也许你听说过全栈工程师，他们善于设计系统架构，精通数据库建模、通用网络协议、后端并发处理、前端界面设计，在学术研究或工程项目中能独当一面。通过对Python 3及相关Web框架的学习和实践，你就可以成为这样的全能型人才。本书分为3篇：上篇是Python基础，带领初学者实践Python开发环境，掌握基本语法，同时对网络协议、Web客户端技术、数据库建模等网络编程基础进行深入浅出的学习；中篇是Python框架，学习当前最流行的Python Web框架，即Django、Tornado、Flask和Twisted，达到对各种Python网络技术融会贯通的目的；下篇是Python框架实战，分别使用4种框架进行项目实践，利用其各自的特点开发适用于不同场景的网络程序。本书内容精练、重点突出、实例丰富、讲解通俗，是广大网络应用设计和开发人员不可多得的一本参考书。本书非常适合大中专院校师生学习和阅读，也可作为计算机培训机构的教材。

刘长龙 ——写作和编程都是在创作新的自己复旦大学信息管理学士学位、上海交通大学计算机技术硕士学位，从事计算机软件研发十余年。对应用软件开发有较广泛深入了解，用C++、Python等技术主持负责过电信级实时计费系统、客户管理系统、智能家居、物联网云平台的研究和设计开发工作。在不写作的时候，业余时间喜欢跑步和游泳。

目　　录

上篇　Python基础
第1章　Python基础知识 2
1.1 Python综述 3
1.1.1 了解Python的特性及版本 3
1.1.2 安装Python 5
1.1.3 使用Python原生编辑器 8
1.1.4 使用Eclipse开发环境 10
1.1.5 Python编程入门—解决“斐波那契数列”问题 15
1.2 数据类型 18
1.2.1 Number类型 18
1.2.2 Sequence类型 22
1.2.3 string与bytes 24
1.2.4 tuple类型 31
1.2.5 list类型 32
1.2.6 set类型 33
1.2.7 dict类型 36
1.3 流程控制 38
1.3.1 程序块与作用域 38
1.3.2 判断语句 39
1.3.3 循环语句 41
1.3.4 语句嵌套 43
1.4 函数 44
1.4.1 定义与使用 44
1.4.2 变长参数 46
1.4.3 匿名函数 48
1.5 异常 50
1.5.1 处理异常 50
1.5.2 自定义异常 52
1.6 面向对象编程 53
1.6.1 什么是面向对象 53
1.6.2 类和对象 55
1.6.3 继承 62
1.7 本章总结 65
第2章　Web编程之网络基础 66
2.1 TCP/IP网络 67
2.1.1 计算机网络综述 67
2.1.2 TCP和UDP 71
2.1.3 C/S及B/S架构 74
2.2 HTTP 75
2.2.1 HTTP流程 76
2.2.2 HTTP消息结构 77
2.2.3 HTTP请求方法 81
2.2.4 基于HTTP的网站开发 81
2.3 Socket编程 83
2.3.1 Socket基础 83
2.3.2 实战演练：Socket TCP原语 84
2.3.3 实战演练：Socket UDP原语 88
2.4 本章总结 89
第3章　客户端的编程技术 90
3.1 HTML 91
3.1.1 HTML介绍 91
3.1.2 HTML基本标签 94
3.1.3 HTML表单 100
3.2 CSS 103
3.2.1 样式声明方式 104
3.2.2 CSS语法 105
3.2.3 基于CSS+DIV的页面布局 107
3.3 JavaScript 109
3.3.1 在HTML中嵌入JavaScript 109
3.3.2 JavaScript的基本语法 110
3.3.3 DOM及其读写 115
3.3.4 window对象 119
3.3.5 HTML事件处理 122
3.4 jQuery 125
3.4.1 使用jQuery 125
3.4.2 选择器 126
3.4.3 行为 127
3.5 本章总结 131
第4章　数据库及ORM 132
4.1 数据库概念 132
4.1.1 Web开发中的数据库 133
4.1.2 关系数据库建模 135
4.2 关系数据库编程 138
4.2.1 常用SQL语句 138
4.2.2 实战演练：在Python中应用SQL 144
4.3 ORM编程 146
4.3.1 ORM理论基础 146
4.3.2 Python ORM库介绍 148
4.3.3 实战演练：Peewee库编程 149
4.4 本章总结 152
中篇　Python框架
第5章　Python网络框架纵览 154
5.1 网络框架综述 155
5.1.1 网络框架及MVC架构 155
5.1.2 4种Python网络框架：Django、Tornado、Flask、Twisted 156
5.2 开发环境准备 157
5.2.1 easy_install与pip的使用 157
5.2.2 使用Python虚环境virtualenv 159
5.3 Web服务器 161
5.3.1 实战演练1：WSGI 161
5.3.2 实战演练2：Linux+Nginx+uWSGI配置 163
5.3.3 实战演练3：建立安全的HTTPS网站 169
5.4 本章总结 171
第6章　企业级开发框架——Django 172
6.1 Django综述 173
6.1.1 Django的特点及结构 173
6.1.2 安装Django 3 174
6.2 实战演练：开发Django站点 174
6.2.1 建立项目 174
6.2.2 建立应用 176
6.2.3 基本视图 177
6.2.4 内置Web服务器 178
6.2.5 模型类 179
6.2.6 表单视图 182
6.2.7 使用管理界面 186
6.3 Django模型层 187
6.3.1 基本操作 187
6.3.2 关系操作 195
6.3.3 面向对象ORM 200
6.4 Django视图层 203
6.4.1 URL映射 203
6.4.2 视图函数 209
6.4.3 模板语法 210
6.5 使用Django表单 216
6.5.1 表单绑定状态 216
6.5.2 表单数据验证 217
6.5.3 检查变更字段 219
6.6 个性化管理员站点 220
6.6.1 模型 220
6.6.2 模板 223
6.6.3 站点 225
6.7 本章总结 227
第7章　高并发处理框架——Tornado 228
7.1 Tornado概述 229
7.1.1 Tornado介绍 229
7.1.2 安装Tornado 229
7.2 异步及协程基础 230
7.2.1 同步与异步I/O 230
7.2.2 可迭代（Iterable）与迭代器（Iterator） 231
7.2.3 用yield定义生成器（Generator） 233
7.2.4 协程 235
7.3 实战演练：开发Tornado网站 239
7.3.1 网站结构 239
7.3.2 路由解析 240
7.3.3 RequestHandler 242
7.3.4 异步协程化 247
7.4 用户身份验证框架 248
7.4.1 安全Cookie机制 248
7.4.2 用户身份认证 250
7.4.3 防止跨站攻击 252
7.5 HTML 5 WebSocket的概念及应用 255
7.5.1 WebSocket的概念 255
7.5.2 服务端编程 257
7.5.3 客户端编程 260
7.6 Tornado网站部署 262
7.6.1 调试模式 262
7.6.2 静态文件 264
7.6.3 运营期配置 266
7.7 本章总结 268
第8章　支持快速建站的框架——Flask 269
8.1 Flask综述 270
8.1.1 Flask的特点 270
8.1.2 安装Flask、SQLAlchemy和WTForm 271
8.2 实战演练：开发Flask站点 272
8.2.1 Hello World程序 272
8.2.2 模板渲染 274
8.2.3 重定向和错误处理 276
8.3 路由详解 277
8.3.1 带变量的路由 277
8.3.2 HTTP方法绑定 279
8.3.3 路由地址反向生成 280
8.4 使用上下文 282
8.4.1 会话上下文 282
8.4.2 应用全局对象 283
8.4.3 请求上下文 285
8.4.4 回调接入点 287
8.5 Jinja2模板编程 289
8.5.1 Jinja2语法 289
8.5.2 使用过滤器 291
8.5.3 流程控制 294
8.5.4 模板继承 297
8.6 SQLAlchemy数据库编程 300
8.6.1 SQLAlchemy入门 300
8.6.2 主流数据库的连接方式 304
8.6.3 查询条件设置 304
8.6.4 关系操作 307
8.6.5 级联 312
8.7 WTForm表单编程 318
8.7.1 定义表单 318
8.7.2 显示表单 319
8.7.3 获取表单数据 321
8.8 本章总结 323
第9章　底层自定义协议网络框架——Twisted 324
9.1 Twisted综述 325
9.1.1 框架概况 325
9.1.2 安装Twisted及周边组件 325
9.2 实战演练：开发TCP广播系统 327
9.2.1 广播服务器 327
9.2.2 广播客户端 329
9.3 UDP编程技术 332
9.3.1 实战演练1：普通UDP 333
9.3.2 实战演练2：Connected UDP 336
9.3.3 实战演练3：组播技术 337
9.4 Twisted高级话题 339
9.4.1 延迟调用 339
9.4.2 使用多线程 345
9.4.3 安全信道 347
9.5 本章总结 351
下篇　Python框架实战
第10章　实战1：用Django+PostgreSQL开发移动Twitter 354
10.1 项目概览 355
10.1.1 项目来源（GitHub） 355
10.1.2 安装PostgreSQL数据库并配置Python环境 356
10.1.3 项目结构 359
10.2 页面框架设计 361
10.2.1 基模板文件 361
10.2.2 手机大小自适应（jQuery技术） 363
10.2.3 文本国际化 364
10.2.4 网站页面一览 367
10.3 用户注册及登录 368
10.3.1 页面设计 368
10.3.2 模型层 370
10.3.3 视图设计 371
10.4 手机消息的发布和浏览 376
10.4.1 页面设计 376
10.4.2 模型层 381
10.4.3 视图设计 382
10.5 社交朋友圈 385
10.5.1 页面设计 385
10.5.2 模型层 388
10.5.3 视图设计 389
10.6 个人资料配置 392
10.6.1 页面设计 392
10.6.2 图片上传（第三方库PIL） 394
10.7 Web管理站点 397
10.7.1 定义可管理对象 397
10.7.2 配置管理员 398
10.7.3 使用管理站点 399
10.8 本章总结 400
第11章　实战2：用Tornado+jQuery开发WebSocket聊天室 402
11.1 聊天室概览 403
11.1.1 项目介绍 403
11.1.2 安装和代码结构 404
11.2 消息通信 405
11.2.1 建立网站 405
11.2.2 WebSocket服务器 408
11.2.3 WebSocket客户端 409
11.3 聊天功能 412
11.3.1 昵称 412
11.3.2 消息来源 414
11.3.3 历史消息缓存 416
11.4 用户面板 417
11.4.1 用CSS定义用户列表 417
11.4.2 服务器通知 419
11.4.3 响应服务器动态通知（jQuery动态编程） 420
11.5 本章总结 421
第12章　实战3：用Flask+Bootstrap+Restful开发学校管理系统 422
12.1 系统概览 423
12.1.1 项目来源及功能 423
12.1.2 项目安装 424
12.1.3 代码结构 427
12.2 数据模型设计 429
12.2.1 E-R图设计 429
12.2.2 SQLAlchemy建模 431
12.3 响应式页面框架设计 437
12.3.1 基模板组件引用 437
12.3.2 响应式导航 440
12.4 新建学校 443
12.4.1 WTForm表单 443
12.4.2 视图及文件上传 445
12.4.3 响应式布局 446
12.5 学校管理 449
12.5.1 查询视图 449
12.5.2 分页模板 452
12.6 Restful接口 454
12.6.1 Restful概念 454
12.6.2 Restless插件 455
12.6.3 开发Restful接口 459
12.7 本章总结 464
第13章　实战4：用Twisted+SQLAlchemy+ZeroMQ开发跨平台物联网消息网关 465
13.1 项目概况 466
13.1.1 功能定义 466
13.1.2 安装和测试 467
13.1.3 项目结构 471
13.2 项目设计 472
13.2.1 SQLAlchmey建模 472
13.2.2 TCP接口设计 476
13.3 通信引擎 479
13.3.1 跨平台安全端口 479
13.3.2 管理连接 481
13.3.3 收发数据 482
13.3.4 TCP流式分包 485
13.3.5 异步执行 487
13.4 协议编程 488
13.4.1 执行命令 489
13.4.2 struct解析字节流 491
13.4.3 序列号生成 493
13.4.4 连接保持 494
13.4.5 发送Response 495
13.4.6 错误机制 497
13.5 ZeroMQ集群 499
13.5.1 内部接口设计 499
13.5.2 PUB/SUB通信模型编程 501
13.6 本章总结 502