django channels

参考文档：https://channels.readthedocs.io/en/latest/index.html

pip3 install django
pip3 install channels

创建channels库根路由配置文件，根路由配置文件类似Django URLconf，它会告诉Channels当收到由Channes服务器发过来的Http请求时，应该执行什么代码：

# wssite/routing.py
from channels.routing import ProtocolTypeRouter

application = ProtocolTypeRouter({
    # (http->django views is added by default)
})

将 Channels 库添加到已安装的应用程序列表中。编辑 wssite/settings.py 文件并将 'channels' 添加到 INSTALLED_APPS 设置：

# mysite/settings.py
INSTALLED_APPS = [
    'channels',
    'chat',
    'django.contrib.admin',
    'django.contrib.auth',
    'django.contrib.contenttypes',
    'django.contrib.sessions',
    'django.contrib.messages',
    'django.contrib.staticfiles',
]

配置根路由指向 Channels：

# wssite/settings.py
# Channels
ASGI_APPLICATION = 'wssite.routing.application'

现在已安装的应用程序中有 Channels, 它将控制 runserver 命令, 用 Channels 开发服务器替换标准的 Django 开发服务器。

consumer配置

在app中创建新文件consumer，并添加如下代码：

# app/consumers.py
from channels.generic.websocket import WebsocketConsumer
import json

class ChatConsumer(WebsocketConsumer):
    def connect(self):
        self.accept()

    def disconnect(self, close_code):
        pass

    def receive(self, text_data=None, bytes_data=None):
        text_data_json = json.loads(text_data)
        message = text_data_json['message']

        self.send(text_data=json.dumps({
            'message': message

这是一个同步 WebSocket consumer, 它接受所有连接, 接收来自其客户端的消息, 并将这些消息回送到同一客户端。现在, 它不向同一个房间的其他客户端广播消息。

Channels 还支持编写异步 consumers 以提高性能。但是, 任何异步 consumers 都必须小心, 避免直接执行阻塞操作。

我们需要为 app 创建一个路由配置, 它有一个通往 consumer 的路由。创建新文件 app/routing.py。并写入以下代码：

# app/routing.py
from django.conf.urls import url

from . import consumers

websocket_urlpatterns = [
    url(r'^ws/chat/(?P<room_name>[^/]+)/$', consumers.ChatConsumer),
]

下一步是将根路由指向 chat.routing 模块。在 mysite/routing.py 中, 导入 AuthMiddlewareStack、URLRouter 和 chat.routing ;并在 ProtocolTypeRouter 列表中插入一个 "websocket" 键, 格式如下：

# app/routing.py
from channels.auth import AuthMiddlewareStack
from channels.routing import ProtocolTypeRouter, URLRouter
import chat.routing

application = ProtocolTypeRouter({
    # (http->django views is added by default)
    'websocket': AuthMiddlewareStack(
        URLRouter(
            chat.routing.websocket_urlpatterns
        )
    ),
})

这个根路由配置指定，当与 Channels 开发服务器建立连接的时候, ProtocolTypeRouter 将首先检查连接的类型。如果是 WebSocket 连接 (ws://或 wss://), 则连接会交给 AuthMiddlewareStack。

AuthMiddlewareStack 将使用对当前经过身份验证的用户的引用来填充连接的 scope, 类似于 Django 的 AuthenticationMiddleware 用当前经过身份验证的用户填充视图函数的请求对象。然后连接将被给到 URLRouter。

根据提供的 url 模式, URLRouter 将检查连接的 HTTP 路径, 以将其路由指定到到特定的 consumer。

channel layer

channel layer 是一种通信系统。它允许多个 consumer 实例互相交谈, 以及与 Django 的其他部分进行通信。

channel layer 提供以下抽象：

　　channel 是可以发送消息的邮箱。每个 channel 都有一个名称。任何有名称的 channel 都可以向 channel 发送消息。

　　group 是一组相关的 channels。group 具有名称。任何具有名字的 group 都可以按名称向 group 中添加/删除 channel, 也可以向 group 中的所有 channel 发送消息。无法列举特定 group 中的 channel。

每个 consumer 实例都有一个自动生成的唯一的 channel 名称, 因此可以通过 channel layer 进行通信。

使用redis作为channel layer的后备存储。

安装 channels_redis, 以便 Channels 知道如何调用 redis。运行以下命令:

pip3 install channels_redis

在使用 channel layer 之前, 必须对其进行配置。编辑 wssite/settings.py 文件并将 CHANNEL_LAYERS 设置添加到底部：

# wssite/settings.py
# Channels
ASGI_APPLICATION = 'mysite.routing.application'
CHANNEL_LAYERS = {
    'default': {
        'BACKEND': 'channels_redis.core.RedisChannelLayer',
        'CONFIG': {
            "hosts": [('127.0.0.1', 6379)],
        },
    },
}

现在我们有了一个 channel layer, 让我们在 ChatConsumer 中使用它。将以下代码放在 chat/consumers.py 中, 替换旧代码：

# app/consumers.py
from asgiref.sync import async_to_sync
from channels.generic.websocket import WebsocketConsumer
import json

class ChatConsumer(WebsocketConsumer):
    def connect(self):
        self.room_name = self.scope['url_route']['kwargs']['room_name']  # scope中包含有关其连接的信息且在app/routes.py中的url路由中获取'room_name'参数
        self.room_group_name = 'chat_%s' % self.room_name # 构建channels_group名称

        # Join room group
        async_to_sync(self.channel_layer.group_add)(
            self.room_group_name,
            self.channel_name
        )

        self.accept() # 用于接受websocket连接，不调用则表示拒绝接收连接

    def disconnect(self, close_code):
        # Leave room group
        async_to_sync(self.channel_layer.group_discard)(
            self.room_group_name,
            self.channel_name
        )

    # Receive message from WebSocket
    def receive(self, text_data=None, bytes_data=None):
        text_data_json = json.loads(text_data)
        message = text_data_json['message']

        # Send message to room group
        async_to_sync(self.channel_layer.group_send)(
            self.room_group_name,
            {
                'type': 'chat_message',
                'message': message
            }
        )

    # Receive message from room group
    def chat_message(self, event):
        message = event['message']

        # Send message to WebSocket
        self.send(text_data=json.dumps({
            'message': message
        }))

异步模式

重写 ChatConsumer 使其变为异步的。在 app/consumers.py 中输入以下代码：

# app/consumers.py
from channels.generic.websocket import AsyncWebsocketConsumer
import json

class ChatConsumer(AsyncWebsocketConsumer):
    async def connect(self):
        self.room_name = self.scope['url_route']['kwargs']['room_name']
        self.room_group_name = 'chat_%s' % self.room_name

        # Join room group
        await self.channel_layer.group_add(
            self.room_group_name,
            self.channel_name
        )

        await self.accept()

    async def disconnect(self, close_code):
        # Leave room group
        await self.channel_layer.group_discard(
            self.room_group_name,
            self.channel_name
        )

    # Receive message from WebSocket
    async def receive(self, text_data):
        text_data_json = json.loads(text_data)
        message = text_data_json['message']

        # Send message to room group
        await self.channel_layer.group_send(
            self.room_group_name,
            {
                'type': 'chat_message',
                'message': message
            }
        )

    # Receive message from room group
    async def chat_message(self, event):
        message = event['message']

        # Send message to WebSocket
        await self.send(text_data=json.dumps({
            'message': message
        }))

这些用于 ChatConsumer 的新代码与原始代码非常相似, 它们具有以下差异：

• 现在 ChatConsumer 继承自 AsyncWebsocketConsumer 而不是 WebsocketConsumer。
• 所有方法都是 async def, 而不仅仅是 def。
• await 被用于调用执行 I/O 的异步函数。
• 在 channel layer 上调用方法时, 不再需要 async_to_sync。

数据库访问

Django ORM是一段同步代码，因此如果您想从异步代码访问它，您需要进行特殊处理以确保其连接正确关闭。

如果你正在使用SyncConsumer或者基于它的任何东西 - 比如 JsonWebsocketConsumer- 你不需要做任何特别的事情，因为所有代码都已经在同步模式下运行，并且Channels将作为SyncConsumer代码的一部分为你做清理工作。

但是，如果要编写异步代码，则需要使用安全的同步上下文调用数据库方法database_sync_to_async。

数据库连接

如果您使用线程使用者（同步的），通道可能会比您可能使用的通道打开更多的数据库连接 - 每个线程最多可以打开一个连接。

默认情况下，线程数设置为“CPU数* 5”，因此您可以看到最多这个线程数。如果要更改它，请将ASGI_THREADS环境变量设置为您希望允许的最大数量。

为了避免在连接中有太多线程空闲，您可以改写代码以使用异步使用者，并且只在需要使用Django的ORM（使用database_sync_to_async）时才进入线程。

database_sync_to_async 

要使用它，请在单独的函数或方法中编写ORM查询，然后database_sync_to_async像这样调用它：

from channels.db import database_sync_to_async

async def connect(self):
    self.username = await database_sync_to_async(self.get_name)()

def get_name(self):
    return User.objects.all()[0].name

您也可以将它用作装饰者：

from channels.db import database_sync_to_async

async def connect(self):
    self.username = await self.get_name()

@database_sync_to_async
def get_name(self):
    return User.objects.all()[0].name