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Django运行方式及处理流程总结(一)

阿布云 发表于

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之前在网上看过一些介绍Django处理请求的流程和Django源码结构的文章,觉得了解一下这些内容对开发Django项目还是很有帮助的。所以,我按照自己的逻辑总结了一下Django项目的运行方式和对Request的基本处理流程。

一、Django的运行方式

运行Django项目的方法很多,这里主要介绍一下常用的方法。一种是在开发和调试中经常用到runserver方法,使用Django自己的web server;另外一种就是使用fastcgi,uWSGIt等协议运行Django项目,这里以uWSGIt为例。

1、runserver方法

runserver方法是调试Django时经常用到的运行方式,它使用Django自带的WSGI Server运行,主要在测试和开发中使用,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的源码,你会发现上面的命令其实是通过Django的execute_from_command_line方法执行了内部实现的runserver命令,那么现在看一下runserver具体做了什么。

看了源码之后,可以发现runserver命令主要做了两件事情:

1). 解析参数,并通过django.core.servers.basehttp.get_internal_wsgi_application方法获取wsgi handler;

2). 根据ip_address和port生成一个WSGIServer对象,接受用户请求

get_internal_wsgi_application的源码如下:

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

    )

通过上面的代码我们可以知道,Django会先根据settings中的WSGI_APPLICATION来获取handler;在创建project的时候,Django会默认创建一个wsgi.py文件,而settings中的WSGI_APPLICATION配置也会默认指向这个文件。看一下这个wsgi.py文件,其实它也和上面的逻辑一样,最终调用get_wsgi_application实现。

2、uWSGI方法

uWSGI+Nginx的方法是现在最常见的在生产环境中运行Django的方法,本人的博客也是使用这种方法运行,要了解这种方法,首先要了解一下WSGI和uWSGI协议。

WSGI,全称Web Server Gateway Interface,或者Python Web Server Gateway Interface,是为Python语言定义的Web服务器和Web应用程序或框架之间的一种简单而通用的接口,基于现存的CGI标准而设计的。WSGI其实就是一个网关(Gateway),其作用就是在协议之间进行转换。(PS: 这里只对WSGI做简单介绍,想要了解更多的内容可自行搜索)

uWSGI是一个Web服务器,它实现了WSGI协议、uwsgi、http等协议。注意uwsgi是一种通信协议,而uWSGI是实现uwsgi协议和WSGI协议的Web服务器。uWSGI具有超快的性能、低内存占用和多app管理等优点。以我的博客为例,uWSGI的xml配置如下:

<uwsgi>

    <!-- 端口 -->

    <socket>:7600</socket>

    <stats>:40000</stats>

    <!-- 系统环境变量 -->

    <env>DJANGO_SETTINGS_MODULE=geek_blog.settings</env>

    <!-- 指定的python WSGI模块 -->

    <module>django.core.handlers.wsgi:WSGIHandler()</module>

    <processes>6</processes>

    <master />

    <master-as-root />

    <!-- 超时设置 -->

    <harakiri>60</harakiri>

    <harakiri-verbose/>

    <daemonize>/var/app/log/blog/uwsgi.log</daemonize>

    <!-- socket的监听队列大小 -->

    <listen>32768</listen>

    <!-- 内部超时时间 -->

    <socket-timeout>60</socket-timeout>

</uwsgi>

以上就是uWSGI xml配置的写法,也可以使用ini的方式。安装uWSGI和运行的命令如下:

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这里说明了,网上教程很多,需要的可以自行搜索。

二、HTTP请求处理流程

Django和其他Web框架一样,HTTP的处理流程基本类似:接受request,返回response内容。Django的具体处理流程大致如下图所示:

1、加载project settings

在通过django-admin.py创建project的时候,Django会自动生成默认的settings文件和manager.py等文件,在创建WSGIServer之前会执行下面的引用:

from django.conf import settings

上面引用在执行时,会读取os.environ中的DJANGO_SETTINGS_MODULE配置,加载项目配置文件,生成settings对象。所以,在manager.py文件中你可以看到,在获取WSGIServer之前,会先将project的settings路径加到os路径中。

2、创建WSGIServer

不管是使用runserver还是uWSGI运行Django项目,在启动时都会调用django.core.servers.basehttp中的run()方法,创建一个django.core.servers.basehttp.WSGIServer类的实例,之后调用其serve_forever()方法启动HTTP服务。run方法的源码如下:

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,我们可以看到:在创建WSGIServer实例的时候会指定HTTP请求的Handler,上述代码使用WSGIRequestHandler。当用户的HTTP请求到达服务器时,WSGIServer会创建WSGIRequestHandler实例,使用其handler方法来处理HTTP请求(其实最终是调用wsgiref.handlers.BaseHandler中的run方法处理)。WSGIServer通过set_app方法设置一个可调用(callable)的对象作为application,上面提到的handler方法最终会调用设置的application处理request,并返回response。

其中,WSGIServer继承自wsgiref.simple_server.WSGIServer,而WSGIRequestHandler继承自wsgiref.simple_server.WSGIRequestHandler,wsgiref是Python标准库给出的WSGI的参考实现。其源码可自行到wsgiref参看,这里不再细说。

3、处理Request

第二步中说到的application,在Django中一般是django.core.handlers.wsgi.WSGIHandler对象,WSGIHandler继承自django.core.handlers.base.BaseHandler,这个是Django处理request的核心逻辑,它会创建一个WSGIRequest实例,而WSGIRequest是从http.HttpRequest继承而来。

4、返回Response

上面提到的BaseHandler中有个get_response方法,该方法会先加载Django项目的ROOT_URLCONF,然后根据url规则找到对应的view方法(类),view逻辑会根据request实例生成并返回具体的response。

在Django返回结果之后,第二步中提到wsgiref.handlers.BaseHandler.run方法会调用finish_response结束请求,并将内容返回给用户。