在Python的Flask框架中验证注册用户的Email的方法
本教程详细介绍在用户注册过程中如何去验证他们的email地址。
工作流程上来讲，在用户注册一个新账户后会寄送一个确认信。直到用户按指示完成了邮件中的“验证”，否则他们的账户会一直处于“未验证”状态。这是大多数网络应用会采用的工作流程。
这当中很重要的一件事就是，未验证的用户有什么权限？或者说，对于你的应用，他们是有全部权限呢，还是被限制的权限呢，还是根本没有权限？对于本教程中的应用，未验证用户会在登录后进到一个页面，会提醒他们只有验证了账户才可以进入应用。
开始前说明一下，很多我们要增加的功能是Flask-用户和Flask-安全的扩展部分——问题来了，为什么不直接用这两个扩展呢？嗯，首先，这是个学习机会。同时，这俩扩展都有局限性，比如支持的数据库。要是你想用RethinkDB怎么办呢？
我们开始吧
Flask基本注册
我们将会要开始一Flask样例，这包括了用户基本注册。从这个github仓库获取代码库。一旦你创建和激活了virtualenv，运行下面的命令来快速开始：
$ pip install -r requirements.txt $ export APP_SETTINGS="project.config.DevelopmentConfig" $ python manage.py create_db $ python manage.py db init $ python manage.py db migrate $ python manage.py create_admin $ python manage.py runserver
在应用运行的状态下，访问http://localhost:5000/register页面，注册一个新用户。注意，注册之后应用会自动登陆，引导你进入主页面。大概看一下，然后运行代码——尤其是user这个蓝图（Blueprint是flask的一个概念）。
完成时停止服务器。
更新当前应用
模型
首先，我们来在我们project/models.py中的User模型里添加上confirmed字段：
class User(db.Model): __tablename__ = "users" id = db.Column(db.Integer, primary_key=True) email = db.Column(db.String, unique=True, nullable=False) password = db.Column(db.String, nullable=False) registered_on = db.Column(db.DateTime, nullable=False) admin = db.Column(db.Boolean, nullable=False, default=False) confirmed = db.Column(db.Boolean, nullable=False, default=False) confirmed_on = db.Column(db.DateTime, nullable=True) def __init__(self, email, password, confirmed, paid=False, admin=False, confirmed_on=None): self.email = email self.password = bcrypt.generate_password_hash(password) self.registered_on = datetime.datetime.now() self.admin = admin self.confirmed = confirmed self.confirmed_on = confirmed_on
注意此区域是怎样默认成“False”的。还要添加个confirmed_on字段，那是个datetime。为了用队列分析来分析registered_on和confirmed_on日期的不同，所以我想包含这个datetime。
让我们完全从头开始创建数据库并迁移吧！所以，先删除数据库dev.sqlite，以及“迁移”文件夹。
控制命令
接下来，在manage.py中，更新create_admin命令，使新的数据库字段生效：
@manager.command def create_admin(): """Creates the admin user.""" db.session.add(User( email="ad@min.com", password="admin", admin=True, confirmed=True, confirmed_on=datetime.datetime.now()) ) db.session.commit()
要确保导入datetime。现在，先再一次运行下面的指令：
$ python manage.py create_db $ python manage.py db init $ python manage.py db migrate $ python manage.py create_admin
register()视图函数
最后，在我们再次注册用户之前，我们需要改一下project/user/views.py中的register()视图函数……
user = User( email=form.email.data, password=form.password.data )
改成下面的：
user = User( email=form.email.data, password=form.password.data, confirmed=False )
明白了吗？思考下为什么要把confirmed默认成False。
嗯好。再运行一遍应用。转入到http://localhost:5000/register，再注册一个新用户。如果你在SQLite浏览器中打开了你的SQLite数据库，你会看到：
那么，这个我新注册的用户，michael@realpython.com没有被验证。让我们验证它。
添加email验证
产生验证令牌
邮件验证应包含一个特殊URL，使得用户只需简单地点击它，即可验证他/她的账户。理想情况下，这个URL应该看起来像这样–http://yourapp.com/confirm/<id>。这里的关键是它id。在这个id中用itsdangerous包，编码用户的邮件（包含时间戳）。
创建一个叫project/token.py的文件，添加下面的代码：
# project/token.py from itsdangerous import URLSafeTimedSerializer from project import app def generate_confirmation_token(email): serializer = URLSafeTimedSerializer(app.config['SECRET_KEY']) return serializer.dumps(email, salt=app.config['SECURITY_PASSWORD_SALT']) def confirm_token(token, expiration=3600): serializer = URLSafeTimedSerializer(app.config['SECRET_KEY']) try: email = serializer.loads( token, salt=app.config['SECURITY_PASSWORD_SALT'], max_age=expiration ) except: return False return email
所以在generate_confirmation_token()函数中，通过URLSafeTimedSerializer用在用户注册时得到的email地址生成一个令牌。那个_真实的_email在令牌中被编了码。确认令牌之后，在confirm_token()函数中，我们可以用loads()方法，它接管令牌和其过期时间——一个小时（3600秒）内有效——作为参数。只要令牌没过期，那它就会返回一个email。
在应用的配置中（BaseConfig()），确保添加SECURITY_PASSWORD_SALT：
SECURITY_PASSWORD_SALT = 'my_precious_two'
更新register()视图函数
现在再从project/user/views.py更新下register()视图函数：
@user_blueprint.route('/register', methods=['GET', 'POST'])
def register():
form = RegisterForm(request.form)
if form.validate_on_submit():
user = User(
email=form.email.data,
password=form.password.data,
confirmed=False
)
db.session.add(user)
db.session.commit()
token = generate_confirmation_token(user.email)
也是，要确保更新了这些导入模块：
from project.token import generate_confirmation_token, confirm_token
处理Email验证
接下来，添加个新的视图来解决email验证：
@user_blueprint.route('/confirm/<token>')
@login_required
def confirm_email(token):
try:
email = confirm_token(token)
except:
flash('The confirmation link is invalid or has expired.', 'danger')
user = User.query.filter_by(email=email).first_or_404()
if user.confirmed:
flash('Account already confirmed. Please login.', 'success')
else:
user.confirmed = True
user.confirmed_on = datetime.datetime.now()
db.session.add(user)
db.session.commit()
flash('You have confirmed your account. Thanks!', 'success')
return redirect(url_for('main.home'))
把这个添加到project/user/views.py。同样，确保更新了这些导入：
import datetime
现在我们通过令牌调用confirm_token()函数。如果成功，我们更新用户，把email_confirmed属性改成True， 设置datetime为验证发生的时间。还有，要是用户已经进行过一遍验证过程了——而且已经验证了——我们要提醒用户这点。
创建email模板
接着，添加一个基础email模板：
<p>Welcome! Thanks for signing up. Please follow this link to activate your account:</p>
<p><a href="{{ confirm_url }}">{{ confirm_url }}</a></p>
<br>
<p>Cheers!</p>
发送邮件
通过已经安装了而且设置在project/__init__.py中的Flask-Mail的一点儿帮助来创建一个基本函数来发送邮件。
创建一个叫email.py的文件：
# project/email.py from flask.ext.mail import Message from project import app, mail def send_email(to, subject, template): msg = Message( subject, recipients=[to], html=template, sender=app.config['MAIL_DEFAULT_SENDER'] ) mail.send(msg)
在“project”文件夹中存一下。
所以，我们只要简单地去处理收件人列表，主题，模板即可。我们会一点一点处理邮件配置的设置。
在project/user/views.py中（再次！）更新register()视图函数
@user_blueprint.route('/register', methods=['GET', 'POST'])
def register():
form = RegisterForm(request.form)
if form.validate_on_submit():
user = User(
email=form.email.data,
password=form.password.data,
confirmed=False
)
db.session.add(user)
db.session.commit()
token = generate_confirmation_token(user.email)
confirm_url = url_for('user.confirm_email', token=token, _external=True)
html = render_template('user/activate.html', confirm_url=confirm_url)
subject = "Please confirm your email"
send_email(user.email, subject, html)
login_user(user)
flash('A confirmation email has been sent via email.', 'success')
return redirect(url_for("main.home"))
return render_template('user/register.html', form=form)
还要添加下面的导入模块：
from project.email import send_email
我们在这里将所有的东西整合到一起。这个函数基本功能是作为控制器（直接或间接）：
- 处理最初注册，
- 产生令牌和确认URL，
- 寄送确认email，
- 快速验证，
- 用户登入，
- 更改用户。
你注意到_external=True参数了吗？这增加了包含了hostname和port（在我们情况中，http://localhost:5000）的完整URL。
在我们测试这个之前，我们要去设定邮件设置。
邮件
在project/config.py中更新BaseConfig()：
class BaseConfig(object): """Base configuration.""" # main config SECRET_KEY = 'my_precious' SECURITY_PASSWORD_SALT = 'my_precious_two' DEBUG = False BCRYPT_LOG_ROUNDS = 13 WTF_CSRF_ENABLED = True DEBUG_TB_ENABLED = False DEBUG_TB_INTERCEPT_REDIRECTS = False # mail settings MAIL_SERVER = 'smtp.googlemail.com' MAIL_PORT = 465 MAIL_USE_TLS = False MAIL_USE_SSL = True # gmail authentication MAIL_USERNAME = os.environ['APP_MAIL_USERNAME'] MAIL_PASSWORD = os.environ['APP_MAIL_PASSWORD'] # mail accounts MAIL_DEFAULT_SENDER = 'from@example.com'
查看 official Flask-Mail documentation 以得到更多信息
如果你已经有了GMAIL账号，那你可以用它或者注册一个测试用GMAIL账户。然后把环境变量暂时设置在当前shell中：
$ export APP_MAIL_USERNAME="foo" $ export APP_MAIL_PASSWORD="bar"
如果你GMAIL账号有两步授权, Google会屏蔽掉它。
现在开始测试！
第一个测试
打开应用，转入到 http://localhost:5000/register。然后用你能登陆的email地址注册。顺利的话，你应该会收到封email，看起来像这样：
点击URL，你会转到 http://localhost:5000/。保证用户在数据库里，那‘confirmed'字段是True，有个datetime和confirmed_on字段绑定在一起。
好！
处理许可
如果你记得，在教程的开始部分，我们决定了“未验证用户可以登录但是他们会立刻被转入一个页面——我们称之为/unconfirmed路径——提醒用户需要验证账户才能使用应用”。
所以，我们要——
- 添加/unconfirmed路径
- 添加unconfirmed.html模板
- 更新register()视图函数
- 创建装饰器
- 更新navigation.html模板
- 添加/unconfirmed路径
添加下面的路径project/user/views.py：
@user_blueprint.route('/unconfirmed')
@login_required
def unconfirmed():
if current_user.confirmed:
return redirect('main.home')
flash('Please confirm your account!', 'warning')
return render_template('user/unconfirmed.html')
你看过类似的代码，所以我们继续。
添加unconfirmed.html模板
{% extends "_base.html" %}
{% block content %}
<h1>Welcome!</h1>
<br>
<p>You have not confirmed your account. Please check your inbox (and your spam folder) - you should have received an email with a confirmation link.</p>
<p>Didn't get the email? <a href="/">Resend</a>.</p>
{% endblock %}
在“project/templates/user”中，把这个存为 unconfirmed.html 。这次应该直截了当。现在，为了重新寄送验证email，就只加了一个假的URL。我们接下来会解决它的。
更新register()视图函数
现在简单地把：
return redirect(url_for("main.home"))
变成：
return redirect(url_for("user.unconfirmed"))
所以，送完验证email后，用户会进入/unconfirmed路径。
创建装饰器
# project/decorators.py
from functools import wraps
from flask import flash, redirect, url_for
from flask.ext.login import current_user
def check_confirmed(func):
@wraps(func)
def decorated_function(*args, **kwargs):
if current_user.confirmed is False:
flash('Please confirm your account!', 'warning')
return redirect(url_for('user.unconfirmed'))
return func(*args, **kwargs)
return decorated_function
这里我们用一个基本函数去检查用户是否验证。如果未验证，用户会进入/unconfirmed路径。在“project”目录中，把这个存为decorators.py。
现在装饰 profile() 视图函数：
@user_blueprint.route('/profile', methods=['GET', 'POST'])
@login_required
@check_confirmed
def profile():
... snip ...
确保导入装饰器：
from project.decorators import check_confirmed
更新 navigation.html 模板
最后，更新navigation.html模板接下来的部分——
把：
<ul class="nav navbar-nav">
{% if current_user.is_authenticated() %}
<li><a href="{{ url_for('user.profile') }}">Profile</a></li>
{% endif %}
</ul>
变成：
<ul class="nav navbar-nav">
{% if current_user.confirmed and current_user.is_authenticated() %}
<li><a href="{{ url_for('user.profile') }}">Profile</a></li>
{% elif current_user.is_authenticated() %}
<li><a href="{{ url_for('user.unconfirmed') }}">Confirm</a></li>
{% endif %}
</ul>
又该测试了！
第二次测试
打开应用，再次用能登陆的email地址注册。（可以随便从数据库删除你之前注册的老用户，这样可以再用一遍）现在，注册完会转入http://localhost:5000/unconfirmed。
确保测试了http://localhost:5000/profile路径。这会使你转到http://localhost:5000/unconfirmed。
验证email，你就会有完整页面的权限了。快去把！
重寄送email
最后，来做重新寄送的链接。增加下面的视图函数到project/user/views.py：
@user_blueprint.route('/resend')
@login_required
def resend_confirmation():
token = generate_confirmation_token(current_user.email)
confirm_url = url_for('user.confirm_email', token=token, _external=True)
html = render_template('user/activate.html', confirm_url=confirm_url)
subject = "Please confirm your email"
send_email(current_user.email, subject, html)
flash('A new confirmation email has been sent.', 'success')
return redirect(url_for('user.unconfirmed'))
现在更新unconfirmed.html 模板：
{% extends "_base.html" %}
{% block content %}
<h1>Welcome!</h1>
<br>
<p>You have not confirmed your account. Please check your inbox (and your spam folder) - you should have received an email with a confirmation link.</p>
<p>Didn't get the email? <a href="{{ url_for('user.resend_confirmation') }}">Resend</a>.</p>
{% endblock %}
第三次测试
你知道这次的演练内容了，这次保证去重新寄送一个新的确认email，测试链接。应该没问题。
最后，如果你给自己发好几个验证信，会发生什么？ 每封都有效吗？测试一下。注册个新用户，寄送一些新的验证信。验证第一封试试。它可以吗？它应该可以。这样行吗？你是否认为要是新的寄出，其他email应该失效呢？
对这种事做些调查。测试下你用的其他网页应用。它们是怎么处理这种行为的？
更新测试套件
好的。这是为了主要功能。我们更新当前测试套件怎么样？因为它，嗯，有问题。
运行测试：
$ python manage.py test
你会看到下面的错误：
TypeError: __init__() takes at least 4 arguments (3 given)
要去改正它，只需要在project/util.py中更新setUp()方法：
def setUp(self): db.create_all() user = User(email="ad@min.com", password="admin_user", confirmed=False) db.session.add(user) db.session.commit()
测试之前，在tests/test_models.py中，注释一下test_user_registration()测试，因为我们不想为了这个测试真 的发送一封邮件。
现在再测试一下。应该全能通过！
结论
还可以做更多的：
- 富文本 vs. 纯文本email——应该都寄出。
- 重设定密码email——当用户忘记密码时，这些应该被寄出。
- 用户管理——应该允许用户更新email和密码，当email变了的话，应该重新验证一遍。
- 测试——需要写更多测试来涉及更多新功能，包含用mock/patch更新的test_user_registration()，来防止实际email被发送。
