Django權限機制實現代碼詳解

本文研究的主要是Django權限機制的相關內容，具體如下。

1. Django權限機制概述

權限機制能夠約束用戶行為，控制頁面的顯示內容，也能使API更加安全和靈活；用好權限機制，能讓系統更加強大和健壯。因此，基于Django的開發，理清Django權限機制是非常必要的。

1.1 Django的權限控制

Django用user, group和permission完成了權限機制，這個權限機制是將屬于model的某個permission賦予user或group，可以理解為全局的權限，即如果用戶A對數據模型（model）B有可寫權限，那么A能修改model B的所有實例（objects）。group的權限也是如此，如果為group C 賦予model B的可寫權限，則隸屬于group C 的所有用戶，都可以修改model B的所有實例。

這種權限機制只能解決一些簡單的應用需求，而大部分應用場景下，需要更細分的權限機制。以博客系統為例，博客系統的用戶可分為『管理員』、『編輯』、『作者』和『讀者』四個用戶組；博客系統管理員和編輯具有查看、修改和刪除所有的文章的權限，作者只能修改和刪除自己寫的文章，而讀者則只有閱讀權限。管理員、編輯和讀者的權限，我們可以用全局權限做控制，而對于作者，全局權限無法滿足需求，僅通過全局權限，要么允許作者編輯不屬于自己的文章，要么讓作者連自己的文章都無法修改。

上述的應用場景，Django自帶的權限機制無法滿足需求，需要引入另一種更細的權限機制：對象權限（object permission）。

Object Permission是一種對象顆粒度上的權限機制，它允許為每個具體對象授權。仍沿用最開始的例子，如果model B有三個實例 B1，B2 和B3，如果我們把B1的可寫權限賦予用戶A，則A可以修改B1對象，而對B2，B3無法修改。

對group也一樣，如果將B2的可寫權限賦予group C，則隸屬于group C的所有用戶均可以修改B2，但無法修改B1和B3。結合Django自帶權限機制和object permission，博客系統中作者的權限控制迎刃而解：系統全局上不允許作者編輯文章，而對于屬于作者的具體文章，賦予編輯權限即可。

Django其實包含了object permission的框架，但沒有具體實現，object permission的實現需要借助第三方app django-guardian，我們在開發中用調用django guradian封裝好的方法即可。

1.2 Django的權限項

Django用permission對象存儲權限項，每個model默認都有三個permission，即add model, change model和delete model。例如，定義一個名為『Car』model，定義好Car之后，會自動創建相應的三個permission：add_car, change_car和delete_car。Django還允許自定義permission，例如，我們可以為Car創建新的權限項：drive_car, clean_car, fix_car等等

需要注意的是，permission總是與model對應的，如果一個object不是model的實例，我們無法為它創建/分配權限。

2. Django 自帶權限機制的應用

2.1 Permission

如上文所述，Django定義每個model后，默認都會添加該model的add, change和delete三個permission，自定義的permission可以在我們定義model時手動添加：

class Task(models.Model):
  ...
  class Meta:
    permissions = (
      ("view_task", "Can see available tasks"),
      ("change_task_status", "Can change the status of tasks"),
      ("close_task", "Can remove a task by setting its status as closed"),
    )

每個permission都是django.contrib.auth.Permission類型的實例，該類型包含三個字段name, codename 和 content_type，其中 content_type反應了permission屬于哪個model，codename如上面的view_task，代碼邏輯中檢查權限時要用， name是permission的描述，將permission打印到屏幕或頁面時默認顯示的就是name。

在model中創建自定義權限，從系統開發的角度，可理解為創建系統的內置權限，如果需求中涉及到用戶使用系統時創建自定義權限，則要通過下面方法：

from myapp.models import BlogPost
from django.contrib.auth.models import Permission
from django.contrib.contenttypes.models import ContentType

content_type = ContentType.objects.get_for_model(BlogPost)
permission = Permission.objects.create(codename='can_publish',
                    name='Can Publish Posts',
                    content_type=content_type)

2.2 User Permission管理

User對象的user_permission字段管理用戶的權限：

myuser.user_permissions = [permission_list]
myuser.user_permissions.add(permission, permission, ...) #增加權限
myuser.user_permissions.remove(permission, permission, ...) #刪除權限
myuser.user_permissions.clear() #清空權限

##############################################################
# 注：上面的permission為django.contrib.auth.Permission類型的實例
##############################################################

檢查用戶權限用has_perm()方法：

myuser.has_perm('myapp.fix_car')

has_perm()方法的參數，即permission的codename，但傳遞參數時需要加上model 所屬app的前綴，格式為<app label>.<permission codename>。

無論permission賦予user還是group，has_perm()方法均適用

附注：
user.get_all_permissions()方法列出用戶的所有權限，返回值是permission name的list
user.get_group_permissions()方法列出用戶所屬group的權限，返回值是permission name的list

2.3 Group Permission管理

group permission管理邏輯與user permission管理一致，group中使用permissions字段做權限管理：

group.permissions = [permission_list]
group.permissions.add(permission, permission, ...)
group.permissions.remove(permission, permission, ...)
group.permissions.clear()

權限檢查：

依然使用user.has_perm()方法。

2.4 permission_required 裝飾器

權限能約束用戶行為，當業務邏輯中涉及到權限檢查時，decorator能夠分離權限驗證和核心的業務邏輯，使代碼更簡潔，邏輯更清晰。permission的decorator為permission_required：

from django.contrib.auth.decorators import permission_required

@permission_required('car.drive_car')
def my_view(request):

2.5 Template中的權限檢查

Template中使用全局變量perms存儲當前用戶的所有權限，權限檢查可以參考下面例子：

{% if perms.main.add_page %}
      <li class="dropdown">
       <a href="#" rel="external nofollow" class="dropdown-toggle" data-toggle="dropdown" role="button" aria-expanded="false">Pages <span class="caret"></span></a>
       <ul class="dropdown-menu" role="menu">
        <li><a href="{% url 'main:admin_pages' %}" rel="external nofollow" >All Pages</a></li>
        <li><a href="{% url 'main:admin_page' %}" rel="external nofollow" >New Page</a></li>
        <li><a href="{% url 'main:admin_pages' %}?draft=true" rel="external nofollow" >Drafts</a></li>
       </ul>
      </li>
{% endif %}

3. 基于Django-guardian的object permission的應用

Django-guardian基于django的原生邏輯擴展了django的權限機制，應用django-guardian后，可以使用django-guardian提供的方法以及django的原生方法檢查全局權限，django-guardian提供的object permission機制使django的權限機制更加完善。

django-guardian詳細的使用文檔請參考官方文檔，其object permission常用方法如下：

from guardian.shortcuts import assign_perm, get_perms
from guardian.core import ObjectPermissionChecker
from guardian.decorators import permission_required

3.1 添加object permission

添加object permission使用assign_perm()方法，如為用戶添加對mycar對象的drive_car權限：

assign_perm('myapp.drive_car', request.user, mycar)

assign_perm()方法也可用于group

assign_perm('myapp.drive_car', mygroup, mycar)

3.2 權限檢查

3.2.1 Global permission

get_perms()方法用于檢查用戶的“全局權限”（global permission），與user.has_perm()異曲同工，如：

#############################
# It works! 
#############################
 if not 'main.change_post' in get_perms(request.user, post):
   raise HttpResponse('Forbidden')

#############################
# It works, too!
#############################
if not request.user.has_perm('main.change_post')
  return HttpResponse('Forbidden')

例子中雖然把post object作為參數傳給get_perms()方法，但它只檢查user的全局權限中是否有main.change_post權限，很多情況下可用原生的user.has_perm取代，但user和group均可作為get_perms()的傳入參數，某些情況下可以使代碼更簡潔。

3.2.2 Object permission

Django-guardian中使用ObjectPermissionChecker檢查用戶的object permission，示例如下：

checker = ObjectPermissionChecker(request.user)
print checker.has_perm('main.change_post', post)

3.3 permission_required裝飾器

guardian.decorators.permission_required是django-guardian權限檢查的decorator，既可以檢查全局權限，又可以檢查對象權限（object permission），其中，accept_global_perms參數指出是否檢查user的global permission，如：

from guardian.decorators import permission_required

class DeletePost(View):
  @method_decorator(permission_required('main.delete_post', 
              (models.Post, 'id', 'pk'), 
              accept_global_perms=True))
  def get(self, request, pk):
    try:
      pk = int(pk)
      cur_post = models.Post.objects.get(pk=pk)
      is_draft = cur_post.is_draft

      url = reverse('main:admin_posts')
      if is_draft:
        url = '{0}?draft=true'.format(url)  
      cur_post.delete()
    except models.Post.DoesNotExist:
      raise Http404

    return redirect(url)

注：
decorator中的(models.Post, ‘id', ‘pk')部分，用于指定object實例，如果忽略這個參數，則不論accept_global_perms值為True還是False，均僅僅檢查全局權限。

4. 結論

Django原生提供了一種簡單的全局權限（global permission）控制機制，但很多應用場景下，對象權限（object permission）更加有用；django-guardian是目前比較活躍的一個django extension，提供了一種有效的object permission控制機制，與django原生機制一脈相承，推薦使用。

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