Django认证系统并不鸡肋反而很重要

概述在使用django-admin startproject创建项目后，Django就默认安装了一个采用session实现的认证系统。这是Django相比于其他框架的一大特点：自带认证系统，开箱即用。有人

在使用django-admin startproject创建项目后，Django就默认安装了一个采用session实现的认证系统。这是Django相比于其他框架的一大特点：自带认证系统，开箱即用。有人说它方便，有人说它鸡肋，但它作为Django的重要组成部分，学习它有助于我们理解Django框架的核心技术。

安装

Django默认已安装，可以在settings.py中的INSTALLED_APPS看到：

django.contrib.auth：认证系统内核，以及默认models等。django.contrib.ContentTypes：用于关联权限和models，从而赋予models的添加/删除等权限。

contrib翻译为普通发布版。

在MIDDLEWARE可以看到：

SessionMIDdleware：session中间件。AuthenticationMIDdleware：认证中间件。

使用python manage.py migrate后，数据库会新增认证系统的这些表：

认证与授权

认证的英文是authentication，授权的英文是authorization。单词不一样，咋看有点像。认证是指验证用户是谁。授权是指授予已认证用户权限。由于认证授权在某种程序上是耦合的，所以Django把它们统称为“认证”。

认证系统概览

认证系统的组成部分如下：

用户权限组密码管理登录相关表单（前后端分离不需要）和视图（接受Web请求并且返回Web响应）

Django框架是MTV模式，类似于MVC模式。Django的VIEw对应MVC的Controller。

可配置的backend

以上是Django自带内容，如果需要更多功能，可以安装第三方包：

密码增强校验登录限流OAuth对象级权限（django-guardian）

以Article举例，Django是模型级权限，用户只能具有全部文章的权限。django-guardian提供了对象级权限，可以对单篇文章进行授权。

models.User

User模型是Django认证系统的核心，它的主要属性包括：

IDusernameemailpasswordis_activeis_superuserlast_logindate_joined

django.contrib.auth.models，在django.db.models之上封装了AbstractBaseUser、AbstractUser、User等模型。

创建超级管理员

cmd中使用createsuperuser命令：

$ python manage.py createsuperuser

根据提示输入username、email、password后，就会在数据库中创建1条超管用户。

创建用户

方法1 代码创建

在代码中使用create_user()函数来创建用户：

>>> from django.contrib.auth.models import User# 创建用户并保存到数据库>>> user = User.objects.create_user('john','lennon@thebeatles.com','johnpassword')# 修改其他字段值>>> user.last_name = 'Lennon'>>> user.save()

方法2 管理后台创建

访问http://127.0.0.1:8000/admin/，用超管登录后，在界面上创建：

修改密码

方法1 命令行修改

python manage.py changepassword username

根据提示输入旧密码、新密码、确认密码即可。

方法2 代码中修改

>>> from django.contrib.auth.models import User>>> u = User.objects.get(username='john')>>> u.set_password('new password')>>> u.save()

方法3 管理后台修改

用户认证

框架底层使用authenticate()函数对用户进行认证：

authenticate(request=None,**credentials)

credentials是用户凭证，如用户名、密码。

示例：

from django.contrib.auth import authenticateuser = authenticate(username='john',password='secret')if user is not None:    # A backend authenticated the credentialselse:    # No backend authenticated the credentials

如果认证成功，authenticate()会返回User。如果用户凭证无效或者权限不足，认证后端抛出了PermissionDenIEd，authenticate()会返回None。

认证后端

认证后端（authentication backends）是Django做用户验证的后端模块，默认为['django.contrib.auth.backends.ModelBackend']，只会简单比较请求的用户名密码和数据库中的用户名密码是否匹配。可以切换成其他认证后端，也可以重写authenticate()进行自定义。我点开了源码，发现除了Django的认证后端，DRF已经封装了Session、Token、JWT的认证：

权限管理

权限一般分为add、change、delete、vIEw，也就是增删改查。

默认权限

Django会在python manage.py migrate的时候，为每个model创建4种权限：add、change、delete、vIEw。

比如有个app叫做foo，它有个model叫做bar，可以使用has_perm()函数来检查权限：

add：user.has_perm('foo.add_bar')change：user.has_perm('foo.change_bar')delete：user.has_perm('foo.delete_bar')vIEw：user.has_perm('foo.vIEw_bar')创建新权限

除了增删改查权限，有时我们需要更多的权限，例如，为myapp中的BlogPost创建一个can_publish权限：

方法1 Meta中配置

class BlogPost(models.Model):    ...    class Meta:        permissions = (            ("can_publish","Can Publish posts"),        )

方法2 使用create()函数

from myapp.models import BlogPostfrom django.contrib.auth.models import Permissionfrom django.contrib.ContentTypes.models import ContentTypecontent_type = ContentType.objects.get_for_model(BlogPost)permission = Permission.objects.create(    codename='can_publish',name='Can Publish posts',content_type=content_type,)

在使用python manage.py migrate命令后，就会创建这个新权限，接着就可以在vIEw中编写代码判断用户是否有这个权限来决定能否发表文章。

授权

可以在管理后台对用户授权：

或者把用户分组后，按组来进行授权：

从数据库这6张表就能看出来，有用户表、分组表、权限表，以及它们的关联关系表：

其代码实现是把permission赋值给User.user_permissions或者Group.permissions属性。

@H_156_301@代理模型权限

代理模型是从某个模型继承来的，不影响表结构，用于扩展行为实现代码解耦。

代理模型不会继承父类的权限，例如：

class Person(models.Model):    class Meta:        permissions = [('can_eat_pizzas','Can eat pizzas')]# 代理模型class Student(Person):    class Meta:        proxy = True        permissions = [('can_deliver_pizzas','Can deliver pizzas')]>>> # 注意代理模型取ContentType需要加for_concrete_model=False>>> content_type = ContentType.objects.get_for_model(Student,for_concrete_model=False)>>> student_permissions = Permission.objects.filter(content_type=content_type)>>> [p.codename for p in student_permissions]['add_student','change_student','delete_student','vIEw_student','can_deliver_pizzas']  # 没有父类的can_eat_pizzas权限

Session认证

Django认证系统是基于Session的。Django把Web请求封装成了request（httpRequest类），然后通过中间件设置了session相关的属性：request.session、request.site、request.user。其中request.user就代表当前用户，如果未登陆它的值是AnonymousUser（匿名用户）的实例，如果已登陆它的值是User的实例。可以通过is_authenticated来判断是否已认证：

if request.user.is_authenticated:    # Do something for authenticated users.    ...else:    # Do something for anonymous users.    ...

用户登录

我们先简单回顾一下基于session的登录过程：

Django提供了login()函数来登录，把用户凭证保存到session中。它的函数签名如下：

login(request,user,backend=None)

示例：

import Jsonfrom django.contrib.auth import authenticate,loginfrom django.http import httpResponse# Create your vIEws here.def my_vIEw(request):    request_body = Json.loads(request.body)    username = request_body["username"]    password = request_body["password"]    user = authenticate(request,username=username,password=password)    if user is not None:        login(request,user)        return httpResponse("logged in")    else:        return httpResponse("invalID login")

除了保存用户凭证，Django还会把认证后端也保存到session中，便于相同的认证后端下次可以直接获取到用户信息。至于保存哪个认证后端，Django按以下顺序选取：

使用login()函数的backend参数值，如果赋值了的话。使用user.backend的值，如果有的话。使用settings中AUTHENTICATION_BACKENDS的值，默认 ['django.contrib.auth.backends.ModelBackend']。否则抛出异常。用户登出

Django提供了@R_404_6192@ut()函数来登出。它的函数签名如下：

@R_404_6192@ut(request)

示例：

from django.contrib.auth import @R_404_6192@utdef @R_404_6192@ut_vIEw(request):    @R_404_6192@ut(request)    # Redirect to a success page.

登出后session会被销毁，所有数据都会被清除，以防止其他人使用相同的浏览器再次登录后获取到之前用户的session数据。

login_required

对于未登陆的用户，需要进行限制，必须先登陆才能进行访问。

传统方法

使用request.user.is_authenticated判断，然后重定向到登录页面：

from django.conf import settingsfrom django.shortcuts import redirectdef my_vIEw(request):    if not request.user.is_authenticated:        return redirect('%s?next=%s' % (settings.LOGIN_URL,request.path))    # ...

或者错误页面：

from django.shortcuts import renderdef my_vIEw(request):    if not request.user.is_authenticated:        return render(request,'myapp/login_error.HTML')    # ...

login_required装饰器

login_required(redirect_fIEld_name='next',login_url=None)

示例：

from django.contrib.auth.decorators import login_required@login_requireddef my_vIEw(request):    ...

它的处理是这样的：

如果用户没有登录，就重定向到settings.LOGIN_URL（默认值/accounts/login/），同时把当前的绝对路径添加到查询字符串中，如：/accounts/login/?next=/polls/3/。

如果用户已经登录了，正常执行vIEw代码。

login_required的redirect_fIEld_name参数是指登陆认证成功后重定向的页面，默认保存在叫做next的查询字符串参数中（如/accounts/login/?next=/polls/3/）。可以修改为自定义：

from django.contrib.auth.decorators import login_required@login_required(redirect_fIEld_name='my_redirect_fIEld')def my_vIEw(request):    ...

不过修改后还需要同时修改login模板等。

login_required的login_url参数是指登录页面的url，可以自定义，默认是/accounts/login/，需要在URLconf中关联登陆视图：

from django.contrib.auth import vIEws as auth_vIEwspath('accounts/login/',auth_vIEws.LoginVIEw.as_vIEw()),

function vIEws和class-based vIEws

function vIEws（函数视图），视图是个函数：

from django.http import httpResponsedef my_vIEw(request):    if request.method == 'GET':        # <vIEw logic>        return httpResponse('result')

class-based vIEws（基于类的视图），视图是个类：

from django.vIEws import VIEwclass MyVIEw(VIEw):    def get(self,request):        # <vIEw logic>        return httpResponse('result')

为什么需要cbv？因为类可以继承，提高代码复用。由于Django的URLconf只能接受函数，所以cbv有个as_vIEw()方法用来返回一个函数：

# urls.pyfrom django.urls import pathfrom myapp.vIEws import MyVIEwurlpatterns = [    path('about/',MyVIEw.as_vIEw()),]

LoginrequiredMixin

Mixin是为了代码复用，从多个父类继承而来的类。如果使用的是class-based vIEws，那么可以使用LoginrequiredMixin，来实现login_required的效果，例如：

from django.contrib.auth.mixins import LoginrequiredMixinclass MyVIEw(LoginrequiredMixin,VIEw):    login_url = '/login/'    redirect_fIEld_name = 'redirect_to'

permission_required

除了需要登录，有些视图还需要权限。Django提供了permission_required装饰器，它的函数签名如下：

permission_required(perm,login_url=None,raise_exception=False)

示例：

from django.contrib.auth.decorators import permission_required@permission_required('polls.add_choice')def my_vIEw(request):    ...

permission_required的perm参数，指的是权限，可以是单个权限，也可以是权限列表。

permission_required的login_url参数和login_required的login_url作用一样。

permission_required的raise_exception参数，可以用来抛出异常，赋值为True后会跳转到403（http ForbIDden）页面而非登录页面。

如果既想抛出异常 ，又想跳转到登录页面，那么可以同时添加这2个装饰器：

from django.contrib.auth.decorators import login_required,permission_required@login_required@permission_required('polls.add_choice',raise_exception=True)def my_vIEw(request):    ...

PermissionrequiredMixin

如果使用的是class-based vIEws，那么可以使用PermissionrequiredMixin，来实现permission_required的效果，例如：

from django.contrib.auth.mixins import PermissionrequiredMixinclass MyVIEw(PermissionrequiredMixin,VIEw):    permission_required = 'polls.add_choice'    # Or multiple of permissions:    permission_required = ('polls.vIEw_choice','polls.change_choice')

修改密码导致session失效

登录成功后，Django会把加密后的密码hash值存入session中，每次请求时，会校验session中的密码和数据库中的密码是否匹配。如果修改了密码，数据库中的密码改变了，而session中的密码没有更新，那么密码就会匹配不上，导致session失效。django.contrib.auth的PasswordChangeVIEw和user_change_password视图会在修改密码时更新session中的密码hash，来避免session失效。如果对修改密码的视图进行了自定义，那么可以使用update_session_auth_hash(request,user)来更新session中的密码，防止修改密码导致session失效。

认证视图

Django提供了登录、登出、密码管理等视图。最简单的使用方式是在URLconf中配置：

urlpatterns = [    path('accounts/',include('django.contrib.auth.urls')),]

它会包含这些URL patterns：

accounts/login/ [name='login']accounts/@R_404_6192@ut/ [name='@R_404_6192@ut']accounts/password_change/ [name='password_change']accounts/password_change/done/ [name='password_change_done']accounts/password_reset/ [name='password_reset']accounts/password_reset/done/ [name='password_reset_done']accounts/reset/<uIDb64>/<token>/ [name='password_reset_confirm']accounts/reset/done/ [name='password_reset_complete']

name是别名，可以使用reverse()函数来获取，如reverse('login')。

但有时我们需要自定义url，在URLconf中添加自定义url后，再加上相应视图即可，例如：

from django.contrib.auth import vIEws as auth_vIEwsurlpatterns = [    path('change-password/',auth_vIEws.PasswordChangeVIEw.as_vIEw()),]

所有的这些视图都是class-based vIEws，便于继承后重写进行自定义。

Django提供的相关视图有LoginVIEw、@R_404_6192@utVIEw、PasswordChangeVIEw、PasswordChangeDoneVIEw、PasswordresetVIEw、PasswordresetDoneVIEw、PasswordresetConfirmVIEw、PasswordresetCompleteVIEw。

快速上手体验

如果想快速上手体验，可以按如下步骤进行 *** 作：

pip install django，安装Django。

django-admin startproject project_name，创建Django项目。

python manage.py migrate，数据迁移，使用自带sqlite数据库即可。

python manage.py createsuperuser，创建超级管理员。

python manage.py runserver，启动项目。

访问http://127.0.0.1:8000/admin/，用超管登录管理后台。

就可以使用Django自带认证系统了。

小结

本文介绍了Django自带的基于session的认证系统，阐述了用户、组、认证与授权的相关概念，以及session认证的技术细节，最后讲解了如何快速上手体验的 *** 作步骤。虽然如今基于session认证用的很少了，但它却是理解Token、JWT认证的基础，仍然值得我们学习。

参考资料：

https://docs.djangoproject.com/en/3.1/topics/auth/

https://docs.djangoproject.com/en/3.1/topics/auth/default/

总结

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