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Python Web 开发及 Django 总结

title: Python Web 开发及 Django 总结
date: 2023-07-24 17:26:26
tags:

  • Python
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  • Python
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Python 基础部分见：Python 基础总结

1. 创建项目

1.1 命令行

1、下载安装 Django

在终端输入 pip install django，下载 Django。在 Python 的安装目录下存在如下两个目录

  • Lib
    • 包含一些内置模块
    • 以及 site-packages 文件夹：用于存放一些第三方模块
  • Scripts
    • pip.exe、pip3.exe 等，可以用来安装一些第三方模块

下载完 Django 后，会在 Lib\site-packages 目录下生成 django 文件夹，包含了 Django 的源码；除此之外，还会在 scripts 目录下生成一个 django-admin.exe 文件，用于创建 Django 项目中的文件和文件夹

2、创建项目

用上面的 django-admin.exe 工具来创建 Django 项目，django-admin startproject 项目名称

1.2 Pycharm

选择创建 Django 项目

1.3 区别

  • 命令行：创建的项目是标准的
  • Pycharm：在标准的基础上增加了一些东西
    • templates 目录，根目录下的模板目录（可删除）
    • settings.py 中 'DIRS': [BASE_DIR / 'templates']，配置的是根目录下模板目录的路径，可将 DIRS 置为空 'DIRS': []

1.4 初始目录结构

  • 与项目名相同的包
    • __init__.py
    • asgi.py：接收网络请求，不需要动
    • settings.py：项目配置文件
    • urls.py：配置 URL 和 函数的对应关系
    • wsgi.py：接收网络请求，不需要动
  • templates：已删除
  • venv：虚拟环境
  • manage.py：用于项目的管理、启动项目、创建 app、数据管理等，不需要动

2. APP

一个 App 即一个独立的功能包，使用 manage.py 创建 app，python .\manage.py startapp app，初始目录结构如下

  • migrations：数据库变更记录，不需要动
    • __init__.py
  • templates：模板目录，后续可添加
  • static：静态文件目录，后续可添加
  • __init__.py
  • admin.py：Django 默认提供了 admin 后台管理，不需要动
  • apps.py：app 启动类，不需要动
  • models.py：对数据库进行操作
  • tests.py：单元测试，不需要动
  • views.py：与 URL 对应的函数

3. 基础使用

3.1 注册 App

添加 App 信息到 settings.py 里

# Application definition

INSTALLED_APPS = [
    'django.contrib.admin',
    'django.contrib.auth',
    'django.contrib.contenttypes',
    'django.contrib.sessions',
    'django.contrib.messages',
    'django.contrib.staticfiles',
    'app.apps.AppConfig'
]

3.2 编写 URL 和视图函数

在 urls.py 文件里添加 url 信息，先注释掉默认示例，参照默认示例自定义一个 url，然后导入 app 的 views.py 文件，因为 url 对应的函数写在 app 的 views.py 文件里

from django.contrib import admin
from django.urls import path

from app import views

urlpatterns = [
    # path('admin/', admin.site.urls),
    path('index/', views.index),
]

在 views.py 文件里编写对应的函数

from django.http import HttpResponse


def index(request):
    return HttpResponse('欢迎使用')

3.3 启动项目

  • 命令行启动，python ./manage.py runserver
  • Pycharm 启动，直接点启动按钮即可

项目启动后，访问项目的默认地址，http://127.0.0.1:8000/，可以看到列出了项目的 url

加上 url 再访问，http://127.0.0.1:8000/index，可以看到我们在函数里返回的信息

4. 模板和静态文件

4.1 模板渲染

在 app 中创建 templates 文件夹，注意是在 app 里创建，而不是 1.3 的顶层 templates 文件夹，然后创建 index.html 文件

<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
    <meta charset="UTF-8">
    <title>Title</title>
</head>
<body>
欢迎
</body>
</html>

修改 views.py 文件的 index() 函数，将原本返回的 http 响应改为模板渲染，使用 render() 函数

from django.shortcuts import render


def index(request):
    # return HttpResponse('欢迎使用')
    return render(request, 'index.html')

Pycharm 会自动更新修改，再访问 http://127.0.0.1:8000/index，显示的就是 index.html 文件的内容

这里的模板加载顺序为

  1. 优先去项目根目录的 templates 文件夹中寻找（即 1.3 的配置），不配置的话无效
  2. 第一点未配置的话，默认会根据 app 的注册顺序，依次在每个 app 下的 templates 目录中寻找

4.2 静态文件目录

默认的静态文件目录为 app 目录下的 static 目录，该项配置可在 settings.py 中修改，STATIC_URL = 'static/'

对应的静态文件相关目录结构为

  • static
    • CSS
    • img
    • js
    • plugins

对应的 HTML 文件中加载静态目录可以使用绝对路径，即写死文件的目录名，如 /static/img/1.jpg，缺点是假如修改了目录名或结构变化，对应的路径全都要修改；推荐使用相对路径（动态路径），如下

{% load static %}

<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
    <meta charset="UTF-8">
    <title>Title</title>
</head>
<body>
欢迎
<img src="{% static 'img/1.jpg' %}">s
</body>
</html>

动态加载静态文件目录，这时会去读取 settings.py 文件配置的静态文件目录

4.3 模板语法

1、传参

修改 views.py 文件的视图函数，传入的参数格式为字典

from django.shortcuts import render


def index(request):
    name = '张三'
    roles = ['管理员', '测试']
    user_info = {'name': '张三', 'age': 28}
    return render(request, 'index.html', {'n1': name, 'n2': roles, 'n3': user_info})

2、模板语法，由 Django 提供

  • render() 函数内部先会读取含有模板语法的 HTML 文件
  • 然后内部进行渲染，执行模板语法并替换数据，最终得到只包含 HTML 标签的字符串
  • 将渲染（替换）完成的字符串返回给用户浏览器
<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
    <meta charset="UTF-8">
    <title>Title</title>
</head>
<body>
<p> 直接取值 </p>
<ul>
    <li> {{ n1 }} </li>
    <li> {{ n2 }} </li>
</ul>

<p> 取列表值 </p>
<ul>
    <li> {{ n2.0 }} </li>
    <li> {{ n2.1 }} </li>
</ul>

<p> 循环展示 </p>
<ul>
    {% for item in n2 %}
        <li> {{ item }} </li>
    {% endfor %}
</ul>

<ul>
    {% for k, v in n3.items %}
        <li> {{ k }} = {{ v }} </li>
    {% endfor %}
</ul>

<p> 条件 </p>
{% if n1 == 'xxx'%}
    <h1> V1 </h1>
{% elif n1 == 'xx' %}
    <h1> V2 </h1>
{% else %}
    <h1> V3 </h1>
{% endif %}
</body>
</html>

页面展示为

5. 请求与响应

5.1 请求

views.py 文件中视图函数如下，request 为封装了用户发送过来的所有请求相关数据的对象

from django.http import HttpResponse
from django.shortcuts import redirect


def index(request):
    # 获取请求方式
    print(request.method)
    # 获取请求路径
    print(request.path)
    # 获取 URL 上传递的值
    print(request.GET)
    # 获取请求体中提交的数据
    print(request.POST)
    return redirect('https://www.baidu.com')

如浏览器请求：http://127.0.0.1:8000/index/?id=1

GET
/index/
<QueryDict: {‘id’: [‘1’]}>
<QueryDict: {}>

5.2 响应

响应分为三种

  • HttpResponse，直接返回响应数据
  • render，返回 HTML 页面
  • redirect，返回重定向地址

5.3 JSON 格式

前后端之间通常采用 JSON 格式来传递数据，可以利用 Django 封装的 JsonResponse 向浏览器返回 JSON 格式的数据

需要注意的是，JSON 格式也是一种 key:value 格式，所以返回为字典时，不会有问题，假如不是字典，要加上 参数 safe=False，否则会报 TypeError 异常

1、GET 请求

发送请求，http://localhost:8000/index?current=1&size=5

from django.http import JsonResponse


def index(request):
    print(request.GET)
    print(request.POST)
    # return JsonResponse({'message': '返回成功'})
    return JsonResponse('返回成功', safe=False)

<QueryDict: {‘current’: [‘1’], ‘size’: [‘5’]}>
<QueryDict: {}>

2、POST 请求

为了防止跨站请求伪造（CSRF），Django 全局发送 POST 请求均需要字符串验证，否则会报 Forbidden (CSRF cookie not set.)

解决方案如下

  • 注释 settings.py 文件中的 'django.middleware.csrf.CsrfViewMiddleware',
  • 在单个视图函数上加上 @csrf_exempt，需要引入 from django.views.decorators.csrf import csrf_exempt

发送请求，http://localhost:8000/index/，需要注意的是，POST 请求结尾要加上 /，并且 JSON 格式的数据会解析到 request.body 里，而非 request.POST

由于传递过来的数据为 bytes 类型数据，因此需要用 Python 提供的 json 库的 loads() 方法来加载数据，得到的是一个对象

from django.http import JsonResponse
from django.views.decorators.csrf import csrf_exempt
import json


@csrf_exempt
def index(request):
    print(request.GET)
    print(request.POST)

    json_data = json.loads(request.body)
    print(json_data)
    print(json_data.get('data')[0].get('name'))

    # return JsonResponse('返回成功', safe=False)
    return JsonResponse({'message': '返回成功'})

<QueryDict: {}>
<QueryDict: {}>
{‘id’: ‘1100’, ‘data’: [{‘name’: ‘张三’, ‘age’: 19, ‘address’: ‘上海’, ‘gender’: ‘男’}]}
张三

6. ORM

6.1 环境及配置

1、安装 mysqlclient，pip install mysqlclient

2、准备好对应的数据库环境，然后创建数据库，这里不多赘叙

3、Django 连接数据库，修改 settings.py 数据库配置，注释掉原有的数据库配置，添加新配置如下，可根据自己的数据库类型进行相应的改动

DATABASES = {
    'default': {
        'ENGINE': 'django.db.backends.mysql',
        'NAME': 'fan-web',
        'USER': 'root',
        'PASSWORD': 'password',
        'HOST': '127.0.0.1',
        'PORT': '3306'
    }
}

6.2 数据库表操作

6.2.1 创建表

修改 modles.py 文件，添加数据库表对应的实体类

from django.db import models


class Userinfo(models.Model):
    name = models.CharField(max_length=32)
    password = models.CharField(max_length=64)
    age = models.IntegerField()

依次执行如下命令，Django 会自动创建对应的数据库表，这里不需要加主键 ID，Django 会自动加

  • python .\manage.py makemigrations
  • python .\manage.py migrate

执行完成后，可以看到 Django 默认创建了一些表，而我们自定义的表也创建好了，并且自动加上了主键 ID

6.2.2 新增/删除表、删除表原有的字段

新增表直接在下面新加一个实体类即可，删除表则将对应的实体类删除，删除表原有的字段同样去掉实体类的字段即可

from django.db import models


# class Userinfo(models.Model):
#     name = models.CharField(max_length=32)
#     password = models.CharField(max_length=64)
#     age = models.IntegerField()


class Role(models.Model):
    name = models.CharField(max_length=32)
    code = models.CharField(max_length=64)

然后执行前面的两行命令

  • python .\manage.py makemigrations
  • python .\manage.py migrate

6.2.3 给表添加字段

同样的给实体类加上字段后，执行 python .\manage.py makemigrations 命令时，会要求进行选择，在命令行给字段赋默认值；还是先退出，修改实体类加上默认值后，再来执行命令

1、这里先选择直接在命令行赋值，选择 1，接下来会要求你输入赋的默认值

输入后，再执行 python .\manage.py migrate

到表里看，新增的字段已经都赋了默认值

2、直接在实体类中赋默认值，或者设置成允许为空

from django.db import models


class Userinfo(models.Model):
    name = models.CharField(max_length=32)
    password = models.CharField(max_length=64)
    age = models.IntegerField(default=2)
    data = models.IntegerField(null=True, blank=True)

6.2.4 修改表的字段

相当于先删除原有的字段，然后再新增一个字段，即同样需要赋默认值，操作与上同

6.3 数据库数据操作

6.3.1 添加数据

通过 modles.py 的实体类执行 create(key=value,...) 方法即可，Userinfo.objects.create(name='张三', password='123', age=18)

可以将其放到视图函数里，然后通过 url 来请求创建。在 views.py 文件里引入 modles.py，从而获取到实体类，执行其 create() 方法

from django.http import HttpResponse

from app import models


def index(request):
    models.Userinfo.objects.create(name='张三', password='123', age=18)
    return HttpResponse('成功')

然后访问 http://127.0.0.1:8000/index/，则可看到数据库中添加了一条数据

6.3.2 获取数据

  • 获取全部数据：通过 modles.py 的实体类执行 all() 方法，models.Userinfo.objects.all()，获取到的数据是一个 QuerySet 类型
  • 条件获取：通过 modles.py 的实体类执行 filter() 方法，获取到的也是一个 QuerySet 类型
    • 不过通过主键 ID 来获取的话，主键 ID 是唯一的，这时肯定只有一行数据，可以加上 first() 方法来获取第一行数据，返回的是一个对象

其他的同上

from django.http import HttpResponse

from app import models


def index(request):
    data_list = models.Userinfo.objects.all()
    print(data_list, type(data_list))

    for obj in data_list:
        print(obj.id, obj.name, obj.password, obj.age)

    filter_list = models.Userinfo.objects.filter(id=1)
    print(filter_list)

    obj = models.Userinfo.objects.filter(id=1).first()
    print(obj.id, obj.name, obj.password, obj.age)
    return HttpResponse('欢迎')

<QuerySet [<Userinfo: Userinfo object (1)>, <Userinfo: Userinfo object (2)>]> <class ‘django.db.models.query.QuerySet’>
1 张三 123 1
2 李四 123 1
<QuerySet [<Userinfo: Userinfo object (1)>]>
1 张三 123 1

6.3.3 删除数据

即在获取数据的基础上加上 delete() 方法

  • 条件删除：条件获取数据后再执行 delete() 方法，models.Userinfo.objects.filter(id=4).delete()
  • 全部删除：获取全部数据后再执行 delete() 方法，models.Userinfo.objects.all().delete()

其他的同上

from django.http import HttpResponse

from app import models


def index(request):
    models.Userinfo.objects.filter(id=4).delete()
    # models.Userinfo.objects.all().delete()
    return HttpResponse('成功')

6.3.4 修改数据

在获取数据的基础上执行 update(key=value,...) 方法，与删除数据类似

from django.http import HttpResponse

from app import models


def index(request):
    models.Userinfo.objects.filter(id=4).update(age=18)
    # models.Userinfo.objects.all().update(age=15)
    return HttpResponse('成功')

7. WebSocket

7.1 引入

现在要实现一个小型的聊天室，如网站的客服聊天窗口，或者直播平台的弹幕，只要有人发消息，会自动展示到页面上，该如何实现呢？

在原来的 Web 中一般都是使用 HTTP 协议，它是无状态的并且是短连接

  • 客户端主动连接服务器
  • 客户端向服务端发送请求，服务端收到请求返回数据
  • 客户端接收到响应数据
  • 断开连接

由上，只有客户端发起请求，才会更新数据，并且连接就断开了，一次请求一次响应；那当其他客户端发送消息时，我们怎么实时的获取到更新的数据呢？

  • HTTP 协议

    • 轮询：客户端每隔一段时间（如 2s）就向服务端发送请求获取数据，但缺点是有延迟，而且对服务器压力很大，就算数据一直没变化也会不停的发送请求
    • 长轮询：客户端发送请求，但服务端并不立即返回数据，假如数据有变化，则立即返回，数据一直没变化则等待一段时间（如 20s）再返回；客户端接收到返回后重新发送请求，然后重复上面的过程；即把轮询的时间拉长

  • WebSocket 协议：客户端与服务端创建连接不断开，那么就可以实现双向通道，服务端主动返回消息给客户端

7.2 原理

HTTP 协议

  • 连接
  • 数据传输
  • 断开连接

WebSocket 协议是建立在 HTTP 协议之上的

  • 客户端发起连接
  • 握手（验证是否支持 WebSocket）

    • 客户端向服务器发送 Sec-WebSocket-Key，值为一个随机字符串

      GET /chatsocket HTTP/1.1
Host: 127.0.0.1:8002
Connection: Upgrade
Pragma: no-cache
Cache-Control: no-cache
Upgrade: websocket
Origin: http://localhost:63342
Sec-WebSocket-Version: 13
Sec-WebSocket-Key: mnwFxiOlctXFN/DeMt1Amg==
Sec-WebSocket-Extensions: permessage-deflate; client_max_window_bits
...
...
\r\n\r\n

    • 服务端接收到后提取 Sec-WebSocket-Key 与 Magic String 进行拼接，默认为 258EAFA5-E914-47DA-95CA-C5AB0DC85B11，然后进行 hmac1 加密和 Base64 加密

      v1 = 'mnwFxiOlctXFN/DeMt1Amg==' + '258EAFA5-E914-47DA-95CA-C5AB0DC85B11'

v2 = hmac1(v1)
v3 = base64（v2）

    • 然后服务端通过 Sec-WebSocket-Accept 将加密好的数据返回

      HTTP/1.1 101 Switching Protocols
Upgrade:websocket
Connection: Upgrade
Sec-WebSocket-Accept: v3
  • 收发数据（加密）
    • 先获取第 2 个字节，8 位
    • 再获取第 2 个字节的后 7 位（Payload Len），7 位最大为 127
      • Payload Len == 127：向后读取 8 个字节，然后是其他字节，其他字节再取 4 个字节拿到 Masking Key，再去读后面的数据进行解密
      • Payload Len == 126：向后读取 2 个字节，再去读取 2 个字节，然后是其他字节，其他字节再取 4 个字节拿到 Masking Key，再去读后面的数据进行解密
      • Payload Len <= 125：向后读取 2 个字节，然后是其他字节，其他字节再取 4 个字节拿到 Masking Key，再去读后面的数据进行解密
    • 获取 Masking Key 进行解密
      var DECODED = "";
for (var i = 0; i < ENCODED.length; i++) {
    DECODED[i] = ENCODED[i] ^ MASK[i % 4];
}
  • 断开连接

7.3 WebSocket 配置及实现

Django 默认不支持 WebSocket，需要安装组件，pip install channels

注意，假如 channels 版本在 4.0 以上，默认不带 Daphne 服务器，需要手动安装 Daphne，pip install Daphne

然后进行配置

1、注册 channels

添加 channels 信息到 settings.py 里

# Application definition

INSTALLED_APPS = [
    'django.contrib.admin',
    'django.contrib.auth',
    'django.contrib.contenttypes',
    'django.contrib.sessions',
    'django.contrib.messages',
    'django.contrib.staticfiles',
    'app.apps.AppConfig',
    'channels'
]

如果 channels 版本在 4.0 以上，下载完 Daphne 后也需要把 Daphne 注册进来，注意要放在第一行

INSTALLED_APPS = [
    'daphne',
    'django.contrib.admin',
    'django.contrib.auth',
    'django.contrib.contenttypes',
    'django.contrib.sessions',
    'django.contrib.messages',
    'django.contrib.staticfiles',
    'app.apps.AppConfig',
    'channels'
]

2、在 settings.py 中添加 ASGI_APPLICATION

  • wsgi：默认
  • asgi：wsgi + 异步 + WebSocket
ASGI_APPLICATION = 'fan_py_learning.asgi.application'

即 asgi.py 文件中的 application

import os

from django.core.asgi import get_asgi_application

os.environ.setdefault('DJANGO_SETTINGS_MODULE', 'fan_py_learning.settings')

application = get_asgi_application()

3、修改 asgi.py 文件，这里的 routing 需要创建该文件

import os
from channels.routing import ProtocolTypeRouter, URLRouter
from django.core.asgi import get_asgi_application

from . import routing

os.environ.setdefault('DJANGO_SETTINGS_MODULE', 'fan_py_learning.settings')

# application = get_asgi_application()

application = ProtocolTypeRouter({
    'http': get_asgi_application(),  # 自动找 urls、views
    'websocket': URLRouter(routing.websocket_urlpatterns)  # routing 即 urls, routing 里的 consumers 即 views
})

4、创建 routing.py 文件，这里的 consumers 需要创建该文件

from django.urls import re_path

from app import consumers

websocket_urlpatterns = [
    # urls 路径
    re_path(r'ws/(?P<group>\w+)/$', consumers.ChatConsumer.as_asgi())  # consumers 即 views
]

5、在 app 目录下创建 consumers.py 文件，继承 WebsocketConsumer

from channels.exceptions import StopConsumer
from channels.generic.websocket import WebsocketConsumer


class ChatConsumer(WebsocketConsumer):
    def websocket_connect(self, message):
        # 有客户端来向服务端发送 WebSocket 连接的请求时自动触发
        print('客户端发起连接')
        # 服务端允许和客户端创建连接(握手)
        self.accept()

    def websocket_receive(self, message):
        # 客户端基于 WebSocket 向服务端发送数据, 自动触发接收消息
        print('接收到的消息: ', message)

        # 服务端主动断开连接
        if message.get('text') == '关闭':
            self.close()
            # raise StopConsumer
            return
        self.send(message.get('text'))

    def websocket_disconnect(self, message):
        # 客户端与服务端断开连接时自动触发
        print('断开连接了')
        # 服务端同意断开连接
        raise StopConsumer

7.4 实践

客户端发送请求，index.html 文件

  • new WebSocket('ws://localhost:8080/ws/connect') 创建 WebSocket 连接，这里的 /ws/xxx 为上面 routing.py 配置的走 WebSocket 的路径
  • onopen()：事件，当创建好连接时触发，即服务端执行 self.accept()
  • send()：发送数据
  • onmessage()：事件，当接收到服务端返回的数据时触发
  • close()：关闭连接
  • onclose()：事件，当连接关闭时触发
<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
    <meta charset="UTF-8">
    <title>Title</title>
</head>
<body>
<div id="message" style="height: 500px; width: 500px; border: 1px solid blue;"></div>

<div>
    <input type="text" placeholder="请输入" id="msg">
    <input type="button" value="发送" onclick="sendMsg()">
    <input type="button" value="关闭连接" onclick="closeConn()">
</div>

<script>
    const socket = new WebSocket('ws://127.0.0.1:8000/ws/connect/')
    let message = document.getElementById('message')
    let msg = document.getElementById('msg')

    {# 创建好连接后自动触发, 服务端执行 self.accept() #}
    socket.onopen = function (event) {
        message.innerText = '连接成功\n'
    }

    function sendMsg() {
        socket.send(msg.value)
        msg.value = ''
    }

    {# 当 WebSocket 接收到服务端返回的消息时自动触发 #}
    socket.onmessage = function (event) {
        message.innerText += event.data + '\n'
    }

    function closeConn() {
        socket.close()
    }

    socket.onclose = function (event) {
        message.innerText += '连接关闭'
    }
</script>
</body>
</html>

7.5 群聊

7.5.1 简易实现

之前 consumers.py 文件的 WebSocket 代码如下

from channels.exceptions import StopConsumer
from channels.generic.websocket import WebsocketConsumer


class ChatConsumer(WebsocketConsumer):
    def websocket_connect(self, message):
        # 有客户端来向服务端发送 WebSocket 连接的请求时自动触发
        print('客户端发起连接')
        # 服务端允许和客户端创建连接(握手)
        self.accept()

    def websocket_receive(self, message):
        # 客户端基于 WebSocket 向服务端发送数据, 自动触发接收消息
        print('接收到的消息: ', message)

        # 服务端主动断开连接
        if message.get('text') == '关闭':
            self.close()
            # raise StopConsumer
            return
        self.send(message.get('text'))

    def websocket_disconnect(self, message):
        # 客户端与服务端断开连接时自动触发
        print('断开连接了')
        # 服务端同意断开连接
        raise StopConsumer

这里的 self 表示当前的连接，那么很显然，这个只适用于一对一的通信，即范围只在当前的连接内，那么如何让它变成群聊形式的通信呢？

添加一个列表保存当前已经建立的连接，然后每当接收到消息时，就遍历连接列表，依次给每个连接都发送消息，同样当有某个连接断开时，则从列表中移除该连接

from channels.exceptions import StopConsumer
from channels.generic.websocket import WebsocketConsumer

conn_list = []


class ChatConsumer(WebsocketConsumer):
    def websocket_connect(self, message):
        # 有客户端来向服务端发送 WebSocket 连接的请求时自动触发
        print('客户端发起连接')
        # 服务端允许和客户端创建连接(握手)
        self.accept()

        # 添加进连接列表
        conn_list.append(self)

    def websocket_receive(self, message):
        # 客户端基于 WebSocket 向服务端发送数据, 自动触发接收消息
        print('接收到的消息: ', message)

        # 服务端主动断开连接
        if message.get('text') == '关闭':
            self.close()
            # raise StopConsumer
            conn_list.remove(self)
            return

        for conn in conn_list:
            conn.send(message.get('text'))

    def websocket_disconnect(self, message):
        # 客户端与服务端断开连接时自动触发
        print('断开连接了')
        conn_list.remove(self)
        # 服务端同意断开连接
        raise StopConsumer

7.5.2 Channel Layers

上面是用一个列表来保存连接信息从而实现群聊功能，在连接数量很多并且发送消息频率很高的情况下，每次都遍历去给每个连接发送消息就有点吃不消了，这里 Channels 提供了 Channel Layers 来实现群聊的功能

1、在 settings.py 添加配置

  • 基于内存
    CHANNEL_LAYERS = {
    'default': {
        'BACKEND': 'channels.layers.InMemoryChannelLayer'
    }
}
  • 基于 Redis
    • 先下载 channels-redis，pip install channels-redis
    • 修改配置
      CHANNEL_LAYERS = {
    'default': {
        'BACKEND': 'channels_redis.core.RedisChannelLayer',
        'CONFIG': {
            'hosts': [{'124.222.xxx.xxx', 6379}]
        }
    }
}

2、修改 consumers.py 文件 的WebSocket 代码

from asgiref.sync import async_to_sync
from channels.exceptions import StopConsumer
from channels.generic.websocket import WebsocketConsumer


class ChatConsumer(WebsocketConsumer):
    def websocket_connect(self, message):
        # 接受这个客户端的连接
        self.accept()
        # 将这个客户端的连接对象分组加入到内存或 Redis, 由配置决定使用内存还是 Redis
        # self.channel_layer.group_add('group_code', self.channel_name)  # group_add() 方法默认为异步
        async_to_sync(self.channel_layer.group_add)('123123', self.channel_name)  # 转换为同步

    def websocket_receive(self, message):
        print('接收到的消息: ', message)
        async_to_sync(self.channel_layer.group_send)('123123', {'type': 'send_msg', 'message': message})

    def send_msg(self, event):
        print(event)
        text = event['message']['text']
        self.send(text)

    def websocket_disconnect(self, message):
        async_to_sync(self.channel_layer.group_discard)('123123', self.channel_name)
        raise StopConsumer

上面的分组的组号是写死的，可以改成动态获取

1、修改 views.py 文件，让传入请求时传入群号，并获取该群号传到模板

修改后的请求如下：http://127.0.0.1:8000/index/?group_id=123

from django.shortcuts import render


def index(request):
    group_id = request.GET.get('group_id')
    return render(request, 'index.html', {'group_id': group_id})

2、修改 index.html 文件，创建 WebSocket 连接时传入群号

<script>
    const socket = new WebSocket('ws://127.0.0.1:8000/ws/{{ group_id }}/')
</script>

3、调整群号为传入的参数

之前写的 routing.py 的 WebSocket 匹配地址为：r'ws/(?P<group>\w+)/$'，因此传入的群号即为路由中地址的 group

from asgiref.sync import async_to_sync
from channels.exceptions import StopConsumer
from channels.generic.websocket import WebsocketConsumer


class ChatConsumer(WebsocketConsumer):
    def websocket_connect(self, message):
        # 接受这个客户端的连接
        self.accept()
        # 获取群号, 即路由匹配中的地址
        url_route = self.scope['url_route']
        print(url_route)
        group_id = url_route['kwargs'].get('group')
        # 将这个客户端的连接对象分组加入到内存或 Redis, 由配置决定使用内存还是 Redis
        # self.channel_layer.group_add('group_code', self.channel_name)  # group_add() 方法默认为异步
        async_to_sync(self.channel_layer.group_add)(group_id, self.channel_name)  # 转换为同步

    def websocket_receive(self, message):
        print('接收到的消息: ', message)
        group_id = self.scope['url_route']['kwargs'].get('group')
        async_to_sync(self.channel_layer.group_send)(group_id, {'type': 'send_msg', 'message': message})

    def send_msg(self, event):
        print(event)
        text = event['message']['text']
        self.send(text)

    def websocket_disconnect(self, message):
        group_id = self.scope['url_route']['kwargs'].get('group')
        async_to_sync(self.channel_layer.group_discard)(group_id, self.channel_name)
        raise StopConsumer

7.6 客户端

上面的客户端是在模板里实现的，那么如何用 Python 代码实现客户端呢？

首先下载客户端，pip install websocket-client，具体的代码实现如下：

import websocket

# 1. 建立连接
ws = websocket.create_connection('ws://127.0.0.1:8000/ws/123/')
# 2. 获取连接状态
print("获取连接状态: ", ws.getstatus())

while True:
    msg = input('请输入内容: ')
    if msg == 'quit':
        break

    # 3. 发送信息
    ws.send(msg)
    # 4. 获取返回结果
    result = ws.recv()
    print("接收结果: ", result)

# 5. 关闭连接
ws.close()

悦读

道可道，非常道；名可名，非常名。 无名，天地之始，有名，万物之母。 故常无欲，以观其妙，常有欲，以观其徼。 此两者，同出而异名，同谓之玄，玄之又玄，众妙之门。

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