Django核心知识点详解：JSON、AJAX、Cookie、Session与用户认证

1. JSON数据格式详解

1.1 什么是JSON？

JSON（JavaScript Object Notation）是一种轻量级的数据交换格式，具有以下特点：

• 独立于语言，几乎所有编程语言都支持

• 易于人阅读和编写

• 易于机器解析和生成

• 基于文本，比XML更简洁

1.2 JSON基本格式

对象格式

{
    "name": "rose",
    "age": 20
}

• 使用大括号{}包裹

• 键值对形式，键必须用双引号包裹

• 多个键值对用逗号分隔

数组格式

["jack", 18, "man"]

• 使用中括号[]包裹

• 元素可以是任意类型

• 元素间用逗号分隔

1.3 复杂JSON示例

{
    "name": "jack",
    "age": 29,
    "hobby": ["reading", "travel", "photography"],
    "school": {
        "name": "Merrimack College",
        "location": "North Andover, MA"
    }
}

1.4 JSON与XML对比

XML示例：

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<country>
    <name>中国</name>
    <province>
        <name>黑龙江</name>
        <cities>
            <city>哈尔滨</city>
            <city>大庆</city>
        </cities>
    </province>
</country>

JSON等效：

{
    "name": "中国",
    "province": [{
        "name": "黑龙江",
        "cities": ["哈尔滨", "大庆"]
    }]
}

JSON优势：

1. 更简洁，减少传输数据量

2. 更易读

3. 直接对应JavaScript对象

4. 解析速度更快

1.5 JSON在各语言中的处理

2. AJAX技术详解

2.1 什么是AJAX？

AJAX（Asynchronous JavaScript and XML）是一种创建交互式网页应用的技术，特点：

• 异步：不阻塞页面其他操作

• 局部刷新：只更新部分页面内容

• 数据量小：减少不必要的数据传输

2.2 AJAX工作原理

 浏览器->>服务器: 发送AJAX请求
 服务器->>浏览器: 返回数据(JSON/XML)
 浏览器->>DOM: 更新页面局部内容

2.3 jQuery实现AJAX

GET请求：

$.get('/api/data', {param1: 'value'}, function(data) {
    console.log(data);
});

POST请求：

$.ajax({
    url: '/api/save',
    type: 'POST',
    data: {
        name: '张三',
        age: 25
    },
    success: function(res) {
        alert('保存成功');
    }
});

2.4 处理CSRF Token

Django中防止CSRF攻击的解决方案：

$.ajax({
    url: "/submit/",
    type: "POST",
    data: {
        "data": "value",
        "csrfmiddlewaretoken": $("[name='csrfmiddlewaretoken']").val()
    }
});

2.5 文件上传示例

var formData = new FormData();
formData.append("file", $("#fileInput")[0].files[0]);

$.ajax({
    url: '/upload/',
    type: 'POST',
    data: formData,
    processData: false,
    contentType: false,
    success: function(data) {
        console.log("上传成功");
    }
});

3. Cookie机制详解

3.1 Cookie是什么？

• 服务器发送到浏览器的小段数据（键值对）

• 浏览器会存储并在后续请求中自动携带

• 典型应用：登录状态保持、用户偏好设置

3.2 Django中操作Cookie

设置Cookie：

response = HttpResponse()
response.set_cookie(
    'username', 
    '张三',
    max_age=3600,  # 1小时过期
    path='/',      # 全站有效
    secure=True,   # 仅HTTPS传输
    httponly=True  # 防止XSS攻击
)

读取Cookie：

username = request.COOKIES.get('username', '默认值')

删除Cookie：

response = HttpResponse()
response.delete_cookie('username')

3.3 Cookie登录校验示例

def login(request):
    if request.method == 'POST':
        username = request.POST.get('username')
        password = request.POST.get('password')
        if valid_user(username, password):  # 自定义验证函数
            response = redirect('/home/')
            response.set_cookie('is_login', True)
            return response
    return render(request, 'login.html')

4. Session机制详解

4.1 为什么需要Session？

• Cookie大小限制（4KB）

• 敏感信息不宜存储在客户端

• 需要存储更多用户状态信息

4.2 Session工作原理

A[浏览器] -->|携带Session ID| B[服务器]
B -->|查找| C[Session存储]
C -->|返回用户数据| B
B -->|响应| A

4.3 Django中Session操作

基本操作：

# 设置
request.session['user'] = {'id': 1, 'name': '张三'}

# 获取
user = request.session.get('user')

# 删除
del request.session['user']

高级操作：

# 获取所有键
keys = request.session.keys()

# 设置过期时间(秒)
request.session.set_expiry(3600) 

# 清除所有Session
request.session.flush()

4.4 Session配置

# settings.py
SESSION_ENGINE = 'django.contrib.sessions.backends.db'  # 数据库存储
SESSION_COOKIE_AGE = 1209600  # 2周过期(默认)
SESSION_SAVE_EVERY_REQUEST = True  # 每次请求都保存

5. Django用户认证系统

5.1 内置功能

• 用户注册、登录、注销

• 密码修改、重置

• 权限管理

• 用户组管理

5.2 核心方法

用户认证：

from django.contrib.auth import authenticate

user = authenticate(
    request,
    username='admin',
    password='123456'
)
if user is not None:
    login(request, user)  # 登录用户

创建用户：

from django.contrib.auth.models import User

# 普通用户
User.objects.create_user(
    username='user1',
    password='mypassword'
)

# 超级用户
User.objects.create_superuser(
    username='admin',
    password='admin123',
    email='admin@example.com'
)

5.3 视图保护

from django.contrib.auth.decorators import login_required

@login_required(login_url='/login/')
def profile(request):
    return render(request, 'profile.html')

5.4 扩展用户模型

from django.contrib.auth.models import AbstractUser

class CustomUser(AbstractUser):
    phone = models.CharField(max_length=11, unique=True)
    avatar = models.ImageField(upload_to='avatars/')

# settings.py
AUTH_USER_MODEL = 'app.CustomUser'

6. 实用技巧与最佳实践

6.1 安全建议

1. 始终使用HTTPS传输Cookie

2. 敏感操作使用CSRF保护

3. 密码必须哈希存储

4. Session设置合理过期时间

6.2 性能优化

1. 频繁访问的Session数据使用缓存后端

2. 大型文件不要通过Session存储

3. 合理设置Cookie的domain和path

6.3 常见问题解决

问题1：AJAX请求403 Forbidden

• 确保携带了CSRF Token

• 检查视图的权限设置

问题2：Session不持久

• 检查SESSION_COOKIE_AGE设置

• 确保浏览器没有禁用Cookie

问题3：用户认证失败

• 检查用户是否is_active=True

• 验证密码是否正确：user.check_password('123')

7. 总结

本文详细介绍了Django开发中的核心知识点：

1. JSON：现代Web开发的标准数据格式

2. AJAX：实现无刷新交互的关键技术

3. Cookie：客户端状态存储的基本方式

4. Session：服务端用户状态管理方案

5. 用户认证：快速构建安全系统的利器