【初心者向け】たった10分でflaskを使ったWebアプリが作れる！基本の使い方からデプロイまで丁寧に解説

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Flaskは、PythonでWebアプリケーションを開発するためのフレームワークです。シンプルで柔軟性が高く、初心者にも扱いやすいことが特徴です。この記事では、Flaskの基本的な使い方からデプロイまでを丁寧に解説します。最後には、Flaskを使いこなすためのコツも紹介するので、ぜひ参考にしてください。

この記事を読んだらわかること
  • Flaskの特徴とメリット
  • Flaskのインストール方法と開発環境の準備
  • Hello Worldアプリケーションの作成
  • ルーティングの基本と動的なURL指定
  • HTMLテンプレートの使い方
  • フォームの処理とデータベースの連携
  • Flaskアプリケーションのデプロイ方法
  • Flaskを使いこなすためのコツ

目次

flaskとは？Webアプリケーション開発に最適なPythonフレームワーク

Flaskは、Pythonで書かれたWebアプリケーションフレームワークの1つです。軽量で柔軟性が高く、シンプルな設計が特徴です。Flaskは、RubyのフレームワークであるSinatraに影響を受けて開発されました。

Flaskは必要最小限のコンポーネントで構成されているため、拡張性に優れています。デフォルトでJinja2テンプレートエンジンを使用しているため、HTMLテンプレートの作成が容易です。また、WerkzeugというWSGIウェブアプリケーションライブラリを使用しているため、Webサーバーとの接続やリクエスト処理を簡単に実装できます。

Flaskを使う最大のメリットは、学習コストが低いことです。Pythonの知識があれば比較的容易に習得でき、小〜中規模のWebアプリケーション開発に適しています。また、マイクロサービスアーキテクチャとの親和性が高いのも特徴です。

Pythonで有名なフルスタックフレームワークであるDjangoと比較すると、Flaskはマイクロフレームワークに分類されます。Djangoは多機能ですが、その分学習コストが高くなります。一方、Flaskはシンプルで拡張性が高いため、必要な機能を柔軟に追加していくことができます。

以下は、Flaskを使った最小限のWebアプリケーションのサンプルコードです。

from flask import Flask

app = Flask(__name__)

@app.route('/')
def hello():
    return 'Hello, World!'

if __name__ == '__main__':
    app.run()

上記のコードでは、Flaskクラスをインポートし、appという名前でFlaskアプリケーションのインスタンスを作成しています。@app.route('/')でルートURLを指定し、対応する関数hello()を定義しています。この関数はブラウザに’Hello, World!’を表示します。

Flaskは、このようにシンプルで直感的な記述でWebアプリケーションを開発できるため、初心者にも取り組みやすいフレームワークです。次章では、Flaskのインストールと開発環境の準備方法について解説します。

flaskのインストールと開発環境の準備方法

Flaskを使い始めるには、まずPythonがインストールされている必要があります。インストールされていない場合は、公式サイトからダウンロードしてインストールしてください。

pipを使ったflaskのインストール手順

Flaskのインストールには、Pythonのパッケージ管理ツールであるpipを使用します。以下のコマンドを実行してください。

pip install flask

仮想環境を使用することで、プロジェクトごとに異なるバージョンのパッケージを管理できます。以下の手順で仮想環境を作成し、Flaskをインストールします。

python -m venv venv
source venv/bin/activate  # Unix/macOS
venv\Scripts\activate  # Windows
pip install flask

flaskの開発に便利なエディタとその設定方法

Flaskの開発には、以下のようなエディタが便利です。

  1. Visual Studio Code: 豊富な拡張機能とPython開発のサポートが特徴です。デバッグ機能も充実しています。
  2. PyCharm: JetBrains社製のPython IDEです。Flaskプロジェクトのテンプレートが用意されています。
  3. Sublime Text: 軽量で高速なテキストエディタです。Pythonの構文ハイライトとコード補完をサポートしています。

ここでは、Visual Studio Codeを例に、Flaskの開発環境を設定する方法を説明します。

  1. Python拡張機能をインストールします。
  2. Flaskプロジェクトのフォルダを開きます。
  3. 仮想環境を選択します。
  4. デバッグ設定を作成します。
  • .vscodeフォルダ内にlaunch.jsonファイルを作成します。
   {
       "version": "0.2.0",
       "configurations": [
           {
               "name": "Python: Flask",
               "type": "python",
               "request": "launch",
               "module": "flask",
               "env": {
                   "FLASK_APP": "app.py",
                   "FLASK_ENV": "development",
                   "FLASK_DEBUG": "1"
               },
               "args": [
                   "run",
                   "--no-debugger",
                   "--no-reload"
               ],
               "jinja": true
           }
       ]
   }

以上の設定により、Visual Studio Code上でFlaskアプリケーションを開発し、デバッグすることができます。

次章では、Flaskの基本的な使い方について解説します。

flaskの使い方 – Hello Worldから簡単なWebアプリケーションの作成まで

Flaskを使ってWebアプリケーションを開発する際の基本的な使い方について、順を追って解説します。

Hello Worldアプリケーションの解説 – 最小限のflaskアプリ

以下は、Flaskを使った最小限のWebアプリケーションの例です。

from flask import Flask

app = Flask(__name__)

@app.route('/')
def hello():
    return 'Hello, World!'

if __name__ == '__main__':
    app.run()

このコードでは、Flaskクラスをインポートし、appという名前でFlaskアプリケーションのインスタンスを作成しています。@app.route('/')デコレータを使って、ルートURL（/）に対応する関数hello()を定義しています。この関数は、ブラウザに’Hello, World!’を表示します。

ルーティングの基本 – URLとPythonコードを対応づける

Flaskでは、@app.route()デコレータを使ってURLとPythonコードを対応づけます。以下は、複数のルートを定義する例です。

@app.route('/')
def index():
    return 'This is the index page.'

@app.route('/hello')
def hello():
    return 'Hello, World!'

この例では、ルートURL（/）にアクセスするとindex()関数が呼び出され、/helloにアクセスするとhello()関数が呼び出されます。

動的なURLの指定とURLパラメータの受け取り方

Flaskでは、<variable_name>を使って動的なURLを指定することができます。以下は、ユーザー名とブログ記事のIDをURLパラメータとして受け取る例です。

@app.route('/user/<username>')
def show_user_profile(username):
    return f'User {username}'

@app.route('/post/<int:post_id>')
def show_post(post_id):
    return f'Post {post_id}'

<username>や<int:post_id>のように、<>内に変数名を指定します。int:のようにデータ型を指定することもできます。これらの変数は、関数の引数として受け取ることができます。

HTMLテンプレートの使い方とJinja2の基本

FlaskでHTMLを表示する際には、render_template()関数を使ってHTMLテンプレートをレンダリングします。HTMLテンプレートには、Jinja2テンプレートエンジンを使用します。

まず、templatesフォルダを作成し、その中にHTMLテンプレートを配置します。以下は、index.htmlの例です。

<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
    <title>{{ title }}</title>
</head>
<body>
    <h1>Hello, {{ name }}!</h1>
</body>
</html>

次に、Pythonコード内でrender_template()関数を使ってHTMLテンプレートをレンダリングします。

from flask import render_template

@app.route('/')
def index():
    return render_template('index.html')

@app.route('/hello/<name>')
def hello(name):
    return render_template('index.html', title='Greeting', name=name)

render_template()の第1引数にはHTMLテンプレートのファイル名を指定します。titleやnameのようにキーワード引数を指定することで、HTMLテンプレート内の変数に値を渡すことができます。

以上が、Flaskの基本的な使い方の解説です。次章では、フォームの処理とデータベースの連携について説明します。

フォームの処理とデータベースの連携

Webアプリケーションを作成する上で、ユーザーからのデータ入力を処理し、データベースに保存することは重要な機能です。ここでは、Flask-WTFormsを使ったフォームの作成・処理方法とSQLAlchemyを使ったデータベース操作について説明します。

Flask-WTFormsを使ったフォームの作成と処理方法

Flask-WTFormsは、Flaskアプリケーションでフォームを簡単に扱うための拡張機能です。以下の手順でフォームを作成し、処理します。

  1. フォームクラスの定義
from flask_wtf import FlaskForm
from wtforms import StringField, SubmitField
from wtforms.validators import DataRequired

class NameForm(FlaskForm):
    name = StringField('Name', validators=[DataRequired()])
    submit = SubmitField('Submit')
  1. ルートでのフォームの処理
from flask import render_template, redirect, url_for

@app.route('/', methods=['GET', 'POST'])
def index():
    form = NameForm()
    if form.validate_on_submit():
        name = form.name.data
        return redirect(url_for('hello', name=name))
    return render_template('index.html', form=form)
  1. HTMLテンプレートでのフォームの表示
<form method="post">
    {{ form.hidden_tag() }}
    {{ form.name.label }} {{ form.name() }}
    {{ form.submit() }}
</form>

NameFormクラスでは、StringFieldとSubmitFieldを使ってフォームのフィールドを定義しています。DataRequiredバリデーターを使って、入力が必須であることを指定しています。

ルートでは、NameFormのインスタンスを作成し、validate_on_submit()でフォームの送信と検証を行います。検証が成功した場合は、name変数にフォームのデータを格納し、helloルートにリダイレクトします。

HTMLテンプレートでは、form変数を使ってフォームを表示します。form.hidden_tag()は、CSRFトークンを含む隠しフィールドを生成します。

SQLAlchemyを使ったデータベース操作

SQLAlchemyは、PythonでデータベースのORM（Object-Relational Mapping）を実現するためのライブラリです。以下の手順でデータベースを設定し、データの追加・取得を行います。

  1. データベースの設定
from flask_sqlalchemy import SQLAlchemy

app.config['SQLALCHEMY_DATABASE_URI'] = 'sqlite:///database.db'
db = SQLAlchemy(app)
  1. モデルの定義
class User(db.Model):
    id = db.Column(db.Integer, primary_key=True)
    name = db.Column(db.String(100), nullable=False)
    email = db.Column(db.String(120), unique=True, nullable=False)
  1. データベースの作成
from flask_sqlalchemy import SQLAlchemy

db = SQLAlchemy()

def init_db():
    db.init_app(app)
    db.create_all()

if __name__ == '__main__':
    init_db()
    app.run()
  1. データの追加と取得
@app.route('/signup', methods=['GET', 'POST'])
def signup():
    form = SignupForm()
    if form.validate_on_submit():
        user = User(name=form.name.data, email=form.email.data)
        db.session.add(user)
        db.session.commit()
        return redirect(url_for('index'))
    return render_template('signup.html', form=form)

@app.route('/users')
def users():
    users = User.query.all()
    return render_template('users.html', users=users)

データベースの設定では、SQLALCHEMY_DATABASE_URIを使ってデータベースのURIを指定します。ここでは、SQLiteデータベースを使用しています。

Userモデルでは、db.Columnを使ってテーブルのカラムを定義します。primary_keyは主キー、nullableはNULL値を許容するかどうか、uniqueは一意制約を指定します。

init_db()関数では、SQLAlchemyのインスタンスをアプリケーションに初期化し、db.create_all()でデータベースとテーブルを作成します。

signupルートでは、SignupFormから取得したデータをUserモデルに格納し、db.session.add()でデータベースに追加します。db.session.commit()でトランザクションをコミットし、変更を確定します。

usersルートでは、User.query.all()を使ってすべてのユーザーデータを取得し、HTMLテンプレートに渡して表示します。

以上が、Flask-WTFormsとSQLAlchemyを使ったフォームの処理とデータベース操作の基本的な方法です。次章では、Flaskアプリケーションのデプロイ方法について解説します。

flaskアプリケーションのデプロイ方法

Flaskアプリケーションを開発したら、次はそれを公開するためにデプロイする必要があります。ここでは、Herokuを使った無料デプロイとAWS、GCPなどのクラウドサービスへのデプロイ方法について説明します。

Herokuを使った無料デプロイ

Herokuは、無料でWebアプリケーションをデプロイできるクラウドプラットフォームです。以下の手順でFlaskアプリケーションをHerokuにデプロイします。

  1. Herokuアカウントを作成します。
  2. Heroku CLIをインストールします。
  3. プロジェクトのルートディレクトリにrequirements.txtファイルを作成し、必要なPythonパッケージを記述します。
   flask
   gunicorn
  1. Procfileファイルを作成し、以下の内容を記述します。
   web: gunicorn app:app

これにより、GunicornというWSGIサーバーを使ってFlaskアプリケーションを実行します。

  1. Herokuにログインし、新しいアプリケーションを作成します。
   $ heroku login
   $ heroku create
  1. Gitを使ってHerokuにアプリケーションをデプロイします。
   $ git push heroku main

以上の手順で、Flaskアプリケーションを無料でHerokuにデプロイすることができます。

AWS, GCPなどのクラウドサービスへのデプロイ

AWS（Amazon Web Services）やGCP（Google Cloud Platform）などのクラウドサービスを使ってFlaskアプリケーションをデプロイすることもできます。ここでは、AWSとGCPを例に説明します。

AWSの場合：

  1. EC2インスタンスを作成します。
  2. SSHを使ってインスタンスに接続します。
  3. Pythonとその他の必要なパッケージをインストールします。
   $ sudo apt-get update
   $ sudo apt-get install python3 python3-pip
  1. Gitを使ってFlaskアプリケーションのソースコードをクローンし、必要なPythonパッケージをインストールします。
   $ git clone <repository-url>
   $ cd <project-directory>
   $ pip3 install -r requirements.txt
  1. Flaskアプリケーションを実行します。
   $ python3 app.py
  1. Nginxをインストールし、リバースプロキシの設定を行います。
   $ sudo apt-get install nginx
   server {
       listen 80;
       server_name example.com;

       location / {
           proxy_pass http://127.0.0.1:5000;
           proxy_set_header Host $host;
           proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;
       }
   }

GCPの場合：

  1. Google App Engineを使ってFlaskアプリケーションをデプロイします。
  2. プロジェクトのルートディレクトリにapp.yamlファイルを作成し、以下の内容を記述します。
   runtime: python37

   handlers:
   - url: /static
     static_dir: static
   - url: /.*
     script: auto
  1. Google Cloud SDKをインストールし、デプロイコマンドを実行します。
   $ gcloud app deploy

以上が、Flaskアプリケーションをクラウドサービスにデプロイする方法の概要です。デプロイ方法は各サービスによって異なるため、詳細については公式ドキュメントを参照してください。

次章では、Flaskを使いこなすためのコツについて解説します。

まとめ – flaskを使いこなすコツ

この記事では、Flaskの基礎から応用までを幅広く解説してきました。最後に、Flaskを使いこなすためのコツをいくつか紹介します。

flaskと相性の良いツール・ライブラリの紹介

Flaskには、開発を助けるための多くのツールやライブラリがあります。以下は、特に便利なものの一部です。

  • Flask-SQLAlchemy: SQLAlchemyを使ってデータベースとの連携を簡単に行えるライブラリ
  • Flask-Migrate: データベースのマイグレーションを管理するためのライブラリ
  • Flask-Login: ユーザー認証機能を簡単に実装できるライブラリ
  • Flask-RESTful: RESTful APIの作成を支援するライブラリ
  • Flask-Bootstrap: Bootstrap CSSを使ったレスポンシブなデザインを簡単に適用できるライブラリ

これらのライブラリを活用することで、より効率的にFlaskアプリケーションを開発することができます。

デバッグモードの活用方法

Flaskにはデバッグモードという便利な機能があります。デバッグモードを有効にすると、以下のようなメリットがあります。

  • コードの変更を自動的に検知し、サーバーを再起動してくれる
  • エラーが発生した場合、ブラウザにデバッグ情報を表示してくれる
  • Pythonインタラクティブシェルを使ってコードをデバッグできる

デバッグモードは、以下のようにアプリケーションを実行する際にオプションを指定することで有効になります。

app.run(debug=True)

ただし、デバッグモードはセキュリティ上のリスクがあるため、本番環境では必ず無効にしてください。

パッケージ構成の設計とベストプラクティス

アプリケーションの規模が大きくなるにつれ、コードを適切に構成することが重要になります。以下は、Flaskアプリケーションの設計におけるベストプラクティスです。

  1. アプリケーションファクトリーパターンの使用
   from flask import Flask

   def create_app():
       app = Flask(__name__)
       # 設定やルートの定義など
       return app

アプリケーションファクトリーパターンを使うことで、アプリケーションの設定や初期化を柔軟に行うことができます。

  1. Blueprintを使ったアプリケーションの分割
   from flask import Blueprint

   main = Blueprint('main', __name__)

   @main.route('/')
   def index():
       return 'Hello, World!'

Blueprintを使ってアプリケーションを機能ごとに分割することで、コードの可読性とメンテナンス性が向上します。

  1. 設定ファイルの分離
   app.config.from_pyfile('config.py')

設定情報を別ファイルに分離することで、環境ごとに異なる設定を適用しやすくなります。

  1. 環境変数を使った秘密情報の管理
   import os

   app.config['SECRET_KEY'] = os.environ.get('SECRET_KEY')

秘密鍵やAPIキーなどの秘密情報は、環境変数を使って管理することをおすすめします。これにより、セキュリティリスクを減らすことができます。

以上、Flaskを使いこなすためのコツを紹介しました。Flaskは柔軟性が高く、多くの可能性を秘めたWebフレームワークです。今回紹介した内容を活用し、より洗練されたFlaskアプリケーションを開発してください。

以上で、「【初心者向け】たった10分でflaskを使ったWebアプリが作れる！基本の使い方からデプロイまで丁寧に解説」の記事は終了です。Flaskでの開発が楽しいものになることを願っています。

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