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社区首页 >专栏 >十五天Python系统学习教程第十五天

十五天Python系统学习教程第十五天

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紫风
发布2025-10-14 15:27:45
发布2025-10-14 15:27:45
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📅 Day 15 详细学习计划:Python综合项目实战与学习路径规划

学习目标 ✅ 综合运用前14天知识完成完整项目开发 ✅ 掌握生产级项目架构设计与优化技巧 ✅ 制定后续学习计划与技能提升方案 ✅ 理解Python工程化开发最佳实践


一、实战项目:企业级任务管理系统
1.1 项目需求
  • 核心功能
    • 用户认证(JWT令牌)
    • 任务CRUD与状态流转(待办/进行中/已完成)
    • 任务分类与优先级管理
    • 数据统计可视化(任务完成率/耗时分析)
    • 邮件通知与日志审计
  • 技术栈
    • 前端:Vue.js + Element Plus(或Jinja2模板)
    • 后端:Flask + SQLAlchemy + Celery
    • 存储:PostgreSQL + Redis
    • 部署:Docker + Nginx + Gunicorn

二、项目架构设计
2.1 分层架构(对比Java的Spring分层)
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task-manager/  
├── app/  
│   ├── __init__.py          # 应用初始化  
│   ├── models.py           # 数据模型(类似Java的Entity)  
│   ├── routes/             # 路由模块(类似Controller)  
│   ├── services/           # 业务逻辑层(类似Service)  
│   ├── utils/              # 工具类(类似Java的Utils)  
│   └── extensions.py       # 扩展组件(数据库/邮件等)  
├── tests/                  # 测试套件  
├── migrations/             # 数据库迁移脚本  
├── requirements.txt        # 依赖清单  
├── Dockerfile              # 容器化配置  
└── celery_worker.py        # 异步任务处理  

三、核心模块实现
3.1 数据模型(SQLAlchemy ORM)
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# models.py  
from datetime import datetime  
from app.extensions import db  

class User(db.Model):  
    id = db.Column(db.Integer, primary_key=True)  
    username = db.Column(db.String(80), unique=True)  
    tasks = db.relationship('Task', backref='owner')  

class Task(db.Model):  
    id = db.Column(db.Integer, primary_key=True)  
    title = db.Column(db.String(200), nullable=False)  
    status = db.Column(db.Enum('todo', 'doing', 'done'))  
    priority = db.Column(db.Integer, default=3)  
    created_at = db.Column(db.DateTime, default=datetime.utcnow)  
    user_id = db.Column(db.Integer, db.ForeignKey('user.id'))  
3.2 服务层(业务逻辑封装)
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# services/task_service.py  
from app.models import Task  

class TaskService:  
    @staticmethod  
    def create_task(user_id, title, priority=3):  
        new_task = Task(title=title, priority=priority, user_id=user_id)  
        db.session.add(new_task)  
        db.session.commit()  
        return new_task  

    @staticmethod  
    def get_user_tasks(user_id, status=None):  
        query = Task.query.filter_by(user_id=user_id)  
        if status:  
            query = query.filter_by(status=status)  
        return query.order_by(Task.priority.desc()).all()  

四、高级功能实现
4.1 JWT认证(对比Spring Security)
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from flask_jwt_extended import JWTManager, create_access_token  

jwt = JWTManager()  

@jwt.user_identity_loader  
def user_identity_lookup(user):  
    return user.id  

@jwt.user_lookup_loader  
def user_lookup_callback(_jwt_header, jwt_data):  
    identity = jwt_data["sub"]  
    return User.query.get(identity)  

# 登录接口  
@app.route("/login", methods=["POST"])  
def login():  
    username = request.json.get("username")  
    user = User.query.filter_by(username=username).first()  
    access_token = create_access_token(identity=user)  
    return {"access_token": access_token}  
4.2 异步任务(Celery + Redis)
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# celery_worker.py  
from celery import Celery  
from app.extensions import mail  

celery = Celery(__name__, broker="redis://localhost:6379/0")  

@celery.task  
def send_notification_email(recipient, message):  
    mail.send_message(  
        subject="任务提醒",  
        recipients=[recipient],  
        body=message  
    )  

# 在服务层调用  
TaskService.create_task(...)  
send_notification_email.delay(user.email, "新任务已创建")  

五、生产级部署方案
5.1 Docker容器化配置
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# Dockerfile  
FROM python:3.10-slim  

WORKDIR /app  
COPY requirements.txt .  
RUN pip install -r requirements.txt  

COPY . .  

CMD ["gunicorn", "-w", "4", "-b", "0.0.0.0:5000", "app:create_app()"]  
5.2 Nginx反向代理配置
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# task-manager.conf  
server {  
    listen 80;  
    location / {  
        proxy_pass http://web:5000;  
        proxy_set_header Host $host;  
    }  
    location /static {  
        alias /app/static;  
    }  
}  

六、后续学习路径规划
6.1 技能深化方向

方向

推荐学习内容

资源推荐

Web开发

FastAPI/Django源码研究

《Flask Web开发实战》

数据分析

Pandas高级操作/ML模型部署

《利用Python进行数据分析》

系统编程

协程原理/CPython源码解读

《Python源码剖析》

DevOps

Kubernetes/CI-CD流水线优化

《Python自动化运维》

6.2 开源贡献建议
  1. 参与知名项目
    • Flask扩展开发(如Flask-SQLAlchemy)
    • PyPI流行库的Issue修复
  2. 个人项目孵化
    • 开发领域特定工具(如自动化测试框架插件)
    • 构建开发者工具链(CLI工具/IDE插件)

七、Java开发者转型建议
7.1 思维模式转换

Java习惯

Python最佳实践

过度设计接口

鸭子类型优先,需要时用Protocol

依赖Spring生态

选择"微框架+组合式"方案

强类型约束

活用类型提示(mypy)

线程池处理并发

优先协程,必要时用多进程

7.2 常见陷阱规避

可变默认参数

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# 错误方式  
def add_item(item, items=[]):  
    items.append(item)  

# 正确方式  
def add_item(item, items=None):  
    items = items or []  

循环导入问题

  • 使用局部导入或重构模块结构

GIL对多线程的影响

  • CPU密集型任务改用多进程(concurrent.futures.ProcessPoolExecutor

八、扩展挑战任务
  1. 性能优化
    • 使用Cython加速核心算法
    • 添加Redis缓存层
  2. 微服务改造
    • 拆分为任务服务/用户服务/通知服务
    • 使用gRPC进行服务间通信
  3. 监控系统集成
    • 接入Prometheus收集指标
    • 使用Grafana制作实时看板

毕业项目代码仓库https://github.com/example/task-manager(含完整实现与部署指南)

通过15天的系统学习,您已完成从Java开发者到Python全栈工程师的蜕变。关键收获: 1️⃣ 掌握Python核心特性与工程化开发能力 2️⃣ 建立跨语言思维,理解不同生态的优劣取舍 3️⃣ 具备复杂项目的架构设计与实施经验 4️⃣ 制定清晰的职业发展技术路线图

保持持续学习,在Python的星辰大海中探索更多可能! 🚀

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原始发表:2025-04-08,如有侵权请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除

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  • 📅 Day 15 详细学习计划:Python综合项目实战与学习路径规划
  • 一、实战项目:企业级任务管理系统
    • 1.1 项目需求
  • 二、项目架构设计
    • 2.1 分层架构(对比Java的Spring分层)
  • 三、核心模块实现
    • 3.1 数据模型(SQLAlchemy ORM)
    • 3.2 服务层(业务逻辑封装)
  • 四、高级功能实现
    • 4.1 JWT认证(对比Spring Security)
    • 4.2 异步任务(Celery + Redis)
  • 五、生产级部署方案
    • 5.1 Docker容器化配置
    • 5.2 Nginx反向代理配置
  • 六、后续学习路径规划
    • 6.1 技能深化方向
    • 6.2 开源贡献建议
  • 七、Java开发者转型建议
    • 7.1 思维模式转换
    • 7.2 常见陷阱规避
  • 八、扩展挑战任务
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