标识。如果没有修改，那么会使用USERNAME来作为唯一字段。
   • REQUIRED_FIELDS：一个字段名列表，用于当通过createsuperuser管理命令创建一个用户时的提示。
   • is_active：一个布尔值，用于标识用户当前是否可用。
   • get_full_name()：获取完整的名字。
   • get_short_name()：一个比较简短的用户名。

2. 重新定义UserManager：我们还需要定义自己的UserManager，因为默认的UserManager在创建用户的时候使用的是username和password，那么我们要替换成telephone。示例代码如下：

    class UserManager(BaseUserManager):
        use_in_migrations = True
   
        def _create_user(self,telephone,password,**extra_fields):
            if not telephone:
                raise ValueError("请填入手机号码！")
            user = self.model(telephone=telephone,*extra_fields)
            user.set_password(password)
            user.save()
            return user
   
        def create_user(self,telephone,password,**extra_fields):
            extra_fields.setdefault('is_superuser',False)
            return self._create_user(telephone,password)
   
        def create_superuser(self,telephone,password,**extra_fields):
            extra_fields['is_superuser'] = True
            return self._create_user(telephone,password)
   

3. 在创建了新的User模型后，还需要在settings中配置好。配置AUTH_USER_MODEL='appname.User'。

4. 如何使用这个自定义的模型：比如以后我们有一个Article模型，需要通过外键引用这个User模型，那么可以通过以下两种方式引用。
   第一种就是直接将User导入到当前文件中。示例代码如下：

    from django.db import models
    from myauth.models import User
    class Article(models.Model):
        title = models.CharField(max_length=100)
        content = models.TextField()
        author = models.ForeignKey(User, on_delete=models.CASCADE)
   

   这种方式是可以行得通的。但是为了更好的使用性，建议还是将User抽象出来，使用settings.AUTH_USER_MODEL来表示。示例代码如下：

    from django.db import models
    from django.conf import settings
    class Article(models.Model):
        title = models.CharField(max_length=100)
        content = models.TextField()
        author = models.ForeignKey(settings.AUTH_USER_MODEL, on_delete=models.CASCADE)

5. 注意这种方式因为破坏了原来User模型的表结构，所以必须要在第一次migrate前就先定义好。 

三、权限和分组

权限和分组

登录、注销和登录限制：

登录

在使用authenticate进行验证后，如果验证通过了。那么会返回一个user对象，拿到user对象后，可以使用django.contrib.auth.login进行登录。示例代码如下：

user = authenticate(username=username, password=password)
if user is not None:
    if user.is_active:
        login(request, user)

注销：

注销，或者说退出登录。我们可以通过django.contrib.auth.logout来实现。他会清理掉这个用户的session数据。

登录限制：

有时候，某个视图函数是需要经过登录后才能访问的。那么我们可以通过django.contrib.auth.decorators.login_required装饰器来实现。示例代码如下：

from django.contrib.auth.decorators import login_required

# 在验证失败后，会跳转到/accounts/login/这个url页面
@login_required(login_url='/accounts/login/')
def my_view(request):
    pass

权限：

Django中内置了权限的功能。他的权限都是针对表或者说是模型级别的。比如对某个模型上的数据是否可以进行增删改查操作。他不能针对数据级别的，比如对某个表中的某条数据能否进行增删改查操作（如果要实现数据级别的，考虑使用django-guardian）。创建完一个模型后，针对这个模型默认就有三种权限，分别是增/删/改/。可以在执行完migrate命令后，查看数据库中的auth_permission表中的所有权限。

其中的codename表示的是权限的名字。name表示的是这个权限的作用。

通过定义模型添加权限：

如果我们想要增加新的权限，比如查看某个模型的权限，那么我们可以在定义模型的时候在Meta中定义好。示例代码如下：

class Article(models.Model):
    title = models.CharField(max_length=100)
    content = models.TextField()
    author = models.ForeignKey(get_user_model(),on_delete=models.CASCADE)

    class Meta:
        permissions = (
            ('view_article','can view article'),
        )

通过代码添加权限：

权限都是django.contrib.auth.Permission的实例。这个模型包含三个字段，name、codename以及content_type，其中的content_type表示这个permission是属于哪个app下的哪个models。用Permission模型创建权限的代码如下：

from django.contrib.auth.models import Permission,ContentType
from .models import Article
content_type = ContentType.objects.get_for_model(Article)
permission = Permission.objects.create(name='可以编辑的权限',codename='edit_article',content_type=content_type)

用户与权限管理：

权限本身只是一个数据，必须和用户进行绑定，才能起到作用。User模型和权限之间的管理，可以通过以下几种方式来管理：

1. myuser.user_permissions.set(permission_list)：直接给定一个权限的列表。
2. myuser.user_permissions.add(permission,permission,...)：一个个添加权限。
3. myuser.user_permissions.remove(permission,permission,...)：一个个删除权限。
4. myuser.user_permissions.clear()：清除权限。
5. myuser.has_perm('<app_name>.<codename>')：判断是否拥有某个权限。权限参数是一个字符串，格式是app_name.codename。
6. myuser.get_all_permissons()：获取所有的权限。

权限限定装饰器：

使用django.contrib.auth.decorators.permission_required可以非常方便的检查用户是否拥有这个权限，如果拥有，那么就可以进入到指定的视图函数中，如果不拥有，那么就会报一个400错误。示例代码如下：

from django.contrib.auth.decorators import permission_required

@permission_required('front.view_article')
def my_view(request):
    pass

分组：

权限有很多，一个模型就有最少三个权限，如果一些用户拥有相同的权限，那么每次都要重复添加。这时候分组就可以帮我们解决这种问题了，我们可以把一些权限归类，然后添加到某个分组中，之后再把和把需要赋予这些权限的用户添加到这个分组中，就比较好管理了。分组我们使用的是django.contrib.auth.models.Group模型， 每个用户组拥有id和name两个字段，该模型在数据库被映射为auth_group数据表。

分组操作：

1. Group.object.create(group_name)：创建分组。

2. group.permissions：某个分组上的权限。多对多的关系。

   • group.permissions.add：添加权限。
   • group.permissions.remove：移除权限。
   • group.permissions.clear：清除所有权限。
   • user.get_group_permissions()：获取用户所属组的权限。

3. user.groups：某个用户上的所有分组。多对多的关系。

在模板中使用权限：

在settings.TEMPLATES.OPTIONS.context_processors下，因为添加了django.contrib.auth.context_processors.auth上下文处理器，因此在模板中可以直接通过perms来获取用户的所有权限。示例代码如下：