🐍 Python 后端开发

Python现代化后端开发技术栈学习与实践。

🎯 技术栈

Web框架

  • Django：全功能框架、ORM、管理后台、安全机制

  • Flask：轻量级框架、灵活扩展、微服务友好

  • FastAPI：高性能API、自动文档、类型提示

  • Tornado：异步框架、高并发、WebSocket支持

数据库技术

  • 关系型数据库：PostgreSQL、MySQL、SQLite

  • NoSQL数据库：MongoDB、Redis、Cassandra

  • ORM框架：Django ORM、SQLAlchemy、Peewee

  • 数据库迁移：Alembic、Django Migrations

异步编程

  • asyncio：异步IO、协程、事件循环

  • aiohttp：异步HTTP客户端/服务器

  • Celery：分布式任务队列、定时任务

  • RQ：简单任务队列、Redis后端

📚 学习路径

第一阶段：Python基础 (1-2个月)

  • Python核心：语法、数据结构、面向对象

  • 标准库：os、sys、json、datetime、collections

  • 第三方库：requests、pandas、numpy、matplotlib

  • 项目实践：命令行工具、数据处理脚本

第二阶段：Web开发 (2-3个月)

  • Django基础：模型、视图、模板、URL路由

  • Flask基础：路由、模板、请求处理、扩展

  • 数据库操作：ORM使用、查询优化、事务处理

  • 项目实践：博客系统、API服务

第三阶段：高级特性 (2-3个月)

  • 异步编程：asyncio、async/await、并发处理

  • API开发：RESTful API、GraphQL、文档生成

  • 测试框架：pytest、unittest、mock、coverage

  • 项目实践：微服务、实时应用

第四阶段：生产部署 (持续)

  • 容器化：Docker、Docker Compose

  • 部署运维：Nginx、Gunicorn、uWSGI

  • 监控日志：ELK、Prometheus、Grafana

  • 性能优化：缓存、数据库优化、异步处理

🚀 项目实践

基础项目

  • 个人博客：文章管理、评论系统、标签分类

  • 任务管理：待办事项、项目跟踪、团队协作

  • 文件管理：文件上传、存储、分享、权限控制

  • API网关：路由转发、认证授权、限流熔断

进阶项目

  • 电商平台：商品管理、订单处理、支付集成

  • 社交平台：用户关系、动态发布、实时聊天

  • 内容管理：CMS系统、工作流、多租户

  • 数据分析：数据采集、ETL、可视化

高级项目

  • 微服务架构：服务拆分、服务发现、配置管理

  • 实时系统：WebSocket、消息队列、流处理

  • 机器学习：模型训练、API服务、模型部署

  • 云原生应用：Kubernetes、服务网格、Serverless

💡 最佳实践

代码规范

  • PEP 8：Python代码风格指南

  • 类型提示：mypy、typing模块、类型检查

  • 代码质量：flake8、black、isort、pylint

  • 文档规范：docstring、Sphinx、API文档

性能优化

  • 算法优化：时间复杂度、空间复杂度分析

  • 数据库优化：索引设计、查询优化、连接池

  • 缓存策略：Redis、Memcached、本地缓存

  • 异步处理：协程、线程池、进程池

安全实践

  • 认证授权：JWT、OAuth2、RBAC权限控制

  • 数据安全：密码加密、SQL注入防护、XSS防护

  • 接口安全：参数验证、限流、防刷、CORS

  • 系统安全：HTTPS、安全头、CSRF防护

📝 学习笔记

重要概念

  • 装饰器：函数装饰器、类装饰器、参数化装饰器

  • 生成器：生成器函数、生成器表达式、yield

  • 上下文管理器：with语句、enter、exit

  • 元类：类创建、元类编程、动态类生成

设计模式

  • 创建型模式：单例、工厂、建造者、原型

  • 结构型模式：适配器、装饰器、代理、外观

  • 行为型模式：观察者、策略、命令、状态

  • Python特色：鸭子类型、Mixin、描述符

异步编程

  • 协程：async/await、协程对象、任务调度

  • 事件循环：事件驱动、回调、Future、Task

  • 并发模型：多线程、多进程、异步IO

  • 性能对比：同步vs异步、IO密集型vsCPU密集型

🔧 开发工具

IDE与编辑器

  • PyCharm：专业IDE、智能提示、调试

  • VS Code：轻量级、插件丰富、Python支持

  • Vim/Emacs：命令行、高效编辑

  • Jupyter：交互式开发、数据分析

包管理

  • pip：包安装、依赖管理

  • conda：环境管理、科学计算

  • poetry：现代依赖管理、虚拟环境

  • pipenv：pip + virtualenv、依赖锁定

测试工具

  • pytest：测试框架、fixture、参数化

  • unittest：标准库、测试套件、断言

  • coverage：代码覆盖率、测试质量

  • tox：多环境测试、持续集成

部署工具

  • Docker：容器化、镜像构建、多阶段构建

  • Kubernetes：容器编排、服务发现、负载均衡

  • Gunicorn：WSGI服务器、多进程、异步

  • uWSGI：WSGI服务器、高性能、配置灵活