之前在網(wǎng)上看過一些介紹Django處理請求的流程和Django源碼結構的文章，覺得了解一下這些內(nèi)容對開發(fā)Django項目還是很有幫助的。所以，我按照自己的邏輯總結了一下Django項目的運行方式和對Request的基本處理流程。

一、Django的運行方式

運行Django項目的方法很多，這里主要介紹一下常用的方法。一種是在開發(fā)和調(diào)試中經(jīng)常用到runserver方法，使用Django自己的web server；另外一種就是使用fastcgi，uWSGIt等協(xié)議運行Django項目，這里以uWSGIt為例。

1、runserver方法

runserver方法是調(diào)試Django時經(jīng)常用到的運行方式，它使用Django自帶的WSGI Server運行，主要在測試和開發(fā)中使用，使用方法如下：

Usage: manage.py runserver [options] [optional port number, or ipaddr:port]
# python manager.py runserver  # default port is 8000
# python manager.py runserver 8080
# python manager.py runserver 127.0.0.1:9090

看一下manager.py的源碼，你會發(fā)現(xiàn)上面的命令其實是通過Django的execute_from_command_line方法執(zhí)行了內(nèi)部實現(xiàn)的runserver命令，那么現(xiàn)在看一下runserver具體做了什么。。

看了源碼之后，可以發(fā)現(xiàn)runserver命令主要做了兩件事情：

    1). 解析參數(shù)，并通過django.core.servers.basehttp.get_internal_wsgi_application方法獲取wsgi handler;

    2). 根據(jù)ip_address和port生成一個WSGIServer對象，接受用戶請求

get_internal_wsgi_application的源碼如下：
def get_internal_wsgi_application():
  """
  Loads and returns the WSGI application as configured by the user in
  ``settings.WSGI_APPLICATION``. With the default ``startproject`` layout,
  this will be the ``application`` object in ``projectname/wsgi.py``.
 
  This function, and the ``WSGI_APPLICATION`` setting itself, are only useful
  for Django's internal servers (runserver, runfcgi); external WSGI servers
  should just be configured to point to the correct application object
  directly.
 
  If settings.WSGI_APPLICATION is not set (is ``None``), we just return
  whatever ``django.core.wsgi.get_wsgi_application`` returns.
 
  """
  from django.conf import settings
  app_path = getattr(settings, 'WSGI_APPLICATION')
  if app_path is None:
    return get_wsgi_application()
 
  return import_by_path(
    app_path,
    error_prefix="WSGI application '%s' could not be loaded; " % app_path
  )

通過上面的代碼我們可以知道，Django會先根據(jù)settings中的WSGI_APPLICATION來獲取handler；在創(chuàng)建project的時候，Django會默認創(chuàng)建一個wsgi.py文件，而settings中的WSGI_APPLICATION配置也會默認指向這個文件?？匆幌逻@個wsgi.py文件，其實它也和上面的邏輯一樣，最終調(diào)用get_wsgi_application實現(xiàn)。

2、uWSGI方法

uWSGI+Nginx的方法是現(xiàn)在最常見的在生產(chǎn)環(huán)境中運行Django的方法，本人的博客也是使用這種方法運行，要了解這種方法，首先要了解一下WSGI和uWSGI協(xié)議。

WSGI，全稱Web Server Gateway Interface，或者Python Web Server Gateway Interface，是為Python語言定義的Web服務器和Web應用程序或框架之間的一種簡單而通用的接口，基于現(xiàn)存的CGI標準而設計的。WSGI其實就是一個網(wǎng)關(Gateway)，其作用就是在協(xié)議之間進行轉換。(PS: 這里只對WSGI做簡單介紹，想要了解更多的內(nèi)容可自行搜索)

uWSGI是一個Web服務器，它實現(xiàn)了WSGI協(xié)議、uwsgi、http等協(xié)議。注意uwsgi是一種通信協(xié)議，而uWSGI是實現(xiàn)uwsgi協(xié)議和WSGI協(xié)議的Web服務器。uWSGI具有超快的性能、低內(nèi)存占用和多app管理等優(yōu)點。以我的博客為例，uWSGI的xml配置如下：

<uwsgi>
  <!-- 端口 -->
  <socket>:7600</socket>
  <stats>:40000</stats>
  <!-- 系統(tǒng)環(huán)境變量 -->
  <env>DJANGO_SETTINGS_MODULE=geek_blog.settings</env>
  <!-- 指定的python WSGI模塊 -->
  <module>django.core.handlers.wsgi:WSGIHandler()</module>
  <processes>6</processes>
  <master />
  <master-as-root />
  <!-- 超時設置 -->
  <harakiri>60</harakiri>
  <harakiri-verbose/>
  <daemonize>/var/app/log/blog/uwsgi.log</daemonize>
  <!-- socket的監(jiān)聽隊列大小 -->
  <listen>32768</listen>
  <!-- 內(nèi)部超時時間 -->
  <socket-timeout>60</socket-timeout>
</uwsgi>

以上就是uWSGI xml配置的寫法，也可以使用ini的方式。安裝uWSGI和運行的命令如下：

sudo pip install uwsgi
uwsgi --pidfile=/var/run/geek-blog.pid -x uwsgi.xml --uid blog --gid nogroup

uWSGI和Nginx一起使用的配置方法就不在這里說明了，網(wǎng)上教程很多，需要的可以自行搜索。

二、HTTP請求處理流程

Django和其他Web框架一樣，HTTP的處理流程基本類似：接受request，返回response內(nèi)容。Django的具體處理流程大致如下圖所示：

1、加載project settings

在通過django-admin.py創(chuàng)建project的時候，Django會自動生成默認的settings文件和manager.py等文件，在創(chuàng)建WSGIServer之前會執(zhí)行下面的引用：
from django.conf import settings

上面引用在執(zhí)行時，會讀取os.environ中的DJANGO_SETTINGS_MODULE配置，加載項目配置文件，生成settings對象。所以，在manager.py文件中你可以看到，在獲取WSGIServer之前，會先將project的settings路徑加到os路徑中。

2、創(chuàng)建WSGIServer

不管是使用runserver還是uWSGI運行Django項目，在啟動時都會調(diào)用django.core.servers.basehttp中的run()方法，創(chuàng)建一個django.core.servers.basehttp.WSGIServer類的實例，之后調(diào)用其serve_forever()方法啟動HTTP服務。run方法的源碼如下：

def run(addr, port, wsgi_handler, ipv6=False, threading=False):
  server_address = (addr, port)
  if threading:
    httpd_cls = type(str('WSGIServer'), (socketserver.ThreadingMixIn, WSGIServer), {})
  else:
    httpd_cls = WSGIServer
  httpd = httpd_cls(server_address, WSGIRequestHandler, ipv6=ipv6)
  # Sets the callable application as the WSGI application that will receive requests
  httpd.set_app(wsgi_handler)
  httpd.serve_forever()

如上，我們可以看到：在創(chuàng)建WSGIServer實例的時候會指定HTTP請求的Handler，上述代碼使用WSGIRequestHandler。當用戶的HTTP請求到達服務器時，WSGIServer會創(chuàng)建WSGIRequestHandler實例，使用其handler方法來處理HTTP請求(其實最終是調(diào)用wsgiref.handlers.BaseHandler中的run方法處理)。WSGIServer通過set_app方法設置一個可調(diào)用(callable)的對象作為application，上面提到的handler方法最終會調(diào)用設置的application處理request，并返回response。

其中，WSGIServer繼承自wsgiref.simple_server.WSGIServer，而WSGIRequestHandler繼承自wsgiref.simple_server.WSGIRequestHandler，wsgiref是Python標準庫給出的WSGI的參考實現(xiàn)。其源碼可自行到wsgiref參看，這里不再細說。

3、處理Request

第二步中說到的application，在Django中一般是django.core.handlers.wsgi.WSGIHandler對象，WSGIHandler繼承自django.core.handlers.base.BaseHandler，這個是Django處理request的核心邏輯，它會創(chuàng)建一個WSGIRequest實例，而WSGIRequest是從http.HttpRequest繼承而來

4、返回Response

上面提到的BaseHandler中有個get_response方法，該方法會先加載Django項目的ROOT_URLCONF，然后根據(jù)url規(guī)則找到對應的view方法(類)，view邏輯會根據(jù)request實例生成并返回具體的response。

在Django返回結果之后，第二步中提到wsgiref.handlers.BaseHandler.run方法會調(diào)用finish_response結束請求，并將內(nèi)容返回給用戶。

三、Django處理Request的詳細流程

上述的第三步和第四步邏輯只是大致說了一下處理過程，Django在處理request的時候其實做了很多事情，下面我們詳細的過一下。首先給大家分享兩個網(wǎng)上看到的Django流程圖：

Django流程圖1

Django流程圖2
上面的兩張流程圖可以大致描述Django處理request的流程，按照流程圖2的標注，可以分為以下幾個步驟：

    1. 用戶通過瀏覽器請求一個頁面

    2. 請求到達Request Middlewares，中間件對request做一些預處理或者直接response請求

    3. URLConf通過urls.py文件和請求的URL找到相應的View

    4. View Middlewares被訪問，它同樣可以對request做一些處理或者直接返回response

    5. 調(diào)用View中的函數(shù)

    6. View中的方法可以選擇性的通過Models訪問底層的數(shù)據(jù)

    7. 所有的Model-to-DB的交互都是通過manager完成的

    8. 如果需要，Views可以使用一個特殊的Context

    9. Context被傳給Template用來生成頁面

    a. Template使用Filters和Tags去渲染輸出

    b. 輸出被返回到View

    c. HTTPResponse被發(fā)送到Response Middlewares

    d. 任何Response Middlewares都可以豐富response或者返回一個完全不同的response

    e. Response返回到瀏覽器，呈現(xiàn)給用戶

上述流程中最主要的幾個部分分別是：Middleware(中間件，包括request, view, exception, response)，URLConf(url映射關系)，Template(模板系統(tǒng))，下面一一介紹一下。

1、Middleware(中間件)

Middleware并不是Django所獨有的東西，在其他的Web框架中也有這種概念。在Django中，Middleware可以滲入處理流程的四個階段：request，view，response和exception，相應的，在每個Middleware類中都有rocess_request，process_view， process_response 和 process_exception這四個方法。你可以定義其中任意一個活多個方法，這取決于你希望該Middleware作用于哪個處理階段。每個方法都可以直接返回response對象。

Middleware是在Django BaseHandler的load_middleware方法執(zhí)行時加載的，加載之后會建立四個列表作為處理器的實例變量：

1.     _request_middleware：process_request方法的列表
2.     _view_middleware：process_view方法的列表
3.     _response_middleware：process_response方法的列表
4.     _exception_middleware：process_exception方法的列表

Django的中間件是在其配置文件(settings.py)的MIDDLEWARE_CLASSES元組中定義的。在MIDDLEWARE_CLASSES中，中間件組件用字符串表示：指向中間件類名的完整Python路徑。例如GeekBlog項目的配置：

MIDDLEWARE_CLASSES = (
  'django.middleware.cache.UpdateCacheMiddleware',
  'django.middleware.common.CommonMiddleware',
  'django.middleware.cache.FetchFromCacheMiddleware',
  'django.contrib.sessions.middleware.SessionMiddleware',
  'django.middleware.csrf.CsrfViewMiddleware',
  'django.contrib.auth.middleware.AuthenticationMiddleware',
  'django.contrib.messages.middleware.MessageMiddleware',
  'django.middleware.locale.LocaleMiddleware',
  'geek_blog.middlewares.MobileDetectionMiddleware',  # 自定義的Middleware
)

Django項目的安裝并不強制要求任何中間件，如果你愿意，MIDDLEWARE_CLASSES可以為空。中間件出現(xiàn)的順序非常重要：在request和view的處理階段，Django按照MIDDLEWARE_CLASSES中出現(xiàn)的順序來應用中間件，而在response和exception異常處理階段，Django則按逆序來調(diào)用它們。也就是說，Django將MIDDLEWARE_CLASSES視為view函數(shù)外層的順序包裝子：在request階段按順序從上到下穿過，而在response則反過來。以下兩張圖可以更好地幫助你理解：

Django Middleware流程1

Django Middleware流程圖2
2、URLConf(URL映射)

如果處理request的中間件都沒有直接返回response，那么Django會去解析用戶請求的URL。URLconf就是Django所支撐網(wǎng)站的目錄。它的本質是URL模式以及要為該URL模式調(diào)用的視圖函數(shù)之間的映射表。通過這種方式可以告訴Django，對于這個URL調(diào)用這段代碼，對于那個URL調(diào)用那段代碼。具體的，在Django項目的配置文件中有ROOT_URLCONF常量，這個常量加上根目錄"/"，作為參數(shù)來創(chuàng)建django.core.urlresolvers.RegexURLResolver的實例，然后通過它的resolve方法解析用戶請求的URL，找到第一個匹配的view。

其他有關URLConf的內(nèi)容，這里不再具體介紹，大家可以看DjangoBook了解。

3、Template(模板)

大部分web框架都有自己的Template(模板)系統(tǒng)，Django也是。但是，Django模板不同于Mako模板和jinja2模板，在Django模板不能直接寫Python代碼，只能通過額外的定義filter和template tag實現(xiàn)。由于本文主要介紹Django流程，模板內(nèi)容就不過多介紹。

PS: 以上代碼和內(nèi)容都是基于Django 1.6.5版本，其他版本可能與其不同，請參考閱讀。

Over!

最新評論